2025年中考物理实验题专项:运动和力
2025-01-22
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内容正文:
2025年中考物理实验题专项:运动和力
一、实验题
1.某小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)小组的同学首先进行了如图甲、乙、丙三次实验,每次他们都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做 运动,根据 原理,可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等,这种探究物理问题的方法叫 ;
(2)分析甲乙两图可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)分析甲丙两图可知: ;
(4)该小组又用图乙装置进行了图丁所示的实验,沿水平方向拉着物块做直线运动,弹簧测力计的示数为4.5N,这时物块A受到木板的摩擦力为 N,物块A上面的砝码在水平方向上处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
2.如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程:
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,根据 ,可知此时摩擦力与拉力大小 (选择“相等”或“不相等”);
(2)小南分析甲、乙,发现F1<F2,说明滑动摩擦力的大小与 有关,分析甲、丙,发现F1<F3,说明滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)小南在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是 。
3.理想实验是科学研究中的一种重要方法,它把可靠事实和理论思维结合起来,可以深刻地揭示自然规律。牛顿第一定律的得出就采用了这种方法。与此类似,人们为研究质量不同的物体在真空中的下落快慢,做过下面的实验:将形状和体积都相同的铜、铝、木三个实心小球,分别放入三种密度不同的气体中(ρ1>ρ2>ρ3),在同一高度,由静止同时释放,同一时刻三个小球的位置如图所示,观察比较三个小球下落的情况。由实验现象可知:
(1)同一小球,在不同介质中下落,介质密度越小,小球下落的速度 (填“越快”、“不变”或“越慢”);介质密度越小,三个小球的下落速度差值 (填“越大”、“不变”或“越小”)。
(2)推理可得,当三个小球在真空中同一高度,由静止同时释放下落至水平面,___________。
A.铜球先落地 B.铝球先落地 C.木球先落地 D.三球同时落地
(3)查阅相关资料可知,当物体在流体中运动时,物体将会受到流体施加的与运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。在一般情况下,半径为R的小球以速度v在流体中运动时,所受的流体阻力f可用公式表示。η称为流体的粘滞系数或粘度,粘滞系数与材料有关。已知球体的体积。现有密度为ρ、半径为R的实心小球在粘滞系数为η的气体中由静止自由下落,最终做匀速运动,此时的速度称为收尾速度。请你推导出收尾速度vT的表达式。
4.探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验,实验装置如图所示。
(1)比较 两图可得到的结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)在图丙实验过程中,砝码与木块一起做匀速直线运动,则砝码与木块之间的摩擦力为 N。测得拉力随时间变化的图像如图丁所示,木块的速度随时间变化的图象如图戊所示,要准确地测量出滑动摩擦力大小,他应在 时间段读取测力计的数值,木块在第7s时受到的摩擦力为 N。
(3)为解决实验中测力计示数不稳定的问题,小明改用图己装置实验:测力计保持水平且左端固定,沿水平方向用任意大小的力拉动长木板,此时滑动摩擦力大小都等于测力计示数。你认为小明的改进是否合理? (选填“合理”或“不合理”)。
(4)小华做该实验时,设计了如表并记录了部分数据。
序号
支持面
木块对支持面的压力/N
滑动摩擦力/N
①
棉布
2
②
木板
4
③
玻璃板
6
小华分析数据时,认为表格设计和数据记录存在问题,无法总结“影响滑动摩擦力大小因素”的结论,原因之一是在不同支持面条件下,没有设计控制 相同的数据。
5.小明在学习了影响滑动摩擦力大小的因素后,将质量、形状都相同的物块A和B放在同一水平桌面上进行实验,每次都使物块做匀速直线运动,实验的过程及数据如图所示:
(1)比较甲、乙两图可得出的结论是:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(2)比较甲、丙两图可得出:A的下表面比B的下表面 (选填“光滑”或“粗糙”);
(3)若图甲中物块A的速度大小为,图乙中物块A、B共同运动的速度大小为,实验过程中,关于和的大小,下列说法正确的是( )
A.一定大于 B.一定小于
C.一定等于 D.可能大于、等于或小于
(4)小红分析了图乙,得出A对B的摩擦力大小为 N。
6.某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个力的合力与这两个力之间的关系,利用橡皮筋(原长为AB)、弹簧测力计等器材进行实验,实验时先将橡皮筋A点固定,再用两个弹簧测力计同时作用在B点,按图(a)所示的方式将橡皮筋从B点拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2,接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筋拉伸到C点,如图(b)所示,记下此时弹簧测力计示数F,按上述的操作重复三次实验,实验数据如表所示。
实验序号
拉力F1/N
拉力F2/N
拉力F/N
1
3.0
1.0
4.0
2
2.6
1.4
4.0
3
1.8
2.2
4.0
(1)实验前,应将弹簧测力计沿水平方向 ;
(2)实验中,该同学“…重复三次实验”的目的是: ;
(3)根据表中的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于 ,合力方向为 ;
(4)实验过程中运用的科学方法为 ;
(5)若要研究作用在同一物体同一、直线方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系,该如何进行实验操作,请写出主要步骤: 。
7.如图所示是某物理小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,这样做便于根据 知识从而测量出滑动摩擦力的大小;图甲中木块受到的摩擦力为 N;
(2)观察图甲、乙发现弹簧测力计的示数,由此得到的结论: ;比较 两图,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块受到的摩擦力方向 ,大小为 N,这样改进的好处是 (写出一条即可)。
8.如图是小墨探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动。根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)由图乙和图丙可得到的实验结论是:当接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;以下事例中,可以用此结论解释是 (填字母)。
A.鞋底的槽纹 B.机器转轴处加润滑油
C.体操运动员在手上涂镁粉 D.自行车刹车时用力捏闸
9.如图所示是“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
在实验前,同学们提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关
猜想四:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
(1)在实验中用弹簧测力计拉木块时应水平拉动,且使它在固定的水平方向上做 直线运动,根据 条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)通过图甲和乙的实验步骤进行比较可知,猜想 正确的;
(3)通过图甲和丙的实验步骤进行比较可知,猜想 正确的;
(4)为了验证猜想一是否正确,请你利用已有的器材设计一个实验方案: 。
10.如图甲是小强同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小强将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,当小卡片平衡时,小强将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (能/不能)平衡,设计此实验步骤的目的是探究不在 的两个力能否平衡;
(2)小强将纸片从中间位置剪开,是为了验证只有作用在 的两个力才能平衡;
(3)当卡片静止时,小强发现拉线不在同一直线上(如图乙所示),于是他得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上,他得出错误结论的原因是:未考虑 对实验的影响;
(4)小明同学在改进的基础上也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图丙所示),你认为能否用小明的装置进行实验? (选填“能”或“不能”);
(5)同组的小丽在探究同一问题时,将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,当她在木块左端挂上2N的钩码,右端挂上1.5N的钩码时,木块静止,此时木块受到的 (选填“可能是”“一定是”或“一定不是”)平衡力,理由是 。
11.如图所示,为“研究影响滑动摩擦力大小的因素”,小欣和他的同学进行了以下实验探究,关于此探究,小欣提出实验以下猜想;
实验图
甲
乙
丙
接触面
较光滑木板
较光滑木板
粗糙木板
压力/N
1.0
1.5
1.5
弹簧测力计示数/N
0.4
0.6
0.8
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
验证猜想二和猜想三的实验数据如表所示。
请回答下列问题:
(1)实验中在使用弹簧测力计测量滑动摩擦力时,应将弹簧测力计调零后水平拉着木块做 运动,读出运动的弹簧测力计示数F;
(2)为验证猜想一,分别以木块不同侧表面按正确实验方法进行测量,结果弹簧测力计示数均相同。说明滑动摩擦力的大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”);
(3)为验证猜想二,小欣比较甲、乙两实验得到结论,在下列三个实例中,___________(填选项字母)是此结论的应用。
A.加润滑油
B.自行车的刹车闸
C.举重运动员举重时手上要涂防滑粉
12.如图所示,小华用手柄尾部截面积0.55cm2,规格为2.5mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
(1)本实验的原理是p = ;
(2)小华同学的实验设计如图甲,步骤如下:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为5.5N;
步骤三:用刻度尺测出注射器 长度为5.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 Pa.
(3)由于摩擦的影响,小华的测量结果 (偏大/不变/偏小)。为减小该因素对实验结果的影响小明对实验进行改进(如图乙);将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为 5.5N,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为4.5N,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值为 Pa。
13.如图所示,小赵同学在探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程中,用传感器记录小车的速度随时间变化的图像(图像)。
(1)甲、乙、丙三次实验小车到达斜面底端的图像是重合的,如图丁所示。为达到这一效果,小赵需要做的操作是 ;
(2)小车在水平面上图像如图戊所示,小车在棉布上速度每秒减少 m/s。车在水平面运动的过程中,小车所受阻力越小,减速越 (选填“快”或“慢”)。
14.如图所示是甲、乙、丙三位同学探究二力平衡条件时的实验装置。
(1)实验中,甲乙两位同学通过调整 来改变力的大小;
(2)实验中判断小车是否受力平衡依据是小车保持静止状态或 状态;
(3)实验时,甲同学发现当向左盘和右盘同时加入一个等重的砝码时,木块处于静止状态。甲同学再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力 (选填“平衡”、“不平衡”),你认为 (选填“甲”或“乙”)的装置更科学;
(4)实验中,乙同学保持与大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后小车 (选填“能”或“不能”)保持静止不动,设计此实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力必须要 ;
(5)丙同学选择小纸片的目的是 (填“考虑”或“不考虑”)小纸片的重力,实验过程中丙同学用剪刀将小卡片从中间劈开,两个钩码都落到了地上,这说明相互平衡的两个力必须要 。
15.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车有 ;
(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在棉布表面滑行的距离较远;在木板表面滑行的距离最远.说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 ;
(4)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是通过符合逻辑的 得出的正确结论;
(5)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来 不变的性质;
(6)小车运动过程中的阻力主要是摩擦力,本实验还告诉我们,在其它因素不变的情况下,接触面对摩擦力大小的影响是 (意思表述清楚即可);
(7)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是__________。
A.小车在水平面所受阻力的大小 B.阻力对小车运动的影响情况
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理实验题专项:运动和力》参考答案
1.(1) 匀速直线 二力平衡 转换法
(2)压力
(3)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4) 3.8 非平衡
【详解】(1)[1][2][3]实验过程中,应使弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,物块A处于平衡状态,受平衡力作用,根据二力平衡知识可知,此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等,应用转换法。
(2)甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度相同,图乙中木块对水平面的压力大,弹簧测力计的示数大,由此可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)甲、丙两次实验中,压力相同,图丙中的接触面粗糙程度大,弹簧测力计的示数大,由此可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[1][2]图乙中弹簧测力计的示数是3.8N,摩擦力的大小是3.8N,图丁中压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,沿水平方向拉着物块做直线运动,摩擦力不变,为3.8N,此时弹簧测力计的示数是4.5N,拉力大于摩擦力,物体做加速运动,物块A上面的砝码处于非平衡状态。
2.(1) 二力平衡 相等
(2) 压力 接触面粗糙程度
(3)木板表面粗糙程度不同
【详解】(1)[1][2]在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,我们利用二力平衡的原理来测量滑动摩擦力的大小。当木块在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和滑动摩擦力就是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力的大小是相等的。因此,我们可以通过测量拉力的大小来间接得知滑动摩擦力的大小。
(2)[1]通过比较甲、乙两次实验,发现当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大,这说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]比较甲、丙两次实验,发现当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力也越大。这说明滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关。
(3)根据影响摩擦力的因素可知,在压力不变的情况下,弹簧测力计的示数不稳定,即摩擦力是变化的,说明木板表面的粗糙程度不同。
3.(1) 越快 越小
(2)D
(3)
【详解】(1)[1]分析图中小球的位置可知,当在不同介质中下落时,介质的密度越小,相同的小球在相同时间内下落的距离越远,所以下落的速度越快。
[2]由图片可知,在不同介质中下落时,介质密度越小,不同的小球下落时位置越接近,所以介质密度越小时,三个小球下落的速度差值越小。
(2)由图片可知,在不同介质中下落,介质密度越小,三个小球下落的速度差值也越小,则可推测当介质密度趋近于零时,下落的速度差值也趋近于零,所以可以推断:当三个小球在真空中从同一高度,由静止同时释放时,会同时落到水平面上。
(3)当达到收尾速度时,小球的重力大小与所受阻力大小相等,即
G=mg=f=6πηRv
将球的质量的表达式代入其中,可得
所以可解得收尾速度的表达式为
4. 乙、丙 0 3 合理 压力、接触面粗糙程度
【详解】(1)[1]比较乙、丙两图,接触面粗糙程度相同,丙图中的压力大,测力计示数也大,由此可得到的结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[2]在图丙实验过程中,砝码与木块一起做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向不受力的作用,则砝码与木块之间的摩擦力为0N。
[3]由图丙知:2∼6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N。
[4]6∼8s物体做减速运动,但由于压力的大小和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的滑动摩擦力大小不变,仍为3N,故第7s时,滑动摩擦力为3N。
(3)[5]如图所示,测力计保持水平且左端固定,沿水平方向用任意大小的力拉动长木板,此时木块相对地面静止,所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,都等于测力计示数,因此,小明的改进是合理的。
(4)[6]从表中实验可以看出,三次的接触面不同,压力大小也不同,不符合控制变量法的要求。因此,实验中存在的问题是:在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,没有控制接触面粗糙程度不变;或“在探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,没有控制压力的大小不变”。
5.(1)压力
(2)光滑
(3)D
(4)0
【详解】(1)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,接触面所受的压力不同,摩擦力大小不同,故得出结论是:在接触面粗糙程度相同时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)比较甲、丙两图可知,接触面所受压力相同,甲所受到的摩擦力小;压力相同时,接触面越光滑,所受摩擦力越小,所以A的下表面更光滑。
(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,所以可能大于、等于或小于。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)图乙中,A相对于B没有相对运动或相对运动的趋势,故A、B之间摩擦力是0,即A对B的摩擦力大小为0N。
6. 调零 见解析 两分力大小之和 与两个分力方向相同 等效替代法 见解析
【详解】(1)[1]弹簧测力计沿水平方向使用前,将弹簧测力计沿水平方向调零(校零)。
(2)[2]为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,实验中,该同学“… 重复三次实验”。
(3)[3][4]根据表中的实验数据,比较F和F1、F2的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同。
(4)[5]实验过程中,合力的作用效果与两个分力的作用效果相同,这里应用的科学方法为等效替代法。
(5)[6]用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点,沿直线相反方向拉伸到C点,记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2;接着用一个弹簧测力计作用在B点,依然将橡皮筯拉伸到C点,记下此时弹簧测力计示数F;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据。
7.(1) 二力平衡 3.2
(2) 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 乙、丙
(3) 水平向右 2.6 见解析
【详解】(1)[1]弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,根据二力平衡的条件可知,必须让木块保持匀速直线运动。
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.2N,则图甲中木块受到的摩擦力为3.2N。
(2)[1]甲、乙两图接触面粗糙程度相同,乙图中压力较大,发现弹簧测力计的示数
F1<F2
由此可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[2]探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,控制接触面的粗糙程度不同,所以应该比较乙、丙。
(3)[1]木块处于静止状态,受到平衡力的作用,拉力和摩擦力大小相等,方向相反,因测力计对木块的拉力方向水平向左,故木块受到的摩擦力方向为水平向右。
[2]弹簧测力计分度值为0.2N,此时示数为2.6N,即拉力为2.6N,故滑动摩擦力为2.6N。
[3]改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数。
8.(1)匀速直线
(2) 压力 D
【详解】(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡原理可知,摩擦力与弹簧测力计的示数大小相等。
(2)[1]乙丙两图中接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,且压力越大,弹簧测力计的示数越大,即滑动摩擦力越大,因此可得结论为:当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[2]A.鞋底的槽纹,是在压力一定时,通过增大接 触面粗糙程度增大摩擦力,故A不符合题意;
B.机器转轴处加润滑油,使接触面彼此分离减小摩擦力,故B不符合题意;
C.体操运动员在手上涂镁粉,在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,故C不符合题意;
D.自行车刹车时用力捏闸,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力增大摩擦力,故D符合题意。
故选D。
9.(1) 匀速 二力平衡
(2)二
(3)四
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]在实验中用弹簧测力计拉木块时应水平拉动,且使它在固定的水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)图甲和图乙中接触面的粗糙程度、接触面积都相同,只有压力大小不同,弹簧测力计的示数不同,所以可以验证滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,即猜想二是正确的。
(3)图甲和图丙中压力和接触面积都相同,只有接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数也不同,所以可以验证滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关,即猜想四是正确的。
(4)要验证滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关,可以利用图甲的器材,以不同的速度匀速拉动木块时,观察并记录弹簧测力计示数,并进一步验证猜想一是否正确。
10. 不能 同一直线 同一物体 重力 能 一定是 木块静止,处于平衡状态
【详解】(1)[1][2]当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,作用在同一卡片两个力不在同一条直线上,松手后小卡片不能平衡;所以设计此实验步骤的目的是为了说明不在同一直线上的两个力能否平衡。
(2)[3]将纸片从中间位置剪开,变为两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态,可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。
(3)[4]因为卡片有重力,所以会出现拉线不在同一直线上,他得出错误结论的原因是未考虑卡片的重力。
(4)[5]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。
(5)[6][7]在木块左端挂上2N的钩码,右端挂上1.5N的钩码时,木块静止,木块处于平衡状态,受到平衡力的作用。
11.(1)匀速直线
(2)无关
(3)B
【详解】(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,用测力计测出拉力的大小即可知道滑动摩擦力的大小。
(2)分别以木块不同侧表面按正确实验方法进行测量,即其他影响滑动摩擦力大小的因素控制相同,只改变接触面积,弹簧测力计示数均相同,即滑动摩擦力的大小不变,说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(3)甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,乙中测力计示数大,说明乙中木块受到的滑动摩擦力大,所以结论为:在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
A.加润滑油是通过使接触面分离,减小摩擦力,故A不符合题意;
B.自行车的刹车闸,是通过增大压力,增大摩擦力,故B符合题意;
C.举重运动员举重时手上要涂防滑粉,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意。
故选B。
12. 刚刚开始运动 有刻度部分 偏大
【详解】(1)[1]本实验的实验原理是,压强的计算公式。
(2)[2]注射器活塞用绳子与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右缓慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩,当注射器中的活塞开始运动时,说明了弹簧测力计示数等于大气对活塞的压力,故记下弹簧测力计的示数,大气对活塞的压力为。
[3]测出注射器的有刻度部分的长度,才能计算出活塞的横截面积,计算出大气压的大小。
[4]注射器全部刻度的长度为
有刻度部分的容积为
注射器活塞的横截面积为
(3)[5]活塞与注射器内部有存在摩擦力,因为注射器在拉力的作用下平衡,拉力对大于大气压力,从而使测量值偏大。
[6]当活塞开始向左滑动时,对活塞进行受力分析发现
┈①
当活塞开始向右滑动时,对活塞进行受力分析发现
┈②
①②两式联立得
大气压强为
13.(1)见解析
(2) 0.5 慢
【详解】(1)甲、乙、丙三次实验小车到达斜面底端的v-t图象是重合的,说明小车在到达水平面前的速度相同,为达到这一效果,小赵需要让小车从斜面的同一位置静止下滑。
(2)[1]如图戊所示,小车在棉布上每2s减小的速度是1m/s,所以每秒减少0.5m/s。
[2]由图戊可知,水平面越光滑,小车所受阻力越小,运动的时间越长,速度减小的越慢。
14.(1)砝码的质量
(2)匀速直线运动
(3) 木块受到摩擦力 平衡 乙
(4) 不能 作用在同一直线上
(5) 不考虑 作用在同一物体上
【详解】(1)实验中,木块受到的拉力大小等于砝码的重力大小,甲乙两位同学通过调整砝码的数量来改变力的大小。
(2)物体处于平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。所以,实验中判断小车是否受力平衡依据是小车保持静止状态或匀速直线运动状态。
(3)[1][2][3]把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,木块受到向右的拉力大于向左的拉力,木块有向右运动的趋势,木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用,此时木块处于静止状态,受平衡力作用;图乙中,用小车替换木块,减小了物体与桌面之间的摩擦力作用,故乙装置更科学。
(4)[1][2]小车受到的两个力大小相等,用力将小车扭一个角度,两个力不在同一条直线上,小车不能处于静止状态,要发生转动,可以探究二力平衡二力是否必须作用在同一条直线上。
(5)[1]由于纸片的质量很小,重力很小,几乎可以忽略不计,丙同学选择小纸片的目的是不考虑小纸片的重力。
[2]实验过程中丙同学用剪刀将小卡片从中间劈开,两个钩码对纸片的拉力分别作用在两个相同的小纸片上,两个钩码都落到了地上,这说明相互平衡的两个力必须要作用在同一物体上。
15.(1) 相等 惯性
(2)慢
(3)匀速直线运动
(4)科学推理
(5) 不需要 运动状态
(6)其他条件相同时,接触面越粗糙,物体所受到的滑动摩擦力越大
(7)B
【详解】(1)[1]根据控制变量法,小车距离水平面的高度相同,小车的初始速度相同,则小车到达水平面的速度相同,实验中每次都让小车从斜面顶端由静止下滑,是为了控制小车每次滑到水平面的速度相等。
[2]由于小车具有惯性,因此小车到达水平面后能继续向前运动。
(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在棉布表面滑行的距离较远;在木板表面滑行的距离最远。毛巾表面最粗糙,棉布表面较粗糙,木板表面光滑,则可以得到结论表面越光滑,阻力就越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)因为小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,物体滑行的距离越远,所以假如小车受到的阻力为零, 则速度不会减小,可以滑行无限远,小车将做匀速直线运动。
(4)由以上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,因为完全光滑的水平面实验时无法做到,所以经过科学推理得出实验结论,不能通过实验直接得出。
(5)[1][2]牛顿第一定律的内容为:一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这反映了力和运动的关系,表明了运动的物体不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
(6)在压力大小一定的情况下,摩擦力大小还与接触面的粗糙程度有关,毛巾表面最粗糙,棉布表面较粗糙,木板表面光滑,根据小车在这三者表面运动的距离可知,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(7)实验中运用小车在水平面上运动的距离来表示小车受到的阻力对小车运动的影响情况,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
答案第1页,共2页
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