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专题05 力学探究型实验(一)(原卷版)
实验一、阻力对物体运动的影响
【实验目的】探究运动和力的关系。
【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。
【实验原理】(1)任何物体都具有惯性,物体惯性大小与质量有关;(2)当物体不受力或受到平衡力作用时,物体静止或做匀速直线运动。
【实验步骤】一、实验装置如图。
二、在长木板上铺上毛巾,让小车从A位置由静止开始自由下滑,静止后测出斜面底端到小车停下位置路程,数据计入表格。
三、在长木板上铺上棉布,让小车从A位置由静止开始自由下滑,静止后测出斜面底端到小车停下位置路程,数据计入表格。
四、让小车在长木板上从A位置由静止开始自由下滑,静止后测出斜面底端到小车停下位置路程,数据计入表格。
五、让小车在长木板上从B位置由静止开始自由下滑,静止后测出斜面底端到小车停下位置路程,数据计入表格。
六、实验表格(参考数据)
实验步骤
运动表面
开始位置
斜面底端到停止位置距离/cm
1
毛巾
A
2
棉布
A
3
木板
A
20
4
木板
B
七、整理器材。
【实验结论】力是改变物体的运动状态的原因,物体所受阻力(摩擦力)越大,小车越容易停下来。
【考向点拨】
1.小车从斜面的同一高度滑下的目的:当小车到达水平面时,使小车的速度相同;
2.小车在三个水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离:越远;
3.由此推断,当小车不受摩擦力作用时:小车将做匀速直线运动;
4.此实验正确地揭示了:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因;
5.实验方法:控制变量法(到达水平面时的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);
6.表面越光滑:小车受到的摩擦力越小;
7.这个实验能不能直接验证牛顿第一定律:不能;
8.小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系:阻力越大,运动越短;
9.让小车从不同高度滑下还可以探究:重力势能与高度、动能与速度关系。
【典例1】(2021·江苏苏州市)在探究“阻力时物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面,并将小车从斜面上______(同一/不同)位置由静止释放;
(2)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上______;
(3)如图,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答:______(需要/不需要)
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.A、B选项均正确
【典例2】(2020•泰州)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)小明调试实验装置时,将小车从斜面上A处滑下,如图甲所示,小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板,下列做法不可行的是 ;
A.小车仍从斜面A处滑下,换一个更长的木板
B.增大斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下
C.斜面倾角不变,小车从斜面上A处以下位置滑下
D.减小斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下
(2)调试成功后,小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下,让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得:小车受到的阻力越小,运动的路程越 。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持 (填运动状态);
(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在木板表面运动过程中的速度变化量;
(4)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.用小磁针探究磁体周围的磁场
C.探究声音能否在真空中传播
D.探究动能大小与物体质量的关系
1.刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。
(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是 。
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, 图中小车所受阻力最大。
(3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 运动。
(4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结处牛顿第一定律,它的内容是: 。
2.(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实时应让小车从同一斜面的 滑下,这种研究问题的方法是 (选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”)。
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将