内容正文:
专项4|运动和力的实验探究
第七章 运动和力
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(1)实验需要先利用秒表和刻度尺测量时间和路程,再利用
速度公式v=计算平均速度;
(2)实验中为了便于测量时间,斜面要求尽量平缓。
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1. 某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,让小
球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同
时间内通过的路程,照片如图所示:
(1)该实验的原理是 。
v=
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(2)依据照片可判断,小球在做 (选填“加速”“减
速”或“匀速”)运动,小球受力 (选填“平衡”或
“不平衡”)。
(3)如果频闪照相机每隔0.2 s拍摄一次,并测得sBC=10 cm,
sCD=15 cm,则小球在BD段的平均速度为 m/s。
(4)如果不小心让小车过了B点才开始计时,则所测BD段的平均
速度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
加速
不平衡
0.625
偏大
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2. 某物理兴趣小组利用带有刻度的斜面、小车和电子秒表进
行“测量小车的平均速度”实验。如图所示,改变木板的倾斜
角度进行了两次实验,在实验过程中记录了如下数据,请根据
所给数据完成下列问题
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AB段 AC段
路程s/m 0.4 0.8
第一次实验时间t1/s 1.6 2.8
第二次实验时间t2/s 2.4 4.8
(1)此实验需要测量仪器有刻度尺和 。
(2)该实验依据的原理是 。
(3)在第一次实验中小车全程的平均速度为 m/s。(保留
两位小数)
秒表
v=
0.29
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(4)下列哪个图像更接近第二次实验中小车的运动情况 (填
字母)。
B
AB段 AC段
路程s/m 0.4 0.8
第一次实验时间t1/s 1.6 2.8
第二次实验时间t2/s 2.4 4.8
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(1)实验中使用同一辆小车从同一斜面的同一位置由静
止释放,确保小车到达水平面上的速度相同;(2)水平木板
要求足够长;(3)实验中只能改变水平面的粗糙程度,其他
因素要保持一致。
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3. 小伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示
的实验。
(1)在实验中小伟让小车从同一斜面的同一高度处由静止开始滑
下,是为了使小车在滑到水平面时的 相同。
速度
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(2)通过实验可知,阻力越小,小车滑行的距离越 (选填
“远”或“近”),小车运动速度改变的越 (选填“快”
或“慢”),进一步推测,若小车不受阻力,则运动的小车会
在水平面上做 运动,说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)牛顿在前人研究成果上总结出牛顿第一定律,它 (选填“能”或“不能”)用实验直接证明。
远
慢
匀速直线
不需要
不能
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4. 在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)小海同学调试实验装置时,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。
B
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(2)调试成功后,小海同学每次均让小车从同一斜面上的同一高
度处自由滑下,目的是:使小车到斜面底端的 相同,
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,运动路程
越 (选填“长”或“短”);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)。
速度
长
匀速直线运动
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(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动过程中的速度总变化
量 (选填“大于”或“等于”或“小于”)在木板表面
运动过程中的速度总变化量。
等于
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实验时,要确保分力与合力的作用效果是相同,即要把小
圆环拉到相同的位置。实验用的方法是等效替代法。
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5. 小明在光滑的水平板上探究同一直线上二力合成的规律。
如图甲所示的装置为探究过程的示意图,实验时首先将皮筋的
B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一
点O并记录下该点的位置。
(1)实验中用一个测力计拉皮筋时,仍要将皮筋A端拉伸到O点
再读数,这样做的目的是使F的作用效果与F1和F2共同作用的
效果相同,这里利用的科学方法是 。
等效替代法
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(2)通过该实验可知F与F1、F2的大小关系是 。
(用字母表示)
F=F1+F2
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(1)应选择尽量光滑的桌面进行实验,减小阻力对实验结论
的影响;(2)实验中选择让小车处于静止状态作为平衡状态,是
因为匀速直线运动不好控制;(3)实验中需要将小车扭转到一个
角度再释放,其目的是使两个力不在同一直线上。
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6. 如图甲所示是小新同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中(图甲)选择轻质小卡片而不用木块的目的是
。
可以忽
略卡片的重力
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(2)当小卡片平衡时,小新将卡片旋转一个角度,松手后小卡
片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的
目的是探究 。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲
所示情况下,小新下一步的操作是 。
不能
不在同一直线上的两个力能否平衡
剪开小卡片
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(4)另一同学也对同一问题进行探究,使用图乙的装置进行实
验,但在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,在
误差允许的情况下,你认为 (选填“能”或“不能”)
进行实验。
(5)图乙中,若左边挂2 N的钩码,右边挂5 N钩码时,木块保持
静止,则此时木块受到的摩擦力是 N。
不能
3
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7. 下图所示是“探究二力平衡的条件”的实验情景。
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于
状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能
否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
静止或匀速直线运
动
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(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和
重力的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根
据相互作用的关系直接测出 的大小,在未知二力平衡
条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实
施下去。
拉力
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(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了如图乙所示的A、
B、C三个实验方案,请你判断出他们改进的先后顺序:
(用字母表示),这样的改进是为了减小 对实验
的影响。
(4)如图丙所示是最终确认的实验方案。此方案中,由于
,故卡片的重力可忽略不计。
B、
A、C
阻力
卡片
的重力远小于钩码的重力
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