内容正文:
专题03 力与运动实验专题(解析版)
考点直击
典例分析+变式训练
考点1 探究阻力对物体运动的影响
1、实验方法:控制变量法、推理法、理想实验法(就是在真实的科学实验基础上,基于可靠的事实,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际过程进行更深层次的抽象分析及合理的推理,从而揭示出自然规律)。
2、实验结论:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【典例1-1】小明用如图所示的实验装置研究运动和力的关系。
(1)让小车从斜面滑下后沿水平面运动,是为了使小车在竖直方向上受到的 重 力和 支持 力相平衡,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力。
(2)每次都让小车从同一斜面的 同一 位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越 小 ,小车运动得越 远 。
(4)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 不需要 (填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来 运动状态 不变的性质。
【答案】(1)重;支持;(2)同一;(3)小;远;(4)不需要;运动状态。
【解答】解:(1)让小车从斜面滑下后沿水平面运动,小车在竖直方向上受到的重力和支持力为一对平衡力,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力。
(2)根据控制变量法,每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。
(3)由上图可知,木板表面粗糙程度最小,小车滑行得最远;比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车运动得越远。
(4)一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律,牛顿第一定律告诉我们:物体的运动不需要力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
故答案为:(1)重;支持;(2)同一;(3)小;远;(4)不需要;运动状态。
【变式1-1】小明利用如图所示的装置,探究物体运动状态改变的原因。
(1)实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达斜面底端时的 速度 相同;
(2)小明多次实验分析论证得出:小车受到的阻力越小,其运动的路程越 远 。并进一步推测:若水平面完全光滑且足够长,小车将一直做 匀速直线运动 ,表明物体的运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)速度;(2)远;匀速直线运动;不需要。
【解答】解:
(1)该实验要比较的是小车在阻力不同的路面上滑行的距离,这样就要求我们控制变量:初速度,而让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,可以保证每次到达水平面时的初速度相同;
(2)从上述实验中,可以得出结论是:平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,如果运动物体不受力,速度不发生改变,即它将做匀速直线运动;表明物体的运动不需要力来维持。
故答案为:(1)速度;(2)远;匀速直线运动;不需要。
【变式1-2】如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。
(1)在实验中,让小车从斜面由 同一高度 静止滑下,目的是使小车在水平面上开始运动时的速度相同。这种探究物理问题的方法叫做 控制变量法 。
(2)分析图中的情景可知,在其他条件相同时,平面越光滑,小车受到的摩擦阻力越 小 ,小车前进的距离就越 远 。其中运动的小车在木板上最终停下来,是因为小车在水平方向上 受非平衡力 (填“受平衡力”、“受非平衡力”或“不受力”)。
【答案】(1)同一高度;控制变量法;(2)小;远;受非平衡力。
【解答】解:(1)让小车在斜面上从静止滑下时,应保持同一高度目的是使小车在水平面上速度相同。这种探究物理问题的方法叫做控制变量法。
(2)由图示实验可知,小车在木板上受到的阻力最小,小车滑行距离最大,由此可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越远;
由于小车在水平方向上受非平衡力作用,所以小车在木板上最终会停下来。
故答案为:(1)同一高度;控制变量法;(2)小;远;受非平衡力。
考点2 探究二力平衡条件
1、实验方法:控制变量法、转换法;
2、实验结论:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可。
【典例2-1】如图甲所示,这是某同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)该同学将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,并通过怎样的调整来改变拉力大小? 改变钩码的数量 。
(2)当小卡片平衡时,该同学将小卡片转过