专题十八 力学基础--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)

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专题十八 力学基础--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)

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专题十八 力学基础--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)
一、选择题
1.(2024九下·温州开学考)如图所示为小舟滑雪时的场景,下列说法正确的是(  )
A.小舟受到的重力与滑雪板对小舟的支持力是一对相互作用力
B.小舟对滑雪板的压力与小舟受到的重力是一对平衡力
C.小舟用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小舟在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来,是因为他具有惯性
2.将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是(  )
A.A B.B C.C D.D
3.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为m1、m2的两个小球,随车一起作匀速直线运动.当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其他阻力不计)(  )
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.若m1<m2,则肯定相碰 D.无法确定是否相碰
4.(2022·婺城模拟)如图是中国天眼的日常维护装备_”微重力蜘蛛人”,该设备最主要部分是一个直径超7m的氦气球,下面悬吊着”蜘蛛人”。下列有关说法正确的是(  )
A.由于氦气球受到了很大的浮力,所以减小了”蜘蛛人”的重力
B.当”蜘蛛人”静止在反射面板上时,”蜘蛛人”受到的支持力和重力是一对平衡力
C.”蜘蛛人”的手脚上都有宽大的轻质板,是为了减小”蜘蛛人”对反射面板的压强
D.”蜘蛛人”的手轻碰面板后,往前运动,这是由于物体的运动需要力来维持
5.(2023·舟山模拟)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将()
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
6.(2022·杭州模拟)如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。下列说法正确的是()
A.a点时,小球所受重力和支持力是一对平衡力
B.B点时,小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
C.h1=h2
D.h1>h2
7.(2023·舟山模拟)如图所示“悬空的磁环”活动中,假设甲、乙、丙三个磁环完全相同且重都为G,中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时,以下分析正确的是(  )
A.甲受到推力大小为G
B.甲对乙的作用力等于丙对乙的作用力
C.丙可能与塑料底座没有接触
D.将乙翻面后三个磁环将吸在一起,此时底座受到压力将增加
8.(2022·柯桥模拟)如图所示,小红穿上滑冰鞋向右用力推墙,会被墙向左推开。下列说法中正确的是 (  )
A.墙对人的推力大于人对墙的推力
B.人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
C.人先对墙施加了推力,然后墙再对人施加推力
D.人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力
9.(2020八上·杭州期中)如图所示的容器内盛有空气,活塞可左右移动且不漏气,容器中有一木球,当用力F向右推动活塞时,下列说法中正确的是(  )
A.木球对容器的压力将增大
B.木球对容器的压力将减小
C.木球对容器的压力将不变
D.无法比较木球对容器压力的大小
10.(浙教版科学七年级下学期 3.6 摩擦力 巩固训练)假若一切物体间的摩擦力突然消失,则下列哪种现象不可能发生(  )
A.静止在水平路面上的汽车无法开动
B.微风能吹动铁轨上的火车
C.无法手握钢笔写字
D.人轻轻一跳可以离开地球
二、填空题
11.(2023·江山模拟) 2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课,如图所示是水球实验。
(a)王亚平往水膜里注水,水膜很快变成一个亮晶晶的大水球;
(b)王亚平将蓝色颜料液体注入水球中,很快变成一个蓝色水球;
(c)王亚平将半片泡腾片放入蓝色水球中,泡腾片在水球中不断产生小气泡,水球不断变大,但是并没有气泡从水球中跑出来,王亚平却闻到了阵阵的香气。
以上现象主要说明分子在永不停息地做无规则运动的是   。(填字母)
“太空抛物”实验中,王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件,最后被叶光富用手拦住停止运动,
说明力可以   。
12.(2022九下·温州模拟)为了探究二力平衡的条件,小李同学进行了如图实验。实验步骤如下:
(1)如图A所示,保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,实验中发现两边的钩码质量不相等时, 小卡片运动;质量相等时, 小卡片静止,说明二力平衡的一个条件是力的   ;
(2)将图A中的小卡片转过一个角度,并保持两个拉力方向相反,如图B所示,松开手后小卡片   平衡(选填“能”或“不能”);
(3)小郑同学将木块放在水平桌面上,设计了如图C所示的实验,实验时发现当两边所挂钩码不相等时,木块也能平衡,你认为出现这种情况的原因是   。
13.(2021·金华模拟)如图所示,木块与小车向右做匀速直线运动,遇到障碍物时,小车停下,木块从车上的点滑至b点(如图甲)。木块能停下来,说明木块在滑动过程中受到向   (填“左"或“右”)的摩擦力:为测量摩擦力的大小,在障碍物上固定弹簧测力计并拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙),当拉着小车加速运动时,弹簧测力计示数将   (填"变大"、“变小”)。
三、实验探究题
14.(2020·慈溪模拟)小科和小思在做如图甲所示的“观察小球摆动时动能和势能的转化”的实验。
(1)甲图中,小球从A点由静止开始摆动到B点,B点小球受到的拉力与小球受到的重力   (选填“是”
或“不是”)一对平衡力。
(2)小科发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同,于是他猜想小球来回摆动一次所用的时间t可能与小球质量m、绳子长度l、小球移开的距离s等因素有关,为了验证猜想,他在竖直的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米以改变质量(如图乙所示),进行实验并得到了下表中的数据:
序号 瓶质量m/g 移开距离s/格 悬线长度l/格 来回时间t/s
1 20 3 12 2.1
2 40 3 12 2.1
3 60 3 12 2.1
4 60 2 12 2.1
5 60 1 12 2.1
6 60 3 9 1.9
7 60 3 6 1.5
通过分析表中的数据可以得出初步的结论:t与   有关(填写符号)。
(3)小科在实验中发现,瓶子每摆动一次所用的时间其实很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方法,具体是:   。
15.(探究二力平衡的条件)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向   ,并通过调整   来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片   (选填“能”或“不能”)
平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究   .
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验.其主要原因是 .
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)利用图丙装置   (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件.
16.(2021·温州模拟)用相近的力击打不同品牌的乒乓球,乒乓球的反弹距离往往是不同的,为此,小明想探究乒乓球自由下落后的反弹高度与哪些因素有关。他选取硬度不同,但材料和大小相同的两个乒乓球,让它们分别多次从不同高度自由下落,测量并记录反弹高度如下表。
实验序号 乒乓球的硬度 下落高度H/米 反弹高度h/米
1 大 1 0.67
2 2 1.33
3 3 2
4 小 1 0.4
5 2 0.8
6 3 1.2
(1)为保证实验中乒乓球下落和反弹的轨迹竖直,小明应选择在   的环境中进行。
(2)据表分析,乒乓球的反弹高度与下落高度之间的关系是   。
(3)小红将乒乓球放在如图所示的装水的纸杯中,将杯举高后松手,纸杯和球一起下落、纸杯触地后,发现水花飞溅,乒乓球反弹的高度大大高于下落高度。请分析小红的实验中,乒乓球的反弹高度能高于下落高度的原因是   。
四、解答题
17.(2020七下·台州开学考)对研究对象进行受力分析。
(1)如图所示中是一辆在水平地面上向左作匀速直线运动的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,作出小球所受力的示意图。
(2)如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图。
(3)如图所示是在空气中飞行的足球,质量为0.4kg,请画出足球所受重力的图示。(g取10N/kg)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;探究二力平衡的条件
【解析】【分析】平衡力的特点:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上;
相互作用力的特点:大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,作用在同一直线上;
惯性的概念:一切物体都具有维持原有运动状态的性质,即静止的物体保持静止,匀速直线运动物体保持匀速直线运动的性质;惯性只和物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
【解答】A.小舟受到的重力与滑雪板对小舟的支持力是一对平衡力,A错误;
B.滑雪板对小舟的支持力与小舟受到的重力是一对平衡力,B错误;
C.小舟用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是改变物体运动状态的原因,C错误;
D.小舟在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来,是因为他具有惯性 ,D正确;
故答案为:D
2.【答案】B
【知识点】机械运动的分类;牛顿第一定律
【解析】【分析】根据牛顿第一定律的知识分析判断。
【解答】将小球竖直向上抛出后,如果小球运动至甲处时所受的外力全部消失,那么小球将保持外力消失时刻的速度大小和方向做匀速直线运动。根据s=vt可知,当小球做匀速直线运动时,相同时间内上升相同的高度,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
3.【答案】B
【知识点】惯性
【解析】【解答】车停止前,两个小球和小车一起作匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰;
故选B。
【分析】先分析车突然停止前,两个小球和小车的运动状态,当小车突然停止时,根据一切物体都有保持原来运动状态的性质来分析两个小球的运动状态。
4.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】A.物体所受重力的大小与物体的质量大小有关;
B.二力平衡的条件为:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上;
C.压强大小由压力大小和受力面积的大小决定;
D.力的作用效果之一为力可以改变物体的运动状态。
【解答】A.重力的大小与质量和重力常数有关,“蜘蛛人”在地球表面的质量和重力常数都没有发生变化,所以”蜘蛛人”的重力不变,故A错误。
B.当”蜘蛛人”静止在反射面板上时,会受到氦气球向上的拉力,所以”蜘蛛人”受到的支持力和重力不相等,故B错误。
C.蜘蛛人”的手脚上都有宽大的轻质板,这是通过增大接触面积来减小”蜘蛛人”对反射面板的压强的,故C正确。
D.”蜘蛛人”的手轻碰面板后,往前运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故答案为:C
5.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】小球在A点由静止释放,重力势能转化为动能再转为重力势能到达B点,此时也是静止状态。在B点处所有力都消失,根据牛顿第一定律(惯性定律)即一切物体在没有受到力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。故小球在B点保持静止。
【解答】根据牛顿第一定律,小球在B点不受力时保持静止状态。故答案选择D
6.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
(3)(4)根据能量转化的知识比较最高点时的重力势能大小即可。
【解答】A.根据图片可知,a点时小球的重力竖直向下,而斜面对它的支持力与斜面垂直向上,二者没有在同一直线上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用,故B错误;
CD.在甲中,当小球到达最高点a时,它的动能为零,即此时的重力势能等于小球的机械能。在乙图中,当小球到达最高点b时,它的速度不为零,即动能不为零,那么此时的重力势能小于小球的机械能。比较可知,a点的重力势能大于b点的重力势能,那么高度h1>h2,故C错误,D正确。
故选D。
7.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】各磁环都处于静止状态,对各磁环进行受力分析,根据力的平衡条件可作出判断。【解答】A.以甲磁环为研究对象,甲磁环受重力和乙对甲的作用力。且甲处于静止状态,由力的平衡条件可知甲受到推力大小为G,故A正确;
B.以乙磁环为研究对象,乙磁环受重力、甲对乙的作用力以及丙对乙的作用力,且乙处于静止状态,所以乙受到3个力的作用而处于平衡状态,则甲对乙的作用力不等于丙对乙的作用力,故B错误;
C.丙磁环受到甲和乙向下的斥力,自身受到的重力也是向下,则丙磁环受到塑料底座的支持力向上,所以丙与塑料底座一定有接触,故C错误;
D.将乙翻面后三个磁环将吸在一起,此时底座受到压力仍然等于甲、乙、丙的重力之和,即底座受到的压力大小不变,故D错误。
故选A。
8.【答案】D
【知识点】力的作用是相互的;平衡力的辨别
【解析】【分析】平衡力和相互作用力的相同点:大小相同、方向相反、作用在同一直线上,而前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上,据此分析判断。
【解答】人对墙的推力与墙对人的推力大小相等,方向相反,作用在同一直线上和两个物体上,为一对相互作用力,故A、B错误,D正确;
人对墙的推力和墙对人的推力是同时发生的,故C错误。
故选D。
9.【答案】B
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】首先分析容器里空气密度的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排分析木球受到浮力的变化,最后根据木球对容器的压力F压=G-F浮分析即可。
【解答】当用力F向右推动活塞时,容器的容积变小,根据公式可知,空气的密度变大。根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排可知,木球排开空气的体积不变,但是浮力增大了。根据F压=G-F浮可知,木球对容器的压力将减小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】结合二力平衡的知识,逐项分析物体受到摩擦力的情况,选出符合题意的答案。
【解答】A、力可以改变物体的运动状态,汽车从静止到开动需要靠摩擦力改变车的运动状态,没有摩擦为,汽车无法开动,A不合题意;
B、当没有摩擦力时,风吹动火车时,水平方向不存在阻碍火车运动的力,火车会发生运动,B不合题意;
C、人握钢笔时,钢笔的重力和摩擦力平衡,当摩擦力不存在时,手不能握住笔,C不合题意;
D、人跳动时,人离开地面的动能转化为人的重力势能,与摩擦力无关,D符合题意。
故答案为:D。
11.【答案】bc;改变物体运动状态
【知识点】分子的热运动;分子间的作用力;力的作用效果
【解析】【分析】(1)分子不停地做无规则的运动;
(2)力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】
(1)a.王亚平往水膜里注水,水膜很快变成一个亮晶晶的大水球,这说明分子间存在引力;
b.王亚平将蓝色颜料液体注入水球中,很快变成一个蓝色水球,能够说明分子在做无规则的运动;
c.王亚平能够闻到阵阵香气能够说明分子做无规则的运动;
故bc符合题意;
(2)向前运动的冰墩墩能够被叶光富用手拦住停止运动,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:(1)bc;(2)改变物体运动状态。
12.【答案】(1)大小相等
(2)不能
(3)桌面对木块有较大的摩擦力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)纸片两侧受到的拉力由钩码的重力产生,即钩码重力越大,则纸片受到的拉力越大。当钩码的质量相等时,它们的重力相等,即对纸片的拉力相等,据此判断二力平衡的条件之一。
(2)根据二力平衡的条件“两个力必须作用再同一直线上”分析;
(3)当左右两边的钩码重力不等时,则木块受到的两个拉力大小不等,于是它有向一侧运动的趋势,此时木块会受到桌面施加的静摩擦力。此时两个拉力和摩擦力相互平衡,因此木块仍然除以静止状态,据此分析解答。
【解答】(1)如图A所示,保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,实验中发现两边的钩码质量不相等时,小卡片运动;质量相等时, 小卡片静止,说明二力平衡的一个条件是力的大小相等。
(2)将图A中的小卡片转过一个角度,并保持两个拉力方向相反,此时两个力并不在同一直线上,则松开手后小卡片不能平衡。
(3)小郑同学将木块放在水平桌面上,设计了如图C所示的实验,实验时发现当两边所挂钩码不相等时,木块也能平衡,我认为出现这种情况的原因是:桌面对木块有较大的摩擦力。
13.【答案】左;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;木块从a到b逐渐减速,说明它受到合力的方向与运动方向相反,即是向左的摩擦力;
(2)根据影响滑动摩擦力的因素分析木块受到的摩擦力大小是否改变,再根据二力平衡的原理分析测力计的示数是否改变。
【解答】(1)木块能停下来,说明木块在滑动过程中受到向左的摩擦力;
(2)当小车做加速运动时,木块对小车的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块和小车之间的摩擦力保持不变。当木块相对地面静止时,它受到的测力计的拉力与摩擦力平衡,因此弹簧测力计的示数保持不变。
14.【答案】(1)不是
(2)l
(3)可以测出瓶子摆动N次的时间,再用总时间除以N
【知识点】特殊测量方法;观察结果的记录与分析;平衡状态的判断
【解析】【分析】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它受到平衡力;
(2)将实验6、7三组进行比较,确定其中的不同因素即可;
(3)当物理量太小而无法直接测量时 ,可以使用“累积法”测量,即将这个量放大数倍,然后用测出的总量除以个数即可。
【解答】(1)B点时小球的运动轨迹为曲线,且是前面加速运动的结束和后面减速运动的开始,因此小球没有处于平衡状态,那么它受到的拉力和重力不是平衡力。
(2)对比实验6、7可知,瓶子的质量和移开距离相同时,悬线长度越小,来回时间越短,因此得到结论:来回时间t与悬线长度l有关。
(3)科在实验中发现,瓶子每摆动一次所用的时间其实很难测准,我想出一个更准确的测量方法:可以测出瓶子摆动N次的时间,再用总时间除以N。
15.【答案】(1)相反;钩码数量
(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡
(3)A
(4)能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡.(3)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果.(4)只要能到达平衡力的四个条件,就可以研究.
【解答】解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大.(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡.(3)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,就会影响实验效果(当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡);故选A.(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验;故答案为:(1)相反;钩码数量;(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡;(3)A;(4)能.
16.【答案】(1)无风
(2)在乒乓球的硬度一定的情况下,乒乓球的反弹高度与下落高度成正比。
(3)杯子落地后,由于力的相互作用,使水花向上波起,水花给乒乓球一个向上的推力并做功,便乒乓球的机械能总量增大,到达最高点的重力势能增大,从而使乒乓球的反弹的高度增大。
【知识点】力的作用是相互的;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)如果实验环境中有风,那么乒乓球下落时运动轨迹就会发生偏移,对测量产生不必要的影响;
(2)分析表格中实验1、2、3,计算对应的反弹高度和下落高度的比值;如果比值相近,那么它们成正比例关系;
(3)从水花四溅对乒乓球做功的角度分析乒乓球机械能的变化,进而确定它的高度变化。
【解答】(1)为保证实验中乒乓球下落和反弹的轨迹竖直,小明应选择在无风的环境中进行。
(2)实验1、2、3中反弹高度和下落高度的比值都接近于0.67,则得到结论:在乒乓球的硬度一定的情况下,乒乓球的反弹高度与下落高度成正比。
(3)乒乓球的反弹高度能高于下落高度的原因是:杯子落地后,由于力的相互作用,使水花向上波起,水花给乒乓球一个向上的推力并做功,便乒乓球的机械能总量增大,到达最高点的重力势能增大,从而使乒乓球的反弹的高度增大。
17.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;平衡状态的判断
【解析】【分析】(1)科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力:在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。
(2)平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态,平衡状态时受平衡力的作用。
【解答】(1)小球固定在小车上,因为小车向左作匀速直线运动,即处于平衡状态,所以小球也处于平衡状态,故此时小球受到支架杆的拉力与其受到的重力是一对平衡力,所以受力示意图如下:
(2) 因为货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,故货物处于平衡状态,因为水平方向没有受到拉力的作用,故也没有受到摩擦力的作用,只受到重力和支持力这一对平衡力,所以示意图如下:
(3)根据公式G=mg可得足球的重力G= 0.4Kg×10N/Kg=4N,此时可设定力的标度为2N,故重力的图示如下:
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一、选择题
1.(2024九下·温州开学考)如图所示为小舟滑雪时的场景,下列说法正确的是(  )
A.小舟受到的重力与滑雪板对小舟的支持力是一对相互作用力
B.小舟对滑雪板的压力与小舟受到的重力是一对平衡力
C.小舟用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小舟在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来,是因为他具有惯性
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;探究二力平衡的条件
【解析】【分析】平衡力的特点:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上;
相互作用力的特点:大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,作用在同一直线上;
惯性的概念:一切物体都具有维持原有运动状态的性质,即静止的物体保持静止,匀速直线运动物体保持匀速直线运动的性质;惯性只和物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
【解答】A.小舟受到的重力与滑雪板对小舟的支持力是一对平衡力,A错误;
B.滑雪板对小舟的支持力与小舟受到的重力是一对平衡力,B错误;
C.小舟用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是改变物体运动状态的原因,C错误;
D.小舟在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来,是因为他具有惯性 ,D正确;
故答案为:D
2.将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是(  )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】机械运动的分类;牛顿第一定律
【解析】【分析】根据牛顿第一定律的知识分析判断。
【解答】将小球竖直向上抛出后,如果小球运动至甲处时所受的外力全部消失,那么小球将保持外力消失时刻的速度大小和方向做匀速直线运动。根据s=vt可知,当小球做匀速直线运动时,相同时间内上升相同的高度,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
3.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为m1、m2的两个小球,随车一起作匀速直线运动.当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其他阻力不计)(  )
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.若m1<m2,则肯定相碰 D.无法确定是否相碰
【答案】B
【知识点】惯性
【解析】【解答】车停止前,两个小球和小车一起作匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰;
故选B。
【分析】先分析车突然停止前,两个小球和小车的运动状态,当小车突然停止时,根据一切物体都有保持原来运动状态的性质来分析两个小球的运动状态。
4.(2022·婺城模拟)如图是中国天眼的日常维护装备_”微重力蜘蛛人”,该设备最主要部分是一个直径超7m的氦气球,下面悬吊着”蜘蛛人”。下列有关说法正确的是(  )
A.由于氦气球受到了很大的浮力,所以减小了”蜘蛛人”的重力
B.当”蜘蛛人”静止在反射面板上时,”蜘蛛人”受到的支持力和重力是一对平衡力
C.”蜘蛛人”的手脚上都有宽大的轻质板,是为了减小”蜘蛛人”对反射面板的压强
D.”蜘蛛人”的手轻碰面板后,往前运动,这是由于物体的运动需要力来维持
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】A.物体所受重力的大小与物体的质量大小有关;
B.二力平衡的条件为:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上;
C.压强大小由压力大小和受力面积的大小决定;
D.力的作用效果之一为力可以改变物体的运动状态。
【解答】A.重力的大小与质量和重力常数有关,“蜘蛛人”在地球表面的质量和重力常数都没有发生变化,所以”蜘蛛人”的重力不变,故A错误。
B.当”蜘蛛人”静止在反射面板上时,会受到氦气球向上的拉力,所以”蜘蛛人”受到的支持力和重力不相等,故B错误。
C.蜘蛛人”的手脚上都有宽大的轻质板,这是通过增大接触面积来减小”蜘蛛人”对反射面板的压强的,故C正确。
D.”蜘蛛人”的手轻碰面板后,往前运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故答案为:C
5.(2023·舟山模拟)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将()
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】小球在A点由静止释放,重力势能转化为动能再转为重力势能到达B点,此时也是静止状态。在B点处所有力都消失,根据牛顿第一定律(惯性定律)即一切物体在没有受到力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。故小球在B点保持静止。
【解答】根据牛顿第一定律,小球在B点不受力时保持静止状态。故答案选择D
6.(2022·杭州模拟)如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。下列说法正确的是()
A.a点时,小球所受重力和支持力是一对平衡力
B.B点时,小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
C.h1=h2
D.h1>h2
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
(3)(4)根据能量转化的知识比较最高点时的重力势能大小即可。
【解答】A.根据图片可知,a点时小球的重力竖直向下,而斜面对它的支持力与斜面垂直向上,二者没有在同一直线上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用,故B错误;
CD.在甲中,当小球到达最高点a时,它的动能为零,即此时的重力势能等于小球的机械能。在乙图中,当小球到达最高点b时,它的速度不为零,即动能不为零,那么此时的重力势能小于小球的机械能。比较可知,a点的重力势能大于b点的重力势能,那么高度h1>h2,故C错误,D正确。
故选D。
7.(2023·舟山模拟)如图所示“悬空的磁环”活动中,假设甲、乙、丙三个磁环完全相同且重都为G,中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时,以下分析正确的是(  )
A.甲受到推力大小为G
B.甲对乙的作用力等于丙对乙的作用力
C.丙可能与塑料底座没有接触
D.将乙翻面后三个磁环将吸在一起,此时底座受到压力将增加
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】各磁环都处于静止状态,对各磁环进行受力分析,根据力的平衡条件可作出判断。【解答】A.以甲磁环为研究对象,甲磁环受重力和乙对甲的作用力。且甲处于静止状态,由力的平衡条件可知甲受到推力大小为G,故A正确;
B.以乙磁环为研究对象,乙磁环受重力、甲对乙的作用力以及丙对乙的作用力,且乙处于静止状态,所以乙受到3个力的作用而处于平衡状态,则甲对乙的作用力不等于丙对乙的作用力,故B错误;
C.丙磁环受到甲和乙向下的斥力,自身受到的重力也是向下,则丙磁环受到塑料底座的支持力向上,所以丙与塑料底座一定有接触,故C错误;
D.将乙翻面后三个磁环将吸在一起,此时底座受到压力仍然等于甲、乙、丙的重力之和,即底座受到的压力大小不变,故D错误。
故选A。
8.(2022·柯桥模拟)如图所示,小红穿上滑冰鞋向右用力推墙,会被墙向左推开。下列说法中正确的是 (  )
A.墙对人的推力大于人对墙的推力
B.人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
C.人先对墙施加了推力,然后墙再对人施加推力
D.人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力
【答案】D
【知识点】力的作用是相互的;平衡力的辨别
【解析】【分析】平衡力和相互作用力的相同点:大小相同、方向相反、作用在同一直线上,而前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上,据此分析判断。
【解答】人对墙的推力与墙对人的推力大小相等,方向相反,作用在同一直线上和两个物体上,为一对相互作用力,故A、B错误,D正确;
人对墙的推力和墙对人的推力是同时发生的,故C错误。
故选D。
9.(2020八上·杭州期中)如图所示的容器内盛有空气,活塞可左右移动且不漏气,容器中有一木球,当用力F向右推动活塞时,下列说法中正确的是(  )
A.木球对容器的压力将增大
B.木球对容器的压力将减小
C.木球对容器的压力将不变
D.无法比较木球对容器压力的大小
【答案】B
【知识点】密度公式的应用;二力平衡的条件及其应用;浮力的变化
【解析】【分析】首先分析容器里空气密度的变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排分析木球受到浮力的变化,最后根据木球对容器的压力F压=G-F浮分析即可。
【解答】当用力F向右推动活塞时,容器的容积变小,根据公式可知,空气的密度变大。根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排可知,木球排开空气的体积不变,但是浮力增大了。根据F压=G-F浮可知,木球对容器的压力将减小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.(浙教版科学七年级下学期 3.6 摩擦力 巩固训练)假若一切物体间的摩擦力突然消失,则下列哪种现象不可能发生(  )
A.静止在水平路面上的汽车无法开动
B.微风能吹动铁轨上的火车
C.无法手握钢笔写字
D.人轻轻一跳可以离开地球
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】结合二力平衡的知识,逐项分析物体受到摩擦力的情况,选出符合题意的答案。
【解答】A、力可以改变物体的运动状态,汽车从静止到开动需要靠摩擦力改变车的运动状态,没有摩擦为,汽车无法开动,A不合题意;
B、当没有摩擦力时,风吹动火车时,水平方向不存在阻碍火车运动的力,火车会发生运动,B不合题意;
C、人握钢笔时,钢笔的重力和摩擦力平衡,当摩擦力不存在时,手不能握住笔,C不合题意;
D、人跳动时,人离开地面的动能转化为人的重力势能,与摩擦力无关,D符合题意。
故答案为:D。
二、填空题
11.(2023·江山模拟) 2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课,如图所示是水球实验。
(a)王亚平往水膜里注水,水膜很快变成一个亮晶晶的大水球;
(b)王亚平将蓝色颜料液体注入水球中,很快变成一个蓝色水球;
(c)王亚平将半片泡腾片放入蓝色水球中,泡腾片在水球中不断产生小气泡,水球不断变大,但是并没有气泡从水球中跑出来,王亚平却闻到了阵阵的香气。
以上现象主要说明分子在永不停息地做无规则运动的是   。(填字母)
“太空抛物”实验中,王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件,最后被叶光富用手拦住停止运动,
说明力可以   。
【答案】bc;改变物体运动状态
【知识点】分子的热运动;分子间的作用力;力的作用效果
【解析】【分析】(1)分子不停地做无规则的运动;
(2)力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】
(1)a.王亚平往水膜里注水,水膜很快变成一个亮晶晶的大水球,这说明分子间存在引力;
b.王亚平将蓝色颜料液体注入水球中,很快变成一个蓝色水球,能够说明分子在做无规则的运动;
c.王亚平能够闻到阵阵香气能够说明分子做无规则的运动;
故bc符合题意;
(2)向前运动的冰墩墩能够被叶光富用手拦住停止运动,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:(1)bc;(2)改变物体运动状态。
12.(2022九下·温州模拟)为了探究二力平衡的条件,小李同学进行了如图实验。实验步骤如下:
(1)如图A所示,保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,实验中发现两边的钩码质量不相等时, 小卡片运动;质量相等时, 小卡片静止,说明二力平衡的一个条件是力的   ;
(2)将图A中的小卡片转过一个角度,并保持两个拉力方向相反,如图B所示,松开手后小卡片   平衡(选填“能”或“不能”);
(3)小郑同学将木块放在水平桌面上,设计了如图C所示的实验,实验时发现当两边所挂钩码不相等时,木块也能平衡,你认为出现这种情况的原因是   。
【答案】(1)大小相等
(2)不能
(3)桌面对木块有较大的摩擦力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)纸片两侧受到的拉力由钩码的重力产生,即钩码重力越大,则纸片受到的拉力越大。当钩码的质量相等时,它们的重力相等,即对纸片的拉力相等,据此判断二力平衡的条件之一。
(2)根据二力平衡的条件“两个力必须作用再同一直线上”分析;
(3)当左右两边的钩码重力不等时,则木块受到的两个拉力大小不等,于是它有向一侧运动的趋势,此时木块会受到桌面施加的静摩擦力。此时两个拉力和摩擦力相互平衡,因此木块仍然除以静止状态,据此分析解答。
【解答】(1)如图A所示,保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,实验中发现两边的钩码质量不相等时,小卡片运动;质量相等时, 小卡片静止,说明二力平衡的一个条件是力的大小相等。
(2)将图A中的小卡片转过一个角度,并保持两个拉力方向相反,此时两个力并不在同一直线上,则松开手后小卡片不能平衡。
(3)小郑同学将木块放在水平桌面上,设计了如图C所示的实验,实验时发现当两边所挂钩码不相等时,木块也能平衡,我认为出现这种情况的原因是:桌面对木块有较大的摩擦力。
13.(2021·金华模拟)如图所示,木块与小车向右做匀速直线运动,遇到障碍物时,小车停下,木块从车上的点滑至b点(如图甲)。木块能停下来,说明木块在滑动过程中受到向   (填“左"或“右”)的摩擦力:为测量摩擦力的大小,在障碍物上固定弹簧测力计并拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙),当拉着小车加速运动时,弹簧测力计示数将   (填"变大"、“变小”)。
【答案】左;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;木块从a到b逐渐减速,说明它受到合力的方向与运动方向相反,即是向左的摩擦力;
(2)根据影响滑动摩擦力的因素分析木块受到的摩擦力大小是否改变,再根据二力平衡的原理分析测力计的示数是否改变。
【解答】(1)木块能停下来,说明木块在滑动过程中受到向左的摩擦力;
(2)当小车做加速运动时,木块对小车的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块和小车之间的摩擦力保持不变。当木块相对地面静止时,它受到的测力计的拉力与摩擦力平衡,因此弹簧测力计的示数保持不变。
三、实验探究题
14.(2020·慈溪模拟)小科和小思在做如图甲所示的“观察小球摆动时动能和势能的转化”的实验。
(1)甲图中,小球从A点由静止开始摆动到B点,B点小球受到的拉力与小球受到的重力   (选填“是”
或“不是”)一对平衡力。
(2)小科发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同,于是他猜想小球来回摆动一次所用的时间t可能与小球质量m、绳子长度l、小球移开的距离s等因素有关,为了验证猜想,他在竖直的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米以改变质量(如图乙所示),进行实验并得到了下表中的数据:
序号 瓶质量m/g 移开距离s/格 悬线长度l/格 来回时间t/s
1 20 3 12 2.1
2 40 3 12 2.1
3 60 3 12 2.1
4 60 2 12 2.1
5 60 1 12 2.1
6 60 3 9 1.9
7 60 3 6 1.5
通过分析表中的数据可以得出初步的结论:t与   有关(填写符号)。
(3)小科在实验中发现,瓶子每摆动一次所用的时间其实很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方法,具体是:   。
【答案】(1)不是
(2)l
(3)可以测出瓶子摆动N次的时间,再用总时间除以N
【知识点】特殊测量方法;观察结果的记录与分析;平衡状态的判断
【解析】【分析】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它受到平衡力;
(2)将实验6、7三组进行比较,确定其中的不同因素即可;
(3)当物理量太小而无法直接测量时 ,可以使用“累积法”测量,即将这个量放大数倍,然后用测出的总量除以个数即可。
【解答】(1)B点时小球的运动轨迹为曲线,且是前面加速运动的结束和后面减速运动的开始,因此小球没有处于平衡状态,那么它受到的拉力和重力不是平衡力。
(2)对比实验6、7可知,瓶子的质量和移开距离相同时,悬线长度越小,来回时间越短,因此得到结论:来回时间t与悬线长度l有关。
(3)科在实验中发现,瓶子每摆动一次所用的时间其实很难测准,我想出一个更准确的测量方法:可以测出瓶子摆动N次的时间,再用总时间除以N。
15.(探究二力平衡的条件)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向   ,并通过调整   来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片   (选填“能”或“不能”)
平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究   .
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验.其主要原因是 .
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)利用图丙装置   (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件.
【答案】(1)相反;钩码数量
(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡
(3)A
(4)能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡.(3)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果.(4)只要能到达平衡力的四个条件,就可以研究.
【解答】解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大.(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡.(3)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,就会影响实验效果(当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡);故选A.(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验;故答案为:(1)相反;钩码数量;(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡;(3)A;(4)能.
16.(2021·温州模拟)用相近的力击打不同品牌的乒乓球,乒乓球的反弹距离往往是不同的,为此,小明想探究乒乓球自由下落后的反弹高度与哪些因素有关。他选取硬度不同,但材料和大小相同的两个乒乓球,让它们分别多次从不同高度自由下落,测量并记录反弹高度如下表。
实验序号 乒乓球的硬度 下落高度H/米 反弹高度h/米
1 大 1 0.67
2 2 1.33
3 3 2
4 小 1 0.4
5 2 0.8
6 3 1.2
(1)为保证实验中乒乓球下落和反弹的轨迹竖直,小明应选择在   的环境中进行。
(2)据表分析,乒乓球的反弹高度与下落高度之间的关系是   。
(3)小红将乒乓球放在如图所示的装水的纸杯中,将杯举高后松手,纸杯和球一起下落、纸杯触地后,发现水花飞溅,乒乓球反弹的高度大大高于下落高度。请分析小红的实验中,乒乓球的反弹高度能高于下落高度的原因是   。
【答案】(1)无风
(2)在乒乓球的硬度一定的情况下,乒乓球的反弹高度与下落高度成正比。
(3)杯子落地后,由于力的相互作用,使水花向上波起,水花给乒乓球一个向上的推力并做功,便乒乓球的机械能总量增大,到达最高点的重力势能增大,从而使乒乓球的反弹的高度增大。
【知识点】力的作用是相互的;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)如果实验环境中有风,那么乒乓球下落时运动轨迹就会发生偏移,对测量产生不必要的影响;
(2)分析表格中实验1、2、3,计算对应的反弹高度和下落高度的比值;如果比值相近,那么它们成正比例关系;
(3)从水花四溅对乒乓球做功的角度分析乒乓球机械能的变化,进而确定它的高度变化。
【解答】(1)为保证实验中乒乓球下落和反弹的轨迹竖直,小明应选择在无风的环境中进行。
(2)实验1、2、3中反弹高度和下落高度的比值都接近于0.67,则得到结论:在乒乓球的硬度一定的情况下,乒乓球的反弹高度与下落高度成正比。
(3)乒乓球的反弹高度能高于下落高度的原因是:杯子落地后,由于力的相互作用,使水花向上波起,水花给乒乓球一个向上的推力并做功,便乒乓球的机械能总量增大,到达最高点的重力势能增大,从而使乒乓球的反弹的高度增大。
四、解答题
17.(2020七下·台州开学考)对研究对象进行受力分析。
(1)如图所示中是一辆在水平地面上向左作匀速直线运动的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,作出小球所受力的示意图。
(2)如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图。
(3)如图所示是在空气中飞行的足球,质量为0.4kg,请画出足球所受重力的图示。(g取10N/kg)
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;平衡状态的判断
【解析】【分析】(1)科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力:在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。
(2)平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态,平衡状态时受平衡力的作用。
【解答】(1)小球固定在小车上,因为小车向左作匀速直线运动,即处于平衡状态,所以小球也处于平衡状态,故此时小球受到支架杆的拉力与其受到的重力是一对平衡力,所以受力示意图如下:
(2) 因为货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,故货物处于平衡状态,因为水平方向没有受到拉力的作用,故也没有受到摩擦力的作用,只受到重力和支持力这一对平衡力,所以示意图如下:
(3)根据公式G=mg可得足球的重力G= 0.4Kg×10N/Kg=4N,此时可设定力的标度为2N,故重力的图示如下:
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