【知识点详解】
1. **力学单位制**:在力学国际单位制中,千克(kg)是质量的基本单位,秒(s)是时间的基本单位,米(m)是长度的基本单位,而米每秒(m/s)是速度的导出单位。题目中提到的“千克”、“秒”和“米”属于基本单位,而“米每秒”是导出单位。
2. **物理量的区分**:在物理学中,甲处显示的数据通常代表瞬时信息,如时间的某个特定刻度或瞬时速度;乙处可能显示的是平均速度,因为平均速度是在一段时间内的位移与时间的比值。根据描述,甲处表示的是时刻,乙处表示瞬时速度。
3. **质点模型**:质点是一种理想化的物理模型,当物体的大小、形状对研究的问题影响不大时,可以简化为质点。任何物体在某些情况下都可以看作质点,例如地球在研究公转时,其自转可以忽略,可以视为质点;但在研究自转时,就不能简化为质点。
4. **摩擦力与平衡力**:当物体在水平面上做匀速直线运动时,受到的力是平衡的。弹簧测力计的示数20N是拉力,等于摩擦力的大小,因此木块受到的摩擦力是20N。
5. **受力分析**:物体在粗糙斜面上下滑,会受到重力、支持力和摩擦力的作用。图中A、B、C的受力分析均不完整,只有D正确地考虑了所有三个力。
6. **斜面支撑力**:蜗牛受到重力G,而葡萄枝的支持力是垂直于斜面向上的,所以支持力为Gcosα。
7. **合力计算**:两个力的合成遵循平行四边形法则。3N和4N的合力范围在1N到7N之间,因此答案C(5N)是可能的。
8. **速度-时间图像**:竖直上抛的物体,经过最高点后下落,其速度会随时间线性增大,因此图像应该是从某一正向速度开始逐渐下降到零,然后反向增大。
9. **惯性的性质**:惯性是物体的固有属性,不论物体是否运动、是否受力,都具有惯性,且惯性的大小只与物体的质量有关。
10. **力的作用瞬间**:当水平拉力刚开始作用时,物体立即获得加速度,但由于惯性,物体的速度在那一瞬间仍为零。
11. **探究加速度与力、质量关系的实验**:
- 平衡摩擦力时,重物不应通过定滑轮连接小车。
- 改变小车质量时,一般不需要重新平衡摩擦力。
- 实验应先接通电源再放开小车。
- 重物的质量远小于小车的质量是保证实验准确性的条件,如果不满足,可能会影响实验结果。
12. **自由落体实验**:在真空中,轻重不同的物体下落的时间相同,加速度相同,都等于重力加速度g。
13. **力的合成与加速度**:由力与加速度的关系可知,F1和F2的合力范围在|F1-F2|到F1+F2之间。因此,合力不可能为8m/s²,因为这超出了F1和F2的合力最大值。
14. **位移-时间图像与速度-时间图像**:位移-时间图像的斜率给出了速度,图像的斜率变化则表示速度的变化。根据位移图像,选择对应的v-t图像应是速度先增大后减小,符合此条件的只有D。
15. **摩擦力的理解**:
- 当物品与传送带相对静止时,物品受到的是静摩擦力。
- 摩擦力的方向总是与相对运动或相对运动趋势的方向相反,因此当物品随传送带一起运动时,摩擦力方向与运动方向相同。
- 只要有弹力作用,就有摩擦力,反之亦然。
- 物品相对于地面运动,并不意味着一定受到滑动摩擦力,当物品与传送带同步运动时,受到的是静摩擦力。
16. **验证牛顿第二定律**:在验证加速度a与质量M的关系时,保持F不变,M远大于m(小车的质量远大于钩码的质量),得到的a-M图像应该是通过原点的直线,斜率为负,对应选项未提供,但通常为直线斜率表示的负值。
以上是对试题中涉及的物理知识的详细解析,涵盖了力学、运动学、牛顿定律、摩擦力、惯性等多个方面。