《2025年快乐之星暑假篇八年级物理》

17. 热爱运动的小罗同学在平直跑道上跑步. 如图 6 所示,当他后脚用力蹬地时,后脚鞋底受到地面摩擦力的方向是向前的. 鞋底有花纹,是为了增大摩擦.

答案： 【解析】：当小罗后脚用力蹬地时，鞋底相对于地面有向后运动的趋势，根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反的原理，地面会给鞋底一个向前的摩擦力，这个力是推动人前进的动力。鞋底有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，从而防止打滑，使人跑得更稳。
【答案】：前；增大

18. 2016 年 5 月,科学家又发现了 9 颗位于宜居带(适合生命存在的区域)的行星,若其中一颗行星表面某物体所受的引力是该物体在地球上所受引力的 2 倍,则一袋 $ 100g $ 的方便面在该行星上用弹簧测力计测物重时的读数是______2$ N $；科学家在地球上最多能举起 $ 60kg $ 的物体,则在该行星上最多能举起______30$ kg $ 的物体.(地球上 $ g $ 取 $ 10N/kg $)

答案： 【解析】：首先解决第一部分问题，已知一颗行星表面某物体所受的引力是该物体在地球上所受引力的 2 倍。地球上 $g$ 取 $10N/kg$，则地球上 $100g$ 的方便面所受的重力为：
$ G_{\text{地球}} = m \cdot g = 0.1 \, \text{kg} × 10 \, \text{N/kg} = 1 \, \text{N} $
在该行星上，物体的引力是地球上的 2 倍，因此：
$ G_{\text{行星}} = 2 × G_{\text{地球}} = 2 × 1 \, \text{N} = 2 \, \text{N} $
所以，一袋 $100g$ 的方便面在该行星上用弹簧测力计测物重时的读数是 2 N。
接下来解决第二部分问题，科学家在地球上最多能举起 $60kg$ 的物体。地球上 $60kg$ 的物体所受的重力为：
$ G_{\text{地球}} = m \cdot g = 60 \, \text{kg} × 10 \, \text{N/kg} = 600 \, \text{N} $
在该行星上，物体的引力是地球上的 2 倍，因此，能够举起的物体的质量 $m_{\text{行星}}$ 应满足：
$ G_{\text{行星}} = m_{\text{行星}} \cdot (2 × g) = 600 \, \text{N} $
$ m_{\text{行星}} \cdot 20 \, \text{N/kg} = 600 \, \text{N} $
$ m_{\text{行星}} = \frac{600 \, \text{N}}{20 \, \text{N/kg}} = 30 \, \text{kg} $
【答案】：2；30

19. 如图 7 所示,在甲图中用弹簧测力计拉着物块 $ A $ 做匀速直线运动,此时弹簧测力计示数为 $ F_1 $,乙图中在物块 $ A $ 上叠放一块与之相同的物块 $ B $,用弹簧测力计拉着物块 $ A $,使物块 $ B $ 随 $ A $ 一起做匀速直线运动. 弹簧测力计示数为 $ F_2 $,则 $ F_1 : F_2 = $1:2；乙图对应运动过程中,物块 $ B $ 受到的摩擦力 $ f_B = $0 $ N $.

答案： 【解析】：在甲图中，物块A做匀速直线运动，此时弹簧测力计的拉力$F_1$与A受到的滑动摩擦力平衡，即$F_1 = f_1$。滑动摩擦力的大小取决于压力和接触面的粗糙程度，设A的重力为G，接触面粗糙程度一定时，压力等于A的重力G，所以$f_1=\mu G$。
乙图中，A上叠放了相同的物块B，此时整体对接触面的压力变为$G + G=2G$，接触面粗糙程度不变，所以整体受到的滑动摩擦力$f_2=\mu×2G = 2\mu G$。由于整体做匀速直线运动，拉力$F_2$与摩擦力$f_2$平衡，即$F_2 = f_2 = 2\mu G$。因此，$F_1:F_2=\mu G:2\mu G = 1:2$。
对于乙图中的物块B，它随A一起做匀速直线运动，B与A之间没有相对运动或相对运动的趋势。因为如果存在摩擦力，B在水平方向上没有其他力与之平衡，就不可能保持匀速直线运动状态，所以物块B受到的摩擦力$f_B = 0\ \text{N}$。
【答案】：1:2；0

20. 某实验兴趣小组做了一个实验,来探究力的三要素对力的作用效果的影响. 如图 8 所示,让一条薄钢条的一端固定,现分别用不同的力去推它,使它发生如图 8 中 $ A、B、C、D $ 所示的形变,如果力 $ F_1 = F_3 ＞ F_2 = F_4 $,那么,

(1)能说明力的作用效果与力的作用点有关的图是______A、D.
(2)能说明力的作用效果与力的方向有关的图是______A、C.
(3)上述研究问题的方法叫做______控制变量法.

答案： 【解析】：
（1）力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。在这三个因素中，任何一个因素的变化都会影响力的作用效果。为了研究力的作用效果与力的作用点的关系，需要控制力的大小和方向不变，只改变作用点。对比图A、D可以发现，力的大小都是$F_1$和$F_4$（且$F_1 = F_4$），力的方向都是水平向左，但作用点不同，一个作用在薄钢条的上部，一个作用在薄钢条的下部，结果薄钢条的形变程度不同。所以能说明力的作用效果与力的作用点有关的图是A、D。
（2）为了研究力的作用效果与力的方向的关系，需要控制力的大小和作用点不变，只改变力的方向。对比图A、C可以发现，力的大小都是$F_1$和$F_3$（且$F_1 = F_3$），作用点都在薄钢条的上部，但力的方向不同，一个水平向左，一个水平向右，结果薄钢条的形变程度不同。所以能说明力的作用效果与力的方向有关的图是A、C。
（3）在研究力的三要素对力的作用效果的影响时，分别控制其他因素不变，只改变一个因素来研究其对力的作用效果的影响，这种研究问题的方法叫做控制变量法。
【答案】：
(1)A、D
(2)A、C
(3)控制变量

21. 图 9 中所示的弹簧秤测量范围是0~5N,最小刻度是0.2N,图中物体的重力是2.4N.

答案： 【解析】：弹簧秤的测量范围即量程，是指其能够测量的最大范围。观察图中弹簧秤，刻度从0开始，最大刻度为5N，所以测量范围是0~5N。
最小刻度是指弹簧秤上相邻两条刻度线所代表的力的大小。图中0~1N之间分为5个小格，因此每个小格代表的力为 $ \frac{1N}{5} = 0.2N $，即最小刻度是0.2N。
物体的重力等于弹簧秤的示数，图中指针指在2N下方的第2个小格处，每个小格为0.2N，所以示数为 $ 2N + 2 × 0.2N = 2.4N $。
【答案】：0~5N；0.2N；2.4N