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6. “峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化如图所示.游戏开始前,工作人员对底座施加一水平拉力,使其静止于A位置,然后自由释放,秋千荡至右侧的最高位置为C(图中未画出),B为秋千运动的最低点.则C位置的高度
低于
(选填“高于”“低于”或“等于”)A位置的高度;在B位置,游戏者受到非平衡力
(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,若此时所有的力都突然消失,游戏者将保持匀速直线运动
(选填“静止”“匀速直线运动”或“匀速圆周运动”).
答案：
【解析】：秋千从A位置静止释放荡至C位置的过程中，由于存在空气阻力等摩擦阻力，部分机械能会转化为内能，导致机械能减小。A和C位置都是秋千运动的最高位置，此时速度为0，动能为0，机械能主要表现为重力势能。因为机械能减小，所以C位置的重力势能小于A位置的重力势能，而重力势能大小与质量和高度有关，质量不变，所以C位置的高度低于A位置的高度。
在B位置，秋千运动到最低点，此时速度最大，运动方向是水平的，并且运动方向在不断改变（接下来要向上运动），根据力与运动的关系，物体运动状态改变时一定受到非平衡力的作用，所以游戏者受到非平衡力作用。
若在B位置所有的力都突然消失，根据牛顿第一定律，物体将保持原来的运动状态不变。此时游戏者在B位置具有水平方向的速度，所以将保持匀速直线运动。
【答案】：低于；非平衡力；匀速直线运动
在B位置，秋千运动到最低点，此时速度最大，运动方向是水平的，并且运动方向在不断改变（接下来要向上运动），根据力与运动的关系，物体运动状态改变时一定受到非平衡力的作用，所以游戏者受到非平衡力作用。
若在B位置所有的力都突然消失，根据牛顿第一定律，物体将保持原来的运动状态不变。此时游戏者在B位置具有水平方向的速度，所以将保持匀速直线运动。
【答案】：低于；非平衡力；匀速直线运动
7. 一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示.已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4s~8s内小车受到的阻力为
10
N,在0~4s内小车受到的摩擦力等于
10N(选填“大于”“等于”或“小于”).
答案：
【解析】：由速度-时间图像可知，在4s~8s内，小车的速度保持不变，为4m/s，处于匀速直线运动状态。根据二力平衡条件，此时小车在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等。已知牵引力恒为10N，所以阻力也为10N。
在0~4s内，小车的速度从0均匀增加到4m/s，做匀加速直线运动。此时小车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用，由于小车做加速运动，牵引力大于摩擦力。而在4s~8s内，小车做匀速直线运动时摩擦力为10N，因为滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在整个运动过程中，小车对地面的压力不变，接触面的粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力大小不变，即0~4s内小车受到的摩擦力仍为10N。
【答案】：10；等于
在0~4s内，小车的速度从0均匀增加到4m/s，做匀加速直线运动。此时小车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用，由于小车做加速运动，牵引力大于摩擦力。而在4s~8s内，小车做匀速直线运动时摩擦力为10N，因为滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在整个运动过程中，小车对地面的压力不变，接触面的粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力大小不变，即0~4s内小车受到的摩擦力仍为10N。
【答案】：10；等于
8. 如图所示,重力为6N的木块A被沿竖直方向的两根橡皮筋拉住处于静止状态,已知木块下面橡皮筋的拉力$F_{2}= 4N$.剪断木块下面橡皮筋的瞬间(木块未动),木块A受到的合力为
4
N,当木块再次静止时,木块上面橡皮筋的拉力为6
N.
答案：
【解析】：木块A静止时，受到竖直向下的重力G=6N、上面橡皮筋竖直向下的拉力F₁和下面橡皮筋竖直向上的拉力F₂=4N。根据平衡条件，竖直方向合力为零，即G + F₁ = F₂，解得F₁ = F₂ - G = 4N - 6N = -2N，负号表示上面橡皮筋的实际拉力方向竖直向上（此处原分析中方向判断有误，应为上面橡皮筋拉力向上，下面橡皮筋拉力向上，重力向下，平衡时F₁ + F₂ = G，即F₁ = G - F₂ = 6N - 4N = 2N，方向竖直向上，修正后更合理）。
剪断下面橡皮筋瞬间，橡皮筋的拉力不会突变，上面橡皮筋的拉力仍为F₁=2N，此时木块受到竖直向下的重力G=6N和竖直向上的拉力F₁=2N，合力F合=G - F₁=6N - 2N=4N，方向竖直向下。
当木块再次静止时，只受重力和上面橡皮筋的拉力，二力平衡，所以上面橡皮筋的拉力F₁'=G=6N。
【答案】：4；6
剪断下面橡皮筋瞬间，橡皮筋的拉力不会突变，上面橡皮筋的拉力仍为F₁=2N，此时木块受到竖直向下的重力G=6N和竖直向上的拉力F₁=2N，合力F合=G - F₁=6N - 2N=4N，方向竖直向下。
当木块再次静止时，只受重力和上面橡皮筋的拉力，二力平衡，所以上面橡皮筋的拉力F₁'=G=6N。
【答案】：4；6
9. 物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化关系如图乙所示.小萍从$t= 0$开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“·”表示物块A),如图丙所示,6s~12s内物块所受的摩擦力为
6
N,10s~14s内物块的平均速度为6
cm/s.
答案：
【解析】：由图丙可知，0~6s内物块的位置没有变化，处于静止状态。6~8s内物块移动了10cm，8~10s内移动了12cm，10~12s内移动了12cm，12~14s内移动了12cm，14~16s内移动了12cm，16~18s内移动了12cm。
对于6s~12s内物块所受的摩擦力：从图丙可以看出，10~12s、12~14s等时间段内物块在相同时间内通过的路程相等（均为12cm），说明物块在10s后做匀速直线运动。由图乙可知，12~14s时拉力F=6N，因为匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力平衡，所以滑动摩擦力f=6N。6~10s内物块处于加速运动状态，但压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，仍为6N，所以6s~12s内物块所受摩擦力为6N。
对于10s~14s内物块的平均速度：10s时物块的位置到14s时物块的位置，通过的路程为12cm（10~12s）+12cm（12~14s）=24cm，时间t=14s - 10s=4s，平均速度v=s/t=24cm/4s=6cm/s。
【答案】：6；6
对于6s~12s内物块所受的摩擦力：从图丙可以看出，10~12s、12~14s等时间段内物块在相同时间内通过的路程相等（均为12cm），说明物块在10s后做匀速直线运动。由图乙可知，12~14s时拉力F=6N，因为匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力平衡，所以滑动摩擦力f=6N。6~10s内物块处于加速运动状态，但压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，仍为6N，所以6s~12s内物块所受摩擦力为6N。
对于10s~14s内物块的平均速度：10s时物块的位置到14s时物块的位置，通过的路程为12cm（10~12s）+12cm（12~14s）=24cm，时间t=14s - 10s=4s，平均速度v=s/t=24cm/4s=6cm/s。
【答案】：6；6
10. 阅读短文,回答问题:
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降.同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同就等于物体所受的重力:而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了.老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象.如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”.小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台.如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg),课后小勇和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为0,我们称这种现象为完全失重现象.
(1)电梯静止时,小勇的重力是
(2)根据图丙分析,小勇在
(3)物体处于完全失重状态,是指物体的
A. 质量为零 B. 重力为零 C. 受到的支持力或拉力为零
(4)我国宇航员王亚平利用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力;下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是
A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
(5)若“天宫号”绕地球做匀速圆周运动,则它受
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降.同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同就等于物体所受的重力:而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了.老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象.如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”.小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台.如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg),课后小勇和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为0,我们称这种现象为完全失重现象.
(1)电梯静止时,小勇的重力是
600
N;(2)根据图丙分析,小勇在
0∼t₁
段时间内处于失重状态,秤台对小勇的支持力与小勇重力不是
(填是/不是)一对平衡力;(3)物体处于完全失重状态,是指物体的
C
.A. 质量为零 B. 重力为零 C. 受到的支持力或拉力为零
(4)我国宇航员王亚平利用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力;下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是
B
.A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
(5)若“天宫号”绕地球做匀速圆周运动,则它受
非平衡
(选填“平衡”或“非平衡”)力的作用.
答案：
【解析】：
（1）电梯静止时，小勇的重力是$G = mg = 60kg × 10N/kg = 600N$。
（2）已知小勇的实际质量为60kg，由图像可知，在0∼$t_1$阶段，小勇的质量为45kg，此时处于失重状态，失重并不是失去重力了，而是物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于物体的重力，这是因为物体具有向下的加速度，秤台对小勇的支持力与小勇重力不是一对平衡力。
（3）由失重现象可知，物体处于完全失重状态，是指物体受到的支持力或拉力为零。
（4）飞船在太空中，太空舱内小球处于失重状态，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态；而垂直于悬线的力可以改变小球的运动状态，故丁图符合实际。
（5）若“天宫号”绕地球做匀速圆周运动，其运动方向不断发生变化，所以它受非平衡力的作用。
【答案】：
(1) 600
(2) 0∼$t_1$；不是
(3) C
(4) B
(5) 非平衡
（1）电梯静止时，小勇的重力是$G = mg = 60kg × 10N/kg = 600N$。
（2）已知小勇的实际质量为60kg，由图像可知，在0∼$t_1$阶段，小勇的质量为45kg，此时处于失重状态，失重并不是失去重力了，而是物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于物体的重力，这是因为物体具有向下的加速度，秤台对小勇的支持力与小勇重力不是一对平衡力。
（3）由失重现象可知，物体处于完全失重状态，是指物体受到的支持力或拉力为零。
（4）飞船在太空中，太空舱内小球处于失重状态，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态；而垂直于悬线的力可以改变小球的运动状态，故丁图符合实际。
（5）若“天宫号”绕地球做匀速圆周运动，其运动方向不断发生变化，所以它受非平衡力的作用。
【答案】：
(1) 600
(2) 0∼$t_1$；不是
(3) C
(4) B
(5) 非平衡
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