内容正文:
专题05 力学实验
影响弹簧弹力大小的因素,弹簧测力计的构造、量程、读数、注意事项及误差分析等
1.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)小红同学在研究弹簧的伸长量与拉力大小的关系实验时,得到如下数据:
拉力的大小F/N
0
3
6
9
12
15
弹簧的长度L/cm
15
16.5
18
19.5
21
23
弹簧的伸长△L/cm
0
1.5
3
4.5
8
(1)表格内缺少的数据应是 。
(2)根据表中数据可判断,当所加拉力为5N时,弹簧的长度应为 ;
(3)测量结束后,可以得到结论:在 内,弹簧的拉力和 成正比。
(4)在弹性限度范围内,弹簧的伸长∆L与所受拉力F的关系可写成,则此处k= N/m。
【答案】(1)6
(2)17.5cm
(3)弹性限度内 伸长量
(4)200
【来源】江苏省扬州市广陵区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,故空格处的数据为
(2)拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,故拉力增大1N时,弹簧伸长0.5cm,所以,当所加拉力为5N 时,弹簧的伸长量为
弹簧的原长为15cm,所以此时弹簧的长度为
(3)[1][2]由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,说明在弹性限度内,弹簧的拉力和伸长量成正比。
(4)由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,则
2.(23-24八下·江苏宿迁泗阳县·期中)小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想,小明决定进行实验。
(1)要完成实验,除了需要如图甲所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同钩码、铁架台以外,还需要的测量仪器是 。进行实验后小明记录数据如表,表中数据明显错误的是第 次实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
拉力(钩码总重)F/N
0
1
2
3
4
5
6
弹簧伸长量AL/cm
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
(2)去除错误的一组数据,在图乙中作出弹簧伸长量与所受拉力的关系曲线 。
(3)由图像可验证小明的猜想是 的(选填“正确”或“错误”)。
(4)学校物理兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计。他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图丙所示图像。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”);
(5)如图丁所示的弹簧测力计,在使用前应先调零,并观察量程和分度值,该弹簧测力计的量程为 N,最小分度值为 N。如果测量前指针指在零刻度下方,未调零就使用它测重力,会导致测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
3.(23-24八下·江苏连云港灌云县·期中)某学生在探究弹簧的伸长与外力的关系时,利用如图所示的器材和数个重0.5N的钩码做实验,记录的数据如下表所示。
弹簧所受的力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
指针的位置x/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
弹簧伸长/cm
0
1
2
3
4
5
5.5
(1)这项研究在实际中的应用: (填测量工具)。
(2)分析数据,可得出的结论: 。
(3)该弹簧测力计的测量范围是 。
4.(23-24八下·江苏盐城阜宁县·期中)为探究“影响弹簧受力伸长大小的因素”,兴趣小组作出下列猜想:
猜想一:弹簧伸长的长度可能与弹簧的长度有关;
猜想二:弹簧伸长的长度可能与受力的大小有关;
猜想三:弹簧伸长的长度可能与弹簧的材料有关。
他们选择了甲、乙、丙3根弹簧作为研究对象。已知弹簧甲和丙是同种金属丝,弹簧乙是另一种金属丝,甲和乙原长均为,丙原长为,其他条件均相同。将弹簧的一端固定,另一端用弹簧测力计以不同大小的力拉,如图所示。表一是实验数据记录。
弹簧受到的拉力
0
1
2
3
4
5
6
7
甲
弹簧的长度/cm
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
9.0
9.7
10.8
乙
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
丙
9.0
9.9
10.8
11.7
12.6
13.5
14.4
15.9
(1)分析表中数据可知:在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度 (填“大于”或“小于”)乙弹簧伸长的长度;
(2)要证实猜想一,需比较 两组弹簧的数据;
(3)请根据上表中弹簧甲的数据,将下表填写完整。
表二
弹簧受到的拉力
0
1
2
3
4
5
6
7
弹簧甲的伸长
0
0.6
1.2
1.8
3.0
3.7
(4)分析数据可知:在一定的弹性限度内,同一弹簧的伸长与它所受的拉力成 比;
(5)进一步综合分析数据还可得出:弹簧的伸长不仅跟拉力大小有关,还跟弹簧的 和 有关;
(6)若用这三根弹簧制作弹簧测力计,精确度较高的应是 (选填“甲”/“乙”/“丙”)。
5.(23-24八下·江苏南京师大附中树人学校·期中)小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度L与它受到的拉力F之间的关系,如表所示()。
拉力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度L/cm
6.5
7.5
8.5
9.50
11.0
14.2
18.0
(1)利用此弹簧制作测力计时,结合表中数据,若使用分度值为1mm的刻度尺为测力计标记刻度,则该弹簧测力计的分度值最小为 N。
(2)该弹簧测力计 (选填“能”或“不能”)准确测量质量为260g的物体所受的重力。
(3)当该弹簧测力计悬挂的重物质量为90g时弹簧将伸长 cm。
6.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期中)小明和他的同学在综合实践活动中,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线,挂 1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清原因,他们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋、白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,做出标记,如图所示。
(1)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,螺母静止时实验数据记录如下表。
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数 n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数 L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越 ;
进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为 N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时 (选填“能”或“不能”)确定此物体的重。
(2)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的 mm刻度处,此测力计的最大测量值为 N。更换不同的橡皮筋进行探究,刻度均匀部分可测量范围一样比较小,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
7.(23-24八下·江苏盐城盐都区·期中)某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为5N的物体时,橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”,下同)制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。
8.(23-24八下·江苏常州金坛区·期中)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
橡皮筋伸长的长度一般用符号表示,它等于挂上钩码后橡皮筋的长度L与橡皮筋没有挂钩码时的长度之差,即。
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 ;
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①表格中第3行空白格中的数据是 ;
②要判断小明的猜想是否正确,应对表格中的 (选填序号)两行数据进行比较;
③分析表格中的数据,你认为实验能初步验证 (小明/小丽)的猜想是正确的,你的判断依据是 。
9.(23-24八下·江苏常州溧阳·期中)小明想要探究弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F的大小关系:
(1)除了需要如图甲中所示的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是 ,进行实验并记录数据于表格,实验过程弹簧均在弹性限度内。表格中弹簧长度测量数据明显错误的是第 次实验;
实验次数
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
拉力(钩码总重)F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
弹簧长度 L/cm
3.0
3.4
3.8
4.7
4.6
5.0
5.4
弹簧的伸长量∆L/cm
0
0.4
a
(2)表格中a处的数据是 ;
(3)由数据可知,在 ,弹簧的 与所受拉力成 ;
(4)如图乙所示,选取与图甲中弹簧完全相同的两根弹簧A、B,将弹簧A左端固定在墙上,用大小为F=1.5N的力拉A的右端;在弹簧B左右两端均施加大小为F=1.5N的拉力,A、B都水平静止,此时弹簧A的伸长量∆LA= cm,弹簧B的伸长量∆LB (>/=/<)∆LA,墙对弹簧A左端施力的大小 (>/=/<)1.5N。
10.(23-24八下·江苏扬州宝应县·期中)在“制作橡皮筋测力计”的活动中发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
橡皮筋伸长的长度一般
用符号△L表示,它等于
挂上钩码后皮筋的长度L
与皮筋没有挂钩码时的
长度L0之差,即△L=L-L0。
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 。
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度ΔL/cm
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= cm;
②请将表格中第3行的数据补充完整 ;
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的 (选填序号1、2、3)数据进行分析比较。
11.(23-24八下·江苏泰州兴化·期中)小明弯曲手中的钢锯片,感觉到弹力大小与钢锯片的弯曲程度有关,他猜想,弹力大小可能还跟钢锯片的长度有关。于是,他和同学合作进行了探究。如图甲所示,将钢锯片一端固定,伸出的长度(简称长度)用L表示;钢锯片的形变量(弯曲程度)用末端侧移量x表示,钢锯片弹力用F表示,其大小等于测力计的读数。实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
长度
15
20
25
25
25
25
25
25
25
25
形变量
2
2
1
2
3
4
5
6
7
8
弹力
0.48
0.22
0.06
0.12
0.18
0.24
0.30
0.39
0.51
0.66
(1)由 (填实验序号)三次实验数据分析可知,在形变量x一定时,钢锯片中弹力F随长度L的增大而减小;
(2)由第3-7次实验数据分析,可得该情况下弹力F与形变量x的关系式为 ;
(3)请用表中钢锯片长度L为25cm时的数据,在图乙中画出弹力F跟形变量x关系的图像;
(4)钢锯片产生的弹力除了与形变量和长度有关,还可能与 有关。
12.(23-24八下·江苏南京郑和外国语学校·期中)某实验小组的同学对A、B两根原长都为20cm,粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量∆x,根据多组测量数据做出的图线如图所示。
(1)由图像得出结论,橡皮筋测力计制作原理: 若要制作一个精确度较高的测力计,应选橡皮筋 (“A”或“B”);
(2)将本实验中相同的两根B橡皮筋并联起来代替弹簧制作测力计,能够测量拉力的最大值为 N。
(3)将本实验中A与B两根橡皮筋并联起来替代弹簧制作测力计,能够测量拉力的最大值为 N。
根据二力合成可得受到的最大拉力为
13.(23-24八下·江苏南京师范大学新城校区·期中)兴趣小组探究“弹簧的伸长与外力的关系探究实验”。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,如图(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L,算出弹簧伸长量,记录实验数据,作出拉力F与弹簧伸长量x的图像,如图(b)所示。
(1)图(b)中,直线没过坐标原点的原因可能是_____;
A.坐标标度选取不合理
B.弹簧本身的长度
C.弹簧自身重力的影响
(2)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 ;将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,悬挂某一重物时,如图(c)所示读数为 N,此时弹簧总长为 cm;
(3)如图(d)所示是A、B两根弹簧所受拉力F与伸长量的关系图像,若想制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“A”或“B”)
力的三要素对力的作用效果的影响
1.(23-24八下·江苏宿迁宿豫区·期中)如图所示,使一薄钢条的下端固定,分别用不同的力去推它,使其发生①,②,③,④各图中的形变,如果力的大小F1=F3=F4>F2
(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关;
(2)能说明力的作用效果跟力的作用点有关;
(3)①③能说明力的作用效果跟力的 有关;
(4)实验中力的作用效果是通过观察 来得知,这种研究问题的方法叫做 。
探究重力大小与质量的关系
1.(23-24八下·江苏无锡江阴澄西片·期中)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。(已知 ρ 绿豆> ρ黄豆)
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像, 图线可能是图乙中的 (选填字母),以此判断重力与物质种类的关系;
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。已知秤钩下的容器重G=0.8N,容积V=100mL,在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度:
①密度为“0”的刻度应标在 N的刻度上;
②酒精的密度应标在哪一刻度上?(该小题在答卷上写出解题过程)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
③理论上,此“密度秤”的能测量的最大密度是 g/cm3;
④该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体;如果使用原来的弹簧测力计,可以通过 提高该密度秤的精确度。
2.(23-24八下·江苏淮安淮安区·期中)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中 图,以此判断重力与物质种类的关系;(已知)
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出空小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 ;
①该“密度秤”的零刻度线应在 N刻度处;
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度范围是 ;
③通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图丁所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 。(填字母)
A. B.
C. D.
3.(23-24八下·江苏盐城响水县·期中)某兴趣小组在探究“重力方向”和“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了如下的实验探究:
(1)该组同学在探究重力方向时,实验装置如图所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角,会观察到悬线OA的方向 (填“变化”或“不变”);若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还可进行的操作是 ,观察到小球 (填“竖直”或“垂直”)下落。
(2)在探究物体所受重力大小与物体质量关系时,实验数据如下表。
实测物体
物体的质量m/kg
重力G/N
G与m的比值关系/(N•kg﹣1)
物体1
0.2
2.0
物体2
0.24
2.4
物体3
0.34
物体4
0.56
5.6
①在探究过程中,除了如图乙所示的测力计外,还需要的测量工具是 。
②如图乙所示,表格中的物体3的重力应该是 N。
③老师认为表格中有一组数据是编造的,你认为是物体 (填“1”、“2”、“3”或“4”)的这组,理由是 。
④分析表中有效实验数据,得出的结论是 。
4.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)在“探究重力与质量的关系”实验中,
(1)在实验过程中,需要的两个测量工具分别是弹簧测力计和 。使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在 方向调零。
(2)实验记录如下表所示,表中空白处为 。
实测物体
质量m/kg
重力G/N
物体1
0.10
1
10
物体2
0.20
2
10
物体3
0.30
3
10
(3)分析表格中数据,得出的结论是: 。
(4)本实验需要多次测量,其目的与以下实验中多次测量目的相同的是___________。
A.探究质量和体积的关系
B.用刻度尺测量物理课本的长度
(5)课后,小红用绿豆若干,仿照实验课的流程,测得多组绿豆的重力与质量的实验数据。如下表格所示,请根据表格中的实验数据,在图甲中画出绿豆的重力与质量的关系图像。
绿豆质量m/g
100
200
300
400
500
绿豆重力G/N
1
2
3
4
5
(6)小华仿照小红的实验过程,测量出了黄豆的重力和质量的数据。若将绿豆和黄豆这两组数据分别作在的透明坐标纸上,将坐标纸重叠后观察绘制的图像,则图线可能是图乙中的 。(填字母,已知ρ绿豆﹥ρ黄豆)
5.(23-24八下·江苏淮安淮阴区·期中)小明在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在表1中。
表1
质量m/g
100
200
300
400
500
重力G/N
1
2
3
4
5
表2
被测物体
形状
重力/N
橡皮泥
正方体
4.8
球体
4.2
圆锥体
3.6
(1)测量物体重力前,要将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向上调零;其读数时,视线应与刻度盘 (选填“水平”或“垂直”);
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像 ;
(3)由此得到该实验结论: ;我国已经拥有自己的“天宫空间站”,如果宇航员用同样的器材在空间站内 (选填“能”“不能”)完成该实验探究;
(4)第2小组同学则认为“物体重力的大小可能跟物体形状有关”,他们以橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表2所示分析表中实验数据,该组同学得出实验结论是:物体重力的大小与物体的形状有关他们的结论正确吗?请你对此实验过程及实验结论作出评价: 。
6.(23-24八下·江苏徐州铜山区·期中)某活动小组利用天平、弹簧测力计和钩码等实验器材,探究“物体所受重力的大小跟质量的关系”。通过规范操作,测量数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
___________
3
4
5
(1)测量前,应先明确弹簧测力计的量程和分度值,还必须要 ,甲图是第2次测量中弹簧测力计的读数,为 N;
(2)根据表中数据在乙图中画出图像 ;
(3)根据图像可得初步结论: ;
(4)小明同学认为,也可以取质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为小明同学的观点___________。
A.不合理,因为他没有用同种材料的物体做实验
B.不合理,因为他选用的物体的质量不一定成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他选择的物体都是固体
7.(23-24八下·江苏连云港·期中)探究重力大小与质量的关系。
(1)准备器材时,小明同学找来标有“50g”和“200g”的钩码若干,还有一只弹簧测力计,以便对钩码的 进行测量;
(2)设计的表格和实验收集的数据如下表所示,表格第四列表头横线上应填写的内容是: ;
(3)请在图中画出重力与质量的关系图像。
实验序号
钩码质量/kg
钩码重力/N
/(N/kg)
①
0.05
0.5
②
0.10
1.0
③
0.15
1.5
④
0.20
2.0
⑤
0.25
2.5
(4)分析实验数据和图像,可得出的结论是: 。
8.(23-24八下·江苏南京师大附中树人学校·期中)小明在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,实验记录如下表。
实验序号
物体质量/kg
物体重力/N
重力与质量的比值
1
0.1
0.98
9.8
2
0.2
1.96
9.8
3
0.3
2.94
9.8
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 和 。
(2)分析表中实验数据,得出的结论是: 。
(3)在一般情况下g()为定值,但经过科学家的精确测量,g值仍有差异。观察表中提供的数据,回答下列问题:
地点
g值大小
地球纬度
赤道
广州
武汉
上海
北京
纽约
莫斯科
北极
①g值最接近的城市是 。
②g值与相差比较大的两地是: 。
③试猜想g值变化的原因可能是 。
9.(23-24八下·江苏宿迁宿豫区·期中)在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,如图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/kg
重量G/N
100
1.0
200
2.0
300
3.0
400
4.0
500
5.0
(1)如图甲所示的弹簧测力计的分度值为 N,示数为 N,若测量前的较正“0”点时将弹簧测力计放置在水平桌面上完成的,则本次测量结果 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”);
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力G与质量m的关系图像 ,且由此可知,物体所受重力的大小与它的质量成 ;
(3)在通常情况下,我们认为g=9.8N/kg,但经过科学家的精确测量,发现在不同的地点g值存在微小差异。下表为部分地点的g值大小:
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.749
0°
北极
9.832
90°
北京
9.801
39°56'
北海
9.780
31°12'
莫斯科
9.816
55°45'
纽约
9.803
40°41'
由上表可知,纬度越高,当地的g值越 。
10.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期中)小明同学在实验室探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到下表中的实验数据:
实验次数
被测物体
物体质量 m/kg
重力 G/N
比值(G/m)(N/kg)
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5
①
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计以及 。
(2)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在 方向调零。
(3)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它最好处于 状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(4)第3次实验“物体3”的重力如图a所示,根据实验结果,表格中第3次实验的数据 ①处应填 。
(5)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的六分之一、若一个连同随身装备共102kg的航天员到达月球表面,月球对他的引力是 N。若宇航员在地球上能举起最多150kg的物体,到月球上他能举起最多 kg的物体。 (g取10N/kg)
11.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数
1
2
3
4
5
6
质量m/g
40
100
160
200
240
300
重力G/N
0.4
1.4
▲
2.0
2.3
3.0
(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在 上;
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,该弹簧测力计的量程是 ,分度值是 ,表中空缺的实验数据“▲”是 N;
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图像 ;
(4)由图像可知,物体所受的重力跟它的质量 。
12.(23-24八下·江苏苏州昆山、太仓、常熟、张家港·期中)在综合实践活动中,小宇利用刻度尺、弹簧、细线、圆柱形薄壁小桶制成了液体密度秤。弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5,其受到的拉力每增大0.2N,长度就增加1。(本题中弹簧伸长均在弹性限度内,g取10,)
(1)在弹簧下端挂上空桶时,指针位置如图1所示,小桶的重力为 N;
(2)在小桶内装满水时,指针位置如图2所示,则小桶的容积为 ;将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度为20时,在小桶上液面处标记为a(如图3所示);此时小宇在刻度尺上20刻度线处标记了1.0;
(3)将小桶中的水倒净,再装入另一未知液体到标记a处,此时指针对准22刻度处,则该未知液体的密度为 ;将桶中液体更换为不同密度的液体,重复上述实验;小宇对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧总长度L与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图4中的图线 (①/②/③);
(4)图3所示密度秤的测量范围是 ,分度值是 ,若适当降低标准线a的位置,则该密度秤的测量范围 (变小/不变/变大)。
13.(23-24八下·江苏宿迁宿城区·期中)某兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”实验中,进行了如下的实验探究:
实验序号
质量
重力
1
0.1
1
2
0.2
2
3
0.3
3
(1)探究重力大小与质量的关系,使用的实验器材除了钩码,还需要 ;分析表格中的实验数据,可以得出的结论是: ;
(2)该组同学在探究重力方向时,实验装置如图1所示,操作如下:
①将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角,会观察到悬线的方向 (变化/不变);剪断悬线,小球 (竖直/垂直)下落。
②从以上实验现象分析得到:重力的方向总是 。
(3)生活中常用重锤线来判断墙壁是否竖直,如图2所示为水平仪放置于某桌面上时的情形,则该桌面的高低情况是 (选填“左边高”、“右边高”或“左右相平”)。
14.(23-24八下·江苏南京玄武区·期中)为了探究物体所受重力与质量的关系,某实验小组进行了实验。
(1)钩码所受重力的大小用 进行测量,测量前,要先将它在 方向调零;将实验数据记录在下表中,请你根据图甲中弹簧测力计示数补充表格中的数据为 ;
质量m(g)
100
200
300
400
重力G(N)
1
3
4
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化的图像;
(3)分析表中数据或图像,可以得出的结论是 ;
(4)以下实验中,与本实验多次测量目的相同的是______(填字母)。
A.探究质量和体积的关系 B.用刻度尺测量物理课本的长度
C.探究反射角与入射角的大小关系 D.探究重力与质量的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.(23-24八下·江苏扬州苏东坡中学·期中)如图所示,是某小组用弹簧测力计、木块、钩码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做 运动,测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系。在图甲中,若拉着木块以比原来更大的速度运动,木块所受滑动摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)多次改变钩码质量,重复实验,记录数据,作出木块受到的滑动摩擦力f与木块和长木板间压力F的关系图像(如图中①),在长木板上铺上毛巾重复上述实验,则f和F的关系图像可能为图中的 (选填“①”、“②”或“③”)。
2.(23-24八下·江苏南通海门区·期中)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小赵采用如图甲所示的器材,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块C各表面的粗糙程度相同。将C放在水平放置的A或B上,再把砝码放在C上,用弹簧测力计水平拉动物块,沿长木板做匀速直线运动,实验记录如表:
序号
C的放置
接触面
C上砝码
弹簧测力计示数/N
1
平放
A-C
100g
2
平放
B-C
100g
2.2
3
平放
B-C
200g
2.4
4
侧放
B-C
100g
(1)第1次实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,该示数是 N;
(2)由1、2两次实验可知:当压力相同时,接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力就越 ;由2、3两次实验可知:增加C上砝码质量,从而增大 (选填“砝码对物块”、“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力,这样就可以探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系;
(3)第4次实验中,弹簧测力计示数也是2.2N,则说明滑动摩擦力的大小与 无关;小赵在探究过程中,弹簧测力计示数总是不稳定,可能的原因是 ;
(4)另一组的小马采用如图丙所示的装置,将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块D,木块下面是长木板。实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块D所受摩擦力大小,长木板运动的过程中,木块D相对地面是静止的,木块D受到的是 (选填“静”或“滑动”)摩擦力,方向 ,拉动速度变大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,找到三个挂钩、两个相同的新透明皂A、B和一个弹簧测力计,在水平窗台上做了如图所示的四次探究实验。
(1)实验时,每次都要用弹簧测力计沿 方向拉动透明皂做 运动,从弹簧测力计读出图①中滑动摩擦力的大小为 N。
(2)①②两次实验说明: 。
(3)比较实验 ,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 (选填“有关”或“无关”)。
(4)小明在窗台上铺了一条毛巾,做了第④次实验,第④次实验中透明皂A受到的摩擦力为 N。对比①④两次实验 (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关的结论,理由是 。小明应该对比 两次实验。
(5)小明想到劳技教室里面打磨木块的砂皮纸表面比毛巾更粗糙,他想在第④实验后再做一次实验:用砂皮纸替换第④实验中的毛巾,继续重复上面正确的实验操作,测得滑动摩擦力的大小后,结合第④实验数据来研究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系,小华指出其设计有不足之处,该不足之处是 。
4.(23-24八下·江苏无锡滨湖区·期中)小明为了参加体育考试,想测试一下鞋A和鞋B哪个鞋底更粗糙,防滑性更好。进行了如下探究:
步骤1:如图甲所示,实验前应将弹簧测力计在 方向校零,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
步骤2:如图乙所示,将鞋B放在鞋A上,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
步骤3:将 ,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
(1)根据步骤1和2,可以初步得出的结论是 ;
(2)根据步骤2和3,鞋A和鞋B,小明应该选择鞋 参加体育考试;
(3)如图丁所示,小红将鞋A放在了图示的正在工作的跑步机上进行测量,待示数稳定后读出弹簧测力计的示数。这样做的好处除了方便读数外,还有 。与跑步机传送带水平时测量相比,图示情景中鞋A所受摩擦力大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.(23-24八下·江苏扬州江都区八校联谊·期中)如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铜块和木块的大小和形状完全相同。在实验前,小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关;
(1)如图甲,实验时用弹簧测力计拉着铜块沿 方向做 运动,弹簧测力计示数如图乙所示。此时,铜块受到的摩擦力是 N。
(2)比较甲、丙两图,可得到的结论是 。
(3)图丙、丁中铜块和木块叠在一起的目的是控制 相同,比较丙、丁两图可得出滑动摩擦力的大小与 有关。
(4)小丽同学对实验装置进行改动,如图所示,实验中,小丽同学 (一定/不一定)要匀速拉动长木板。
6.(23-24八下·江苏盐城东台第五教育联盟·期中)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。
7.(23-24八下·江苏无锡新吴区·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
小明按如下步骤完成实验:
①如甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
②如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
③如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
(1)实验前,应在 方向上对弹簧测力计调零。由 两图可知:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;由甲、乙两图可知:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(2)实验后小组交流时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明用木块A和长木板B设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是拉动长木板时 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。实验中小明发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小 (选填“大于“等于”或“小于”)3 N。
(3)在周末实验活动中,小华想比较形状、体积相同的实心木块和铁块的下表面谁更粗糙,她用弹簧测力计沿水平方向分别拉着铁块和木块在同一长木板上做匀速直线运动,记下两次测力计的示数分别为F3、F4.实验中,铁块对长木板的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)木块对长木板的压力;若示数若F4>F3,则 (选填“能”或“不能”)说明则木块的下表面更粗糙。
8.(23-24八下·江苏镇江句容·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)某次实验中,物体做匀速直线运动,弹簧测力计示数稳定时如图丁所示,此时木块受到的摩擦力为 N;当拉力增大到3N时,木块受到的摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)由 两图可以探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;由 两图可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。以下研究中与本实验一样采用了控制变量法的是 ;
A探究声音不能在真空中传播
B.光线概念的引入
C.平面镜成像实验中确定像与物大小关系的方法
D.研究影响力的作用效果的因素
(4)实验后小组交流时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小丽设计了如图戊所示的实验装置,其优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动;图戊中,若用F=3N的水平拉力向左拉动表面粗糙程度相同的物体B,使其在水平地面上匀速运动,当物体A静止不动时,弹簧测力计的示数为1.3N。则B对A的摩擦力方向为水平 (选填“向左”或“向右”)。
9.(23-24八下·江苏连云港·期中)如图所示是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验。
(1)小红的三次实验情况如图所示。实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平木板(或毛巾)面上向右做 运动,木块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,方向向 ;
(2)小红在探究滑动摩擦力大小与压力的关系时,利用图甲和图乙中的示数得出“压力越大,滑动摩擦力就越大”的结论。你认为对吗? (选填“对”或“不对”)。你的理由是 ;
(3)分析图甲和图丙两次实验,你能得出结论: 。
10.(23-24八下·江苏盐城阜宁县·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,此时木块受到的摩擦力方向为水平向 ,此时木块受到的滑动摩擦力大小 (>/</=)弹簧测力计的示数;
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关; 两个实验说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,发现用如图丁所示的方式测量木块受到的滑动摩擦力效果更好。图丁木块受到的摩擦力方向水平向 ,图丁装置中测量木块受到的滑动摩擦力时 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(4)在甲实验中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在甲实验中,若将物块切去一半后重复实验,如图戊所示,发现此时弹簧测力计的示数减小。小明由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
11.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在如图所示的情景中,沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块,弹簧测力计的示数如图所示。
(1)实验前将弹簧测力计在 (选填“水平方向”或“竖直方向”)调零,使指针对准零刻度线;
(2)用弹簧测力计拉着物体在水平面上做 运动时,此时弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小;
(3)甲、丙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与 有关,由此次实验得到的结论是 ;
(4)在图丙所示的情景中,木块受到的滑动摩擦力的大小为 N。如果此时拉力增大为4N时,木块受到的滑动摩擦力的大小为 N;
(5)小明认为滑动摩擦力还和受力面积有关,所以他进行的操作是,将木块从中间切断,并拿走一半,测出剩余一半的滑动摩擦力的大小,于是得出结论:滑动摩擦力大小跟受力面积有关。老师说操作是错误的,原因是 ;
(6)该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,测量出木块受到的滑动摩擦力,图丁的优点是 。此时木块所受到的摩擦力的方向为水平 (向左/向右),施力物体是 (选填“地面”、“长木板”或“弹簧测力计”)。
影响弹簧弹力大小的因素,弹簧测力计的构造、量程、读数、注意事项及误差分析等
1.(23-24八下·江苏扬州江都区邵樊片·期中) 某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类
酒精
植物油
水
弹簧的示数(N)
2.6
2.7
液体密度ρ(×103kg/m3)
0.8
0.9
1.0
2.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图甲所示的 图,由图表和该图像可知该弹簧制成的弹簧测力计的量程是: 。
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。要增大这种密度秤的量程,可采取的措施是 。(写出一种即可)
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
探究重力大小与质量的关系
1.(23-24八下·江苏无锡新吴区·期中)小明进行了如下实验。
(1)①在探究“重力的大小跟质量关系”实验中,小明选用质量为50g的钩码的若干进行实验探究,并将实验数据记录在下表中。请你补全表格中A处应填的栏目: ;根据表中数据,得出的结论是: 。
实验序号
钩码质量m/kg
钩码重力G/N
A
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
②小明还想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究“重力大小与质量的关系”,你认为它们的做法 (选填“合理”或“不合理”)。
(2)如图所示,冰块中有一石块,小明用天平测出冰和石块的总质量为116g;然后将冰块放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形容器中,冰块完全沉入水中;用刻度尺测出此时容器中的水面上升了1.1cm;过了一段时间,当冰全部熔化后,再用刻度尺测出容器中的水面又下降了0.1cm。则冰块的质量为多少g?石块的密度是多少g/cm3?(ρ冰=0.9×103kg/m3)
探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.(23-24八下·江苏镇江丹徒区·期中)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
(1)小黄同学进行了如图甲、乙、丙三个实验探究过程:
(a)实验中,小黄必须沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做 运动。据 知识可知,弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力大小。
(b)对比图中 两个探究过程,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(c)实验探究中,小黄采用的实验探究方法是 。
(2)学过摩擦力知识后,小明又想探究:滑动摩擦力的大小是否与重力大小有关?他利用如图丁所示装置进行探究实验,实验步骤如下:
实验序号
台式测力计示数F1/N
金属盒总重力G/N
弹簧测力计示数F2/N
①
4.8
4.8
1.8
②
3.2
1.2
③
4.8
6.4
1.8
步骤1:把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数;
步骤2:将质量不计的氢气球系在金属盒上,氢气球可通过细绳对金属盒施加向上的拉力,读出台式测力计示数,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数;
步骤3:再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
实验相关数据如上表:
(a)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在 。(写出一条即可)
(b)请你补齐表中空格处的数据,其值为 N;
(c)实验中是通过 来改变金属盒总重力的;
(d)比较实验步骤 (填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关。
2.(23-24八下·江苏南京师范大学新城校区·期中)为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小;小伟通过下图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟在测量滑动摩擦力时,应该用弹簧测力计沿 方向拉动木块,使其在水平放置的长木板上做 运动;若拉力F突然增变大,滑动摩擦力的大小将 ;
(2)若小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零。后用它拉动物体在水平放置的长木板上运动,则测出的摩擦力 (大于/等于/小于)实际摩擦力;
(3)如果小伟要探究猜想②,他应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作;根据 两幅图中的现象可初步得出:接触面粗糙程度一定,压力越大,摩擦力越大的正确结论;
(4)图甲中物体运动的速度大小为,图乙中物体运动的速度大小为,实验过程中关于和的大小,下列说法正确的是_____(填字母);
A.一定大于 B.一定小于
C.一定等于 D.可以大于、等于或小于
(5)如图丁所示,某同学将木块沿虚线方向切下,并按照正确的操作步骤进行实验,该同学填 (选“能”或“不能”)探究滑动摩擦力是否与压力有关;
(6)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,原因可能是 。
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专题05 力学实验
影响弹簧弹力大小的因素,弹簧测力计的构造、量程、读数、注意事项及误差分析等
1.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)小红同学在研究弹簧的伸长量与拉力大小的关系实验时,得到如下数据:
拉力的大小F/N
0
3
6
9
12
15
弹簧的长度L/cm
15
16.5
18
19.5
21
23
弹簧的伸长△L/cm
0
1.5
3
4.5
8
(1)表格内缺少的数据应是 。
(2)根据表中数据可判断,当所加拉力为5N时,弹簧的长度应为 ;
(3)测量结束后,可以得到结论:在 内,弹簧的拉力和 成正比。
(4)在弹性限度范围内,弹簧的伸长∆L与所受拉力F的关系可写成,则此处k= N/m。
【答案】(1)6
(2)17.5cm
(3)弹性限度内 伸长量
(4)200
【来源】江苏省扬州市广陵区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,故空格处的数据为
(2)拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,故拉力增大1N时,弹簧伸长0.5cm,所以,当所加拉力为5N 时,弹簧的伸长量为
弹簧的原长为15cm,所以此时弹簧的长度为
(3)[1][2]由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,说明在弹性限度内,弹簧的拉力和伸长量成正比。
(4)由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长1.5cm,则
2.(23-24八下·江苏宿迁泗阳县·期中)小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想,小明决定进行实验。
(1)要完成实验,除了需要如图甲所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同钩码、铁架台以外,还需要的测量仪器是 。进行实验后小明记录数据如表,表中数据明显错误的是第 次实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
拉力(钩码总重)F/N
0
1
2
3
4
5
6
弹簧伸长量AL/cm
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
(2)去除错误的一组数据,在图乙中作出弹簧伸长量与所受拉力的关系曲线 。
(3)由图像可验证小明的猜想是 的(选填“正确”或“错误”)。
(4)学校物理兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计。他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图丙所示图像。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”);
(5)如图丁所示的弹簧测力计,在使用前应先调零,并观察量程和分度值,该弹簧测力计的量程为 N,最小分度值为 N。如果测量前指针指在零刻度下方,未调零就使用它测重力,会导致测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)刻度尺 4
(2)
(3)正确
(4)B
(5)0~5 0.2 偏大
【来源】江苏省宿迁市泗阳县2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
【解析】(1)[1]钩码的重力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以需要刻度尺。
[2]分析数据发现,除第4次实验数据外,其他数据伸长量跟受到的拉力成正比,因此第4次实验数据是错误的,其正确的数据应该为1.20cm。
(2)将表中拉力对应横坐标,弹簧伸长量对应纵坐标,描点连线,图像如下:
(3)图像是一条过原点的直线,则由图像可以得出的结论是:弹簧的伸长量与它受到拉力成正比,因此小明的猜想是正确的。
(4)在弹性限度内,A能承受的最大拉力是4N,而B能承受的最大拉力是8N;显然,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用B。
(5)[1]由图丁可知:该弹簧测力计最大测量值为5N,弹簧测力计的量程为0~5N。
[2]由图可知,0~1N间有5个小格,则弹簧测力计的最小刻度值为0.2N。
[3]如果测量前指针指在零刻度下方,未调零就使用它测重力,会导致测量值偏大。
3.(23-24八下·江苏连云港灌云县·期中)某学生在探究弹簧的伸长与外力的关系时,利用如图所示的器材和数个重0.5N的钩码做实验,记录的数据如下表所示。
弹簧所受的力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
指针的位置x/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
弹簧伸长/cm
0
1
2
3
4
5
5.5
(1)这项研究在实际中的应用: (填测量工具)。
(2)分析数据,可得出的结论: 。
(3)该弹簧测力计的测量范围是 。
【答案】(1)弹簧测力计
(2)一定范围内,弹簧伸长与拉力成正比
(3)0-2.5N
【来源】江苏省连云港市灌云县2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
【解析】(1)根据表中数据(除掉最后一组数据)知,弹簧的伸长与受到的接力成正比,这项研究在实际中的应用:弹簧测力计。
(2)根据上面的分析可得出的结论:一定范围内,弹簧伸长与拉力成正比。
(3)除最后一组数据外,弹簧的伸长与受到的接力成正比,该弹簧测力计的测量范围是0-2.5N。
4.(23-24八下·江苏盐城阜宁县·期中)为探究“影响弹簧受力伸长大小的因素”,兴趣小组作出下列猜想:
猜想一:弹簧伸长的长度可能与弹簧的长度有关;
猜想二:弹簧伸长的长度可能与受力的大小有关;
猜想三:弹簧伸长的长度可能与弹簧的材料有关。
他们选择了甲、乙、丙3根弹簧作为研究对象。已知弹簧甲和丙是同种金属丝,弹簧乙是另一种金属丝,甲和乙原长均为,丙原长为,其他条件均相同。将弹簧的一端固定,另一端用弹簧测力计以不同大小的力拉,如图所示。表一是实验数据记录。
弹簧受到的拉力
0
1
2
3
4
5
6
7
甲
弹簧的长度/cm
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
9.0
9.7
10.8
乙
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
丙
9.0
9.9
10.8
11.7
12.6
13.5
14.4
15.9
(1)分析表中数据可知:在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度 (填“大于”或“小于”)乙弹簧伸长的长度;
(2)要证实猜想一,需比较 两组弹簧的数据;
(3)请根据上表中弹簧甲的数据,将下表填写完整。
表二
弹簧受到的拉力
0
1
2
3
4
5
6
7
弹簧甲的伸长
0
0.6
1.2
1.8
3.0
3.7
(4)分析数据可知:在一定的弹性限度内,同一弹簧的伸长与它所受的拉力成 比;
(5)进一步综合分析数据还可得出:弹簧的伸长不仅跟拉力大小有关,还跟弹簧的 和 有关;
(6)若用这三根弹簧制作弹簧测力计,精确度较高的应是 (选填“甲”/“乙”/“丙”)。
【答案】(1)小于
(2)甲丙
(3)2.4 4.8
(4)正
(5)长度 材料
(6)乙
【来源】江苏省盐城市阜宁县2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)分析表中数据可知,在拉力相同的情况下,如拉力都为2N时,甲弹簧伸长1.2cm,乙弹簧伸长2.0cm,则在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度小于乙弹簧伸长的长度。
(2)要想猜想弹簧伸长的长度可能与弹簧的长度有关,由控制变量法可知,应只改变弹簧的长度,而控制其他影响因素相同,故比较甲和丙两组弹簧的数据。
(3)[1][2]由表一可知,弹簧甲在拉力为4N时,弹簧伸长量为
弹簧甲在拉力为7N时,弹簧伸长量为
(4)分析数据可知,在误差范围内,拉力每增加1N,弹簧就伸长0.6cm,因此可以得到,在弹性限度内,同一弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
(5)[1][2]综上分析可知,甲乙弹簧的长度相同,材料不同,拉力相同时伸长量不同,甲丙弹簧的材料相同,长度不同,拉力相同时伸长量不同。所以弹簧的伸长量还与弹簧材料和长度有关系。
(6)由表中数据可知,拉力相同时,乙弹簧的伸长量最大,最灵敏,所以若用这三根弹簧制作弹簧测力计,精确度较高的应是乙。
5.(23-24八下·江苏南京师大附中树人学校·期中)小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度L与它受到的拉力F之间的关系,如表所示()。
拉力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度L/cm
6.5
7.5
8.5
9.50
11.0
14.2
18.0
(1)利用此弹簧制作测力计时,结合表中数据,若使用分度值为1mm的刻度尺为测力计标记刻度,则该弹簧测力计的分度值最小为 N。
(2)该弹簧测力计 (选填“能”或“不能”)准确测量质量为260g的物体所受的重力。
(3)当该弹簧测力计悬挂的重物质量为90g时弹簧将伸长 cm。
【答案】(1)0.05
(2)不能
(3)1.8
【来源】江苏省南京师大附中树人学校2023-2024学年八年级下学期期中模拟物理试题
【解析】(1)由表格数据知,拉力在0~1.5N范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比,弹簧每伸长10mm,拉力增加0.5N,若使用分度值为1mm的刻度尺为测力计标记刻度,则该弹簧测力计的分度值为
(2)由表格数据知,拉力在0~1.5N范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比,当拉力大于1.5N时,弹簧伸长量不与拉力成正比,故该弹簧测力计的量程为0~1.5N,260g的物体所受的重力
超出了该测力计的量程,故不能测量该物体。
(3)90g的重物所受重力
由
得,弹簧伸长量
6.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期中)小明和他的同学在综合实践活动中,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线,挂 1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清原因,他们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋、白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,做出标记,如图所示。
(1)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,螺母静止时实验数据记录如下表。
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数 n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数 L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越 ;
进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为 N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时 (选填“能”或“不能”)确定此物体的重。
(2)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的 mm刻度处,此测力计的最大测量值为 N。更换不同的橡皮筋进行探究,刻度均匀部分可测量范围一样比较小,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
【答案】(1)长 0.33 不能
(2)30.0 0.2
【来源】江苏省南京市鼓楼区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]分析表中数据可知,橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋所受拉力越大,刻度尺读数越大,即橡皮筋的伸长越长。
[2]在第5次到第8次实验中,橡皮筋的伸长与所受拉力成正比,设橡皮筋所受拉力为Fx时,刻度尺的示数L为70.0mm,则有
即
解得:Fx=0.33N。
[3]在其他次数实验中,橡皮筋的伸长量与所受拉力没有精确的数量关系,若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处时,并不能确定此时对应的物体重。
(2)[1][2]在第5次到第8次实验中,橡皮筋的伸长量与所受拉力成正比,要用此橡皮筋制作一个刻度均匀的测力计,精确的测量范围应在其伸长量为30.0mm到90.0mm之间,测力范围为0~0.2N,即零刻度线应标在刻度尺的30.0mm刻度处,此测力计的最大测量值为0.2N。
7.(23-24八下·江苏盐城盐都区·期中)某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为5N的物体时,橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”,下同)制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。
【答案】(1)5
(2)B A
【来源】江苏省盐城市盐都区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)由图乙可得,当拉力为5N时,A的伸长量是10cm,B的伸长量是5cm,故橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多
10cm-5cm=5cm
(2)[1]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙可知,A的量程为0-10N,B的量程为0-15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大。
[2]由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
8.(23-24八下·江苏常州金坛区·期中)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
橡皮筋伸长的长度一般用符号表示,它等于挂上钩码后橡皮筋的长度L与橡皮筋没有挂钩码时的长度之差,即。
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 ;
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①表格中第3行空白格中的数据是 ;
②要判断小明的猜想是否正确,应对表格中的 (选填序号)两行数据进行比较;
③分析表格中的数据,你认为实验能初步验证 (小明/小丽)的猜想是正确的,你的判断依据是 。
【答案】(1)刻度尺
(2)1.8 1、3 小明 橡皮筋伸长的长度与拉力F的比值保持不变
【来源】江苏省常州市金坛区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)要完成该实验,除了需要知道拉力之外,还需要知道橡皮筋的长度,因此还需要用刻度尺测量长度。
(2)[1]当F=0N时的橡皮筋长度即为
当F=1.5N时,橡皮筋的总长度L=6.3cm,此时,橡皮筋伸长的长度为
故表格中第3行空白格中的数据为1.8。
[2]小明的猜想是橡皮筋伸长的长度可能与拉力成正比,要判断小明的猜想是否正确,需要分析拉力与橡皮筋伸长的长度之间的关系,故应对表格中的1、3两行数据进行比较。
[3][4]分析表格数据可知,橡皮筋伸长的长度与所受的拉力的比值是定值,因此,可判断橡皮筋伸长的长度与受到的拉力成正比,因此小明的猜想是正确的。
9.(23-24八下·江苏常州溧阳·期中)小明想要探究弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F的大小关系:
(1)除了需要如图甲中所示的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是 ,进行实验并记录数据于表格,实验过程弹簧均在弹性限度内。表格中弹簧长度测量数据明显错误的是第 次实验;
实验次数
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
拉力(钩码总重)F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
弹簧长度 L/cm
3.0
3.4
3.8
4.7
4.6
5.0
5.4
弹簧的伸长量∆L/cm
0
0.4
a
(2)表格中a处的数据是 ;
(3)由数据可知,在 ,弹簧的 与所受拉力成 ;
(4)如图乙所示,选取与图甲中弹簧完全相同的两根弹簧A、B,将弹簧A左端固定在墙上,用大小为F=1.5N的力拉A的右端;在弹簧B左右两端均施加大小为F=1.5N的拉力,A、B都水平静止,此时弹簧A的伸长量∆LA= cm,弹簧B的伸长量∆LB (>/=/<)∆LA,墙对弹簧A左端施力的大小 (>/=/<)1.5N。
【答案】(1)刻度尺 ④
(2)0.8
(3)弹簧的弹性限度内 伸长量 正比
(4)0.6 = =
【来源】江苏省常州市溧阳市2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)[1]钩码的重力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以需要刻度尺。
[2]分析数据发现,除第4次实验数据外,其余6次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,因此第4次实验数据是错误的,应为4.2。
(2)第3次的伸长是
ΔL=a=3.8cm-3.0cm=0.8cm
(3)[1][2]由表格数据可知,在弹性限度内,拉力增大为原来的几倍,弹簧伸长增大为原来的几倍,可以得出的结论是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与它受到拉力成正比。
(4)[1][2][3]取与图甲中弹簧完全相同的两根弹簧A、B,将弹簧A左端固定在墙上,用大小为F=1.5N的力拉A的右端;此时拉力是第2次的1.5倍,伸长是0.4cm的1.5倍,即0.6cm;拉A时,墙壁对A也有拉力,与B两端受到的拉力相同,弹簧B的伸长量ΔLB=ΔLA,A弹簧静止,受力平衡,墙对弹簧A左端施力的大小与右端拉力相互平衡,大小相等,是1.5N。
10.(23-24八下·江苏扬州宝应县·期中)在“制作橡皮筋测力计”的活动中发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
橡皮筋伸长的长度一般
用符号△L表示,它等于
挂上钩码后皮筋的长度L
与皮筋没有挂钩码时的
长度L0之差,即△L=L-L0。
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 。
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度ΔL/cm
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= cm;
②请将表格中第3行的数据补充完整 ;
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的 (选填序号1、2、3)数据进行分析比较。
【答案】(1)刻度尺
(2)4.5 1.8 1、2
【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)要完成该实验,除了需要知道拉力之外还需要知道橡皮筋的长度,因此还需要测量长度的器材:刻度尺。
(2)[1]由表中数据知,当F=0N时的橡皮筋长度即为L0,即橡皮筋的长度4.5 cm。
[2]用橡皮筋的总长度L减去原长L0即为橡皮筋伸长的长度ΔL,即
[3]小丽的猜想是橡皮筋的总长度与拉力成正比,要判断小丽的猜想是否正确,需要分析拉力与橡皮筋的总长度的关系,即分析1、2两行数据进行比较。
11.(23-24八下·江苏泰州兴化·期中)小明弯曲手中的钢锯片,感觉到弹力大小与钢锯片的弯曲程度有关,他猜想,弹力大小可能还跟钢锯片的长度有关。于是,他和同学合作进行了探究。如图甲所示,将钢锯片一端固定,伸出的长度(简称长度)用L表示;钢锯片的形变量(弯曲程度)用末端侧移量x表示,钢锯片弹力用F表示,其大小等于测力计的读数。实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
长度
15
20
25
25
25
25
25
25
25
25
形变量
2
2
1
2
3
4
5
6
7
8
弹力
0.48
0.22
0.06
0.12
0.18
0.24
0.30
0.39
0.51
0.66
(1)由 (填实验序号)三次实验数据分析可知,在形变量x一定时,钢锯片中弹力F随长度L的增大而减小;
(2)由第3-7次实验数据分析,可得该情况下弹力F与形变量x的关系式为 ;
(3)请用表中钢锯片长度L为25cm时的数据,在图乙中画出弹力F跟形变量x关系的图像;
(4)钢锯片产生的弹力除了与形变量和长度有关,还可能与 有关。
【答案】(1)1、2、4
(2)
(3)
(4)钢锯片的厚度
【来源】江苏省泰州市兴化市2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)为了探究在形变量x一定时,钢锯片中弹力F与长度L的关系,我们需要控制形变量x不变,而改变长度L。观察实验数据,我们发现实验序号1、2、4的数据满足这一条件,即形变量x均为2cm,而长度L分别为15cm、20cm、25cm。分析这三组数据,我们可以得出:在形变量x一定时,钢锯片中弹力F随长度L的增大而减小。
(2)接着,我们来分析第3−7次实验数据,以探究在长度L一定时,弹力F与形变量x的关系。观察数据,我们发现长度L均为25cm,而形变量x和弹力F均发生了变化。钢锯片的形变量每增大1cm,弹力每增加0.06N,由此可见:钢锯片在长度L一定时,弹力F跟形变量x成正比,则其关系式为:。
(3)根据表中钢锯片长度L为25cm时的数据,在图乙中画出弹力F跟形变量x关系的图像。我们可以根据数据点描点连线,得到所需的图像。如图所示:
(4)最后,我们思考钢锯片产生的弹力除了与形变量和长度有关外,还可能与其他哪些因素有关。根据物理学的知识,我们知道物体的材料、厚度,温度等因素都可能影响物体的弹性。因此,我们可以猜想钢锯片产生的弹力除了与形变量和长度有关外,还可能与钢锯片的厚度有关。
12.(23-24八下·江苏南京郑和外国语学校·期中)某实验小组的同学对A、B两根原长都为20cm,粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量∆x,根据多组测量数据做出的图线如图所示。
(1)由图像得出结论,橡皮筋测力计制作原理: 若要制作一个精确度较高的测力计,应选橡皮筋 (“A”或“B”);
(2)将本实验中相同的两根B橡皮筋并联起来代替弹簧制作测力计,能够测量拉力的最大值为 N。
(3)将本实验中A与B两根橡皮筋并联起来替代弹簧制作测力计,能够测量拉力的最大值为 N。
【答案】(1)在弹性限度内,橡皮筋伸长量与拉力大小成正比 A
(2)30
(3)22.5
【来源】江苏省南京市郑和外国语学校2023-2024学年八年级下学期期中模拟(一)物理试题
【解析】(1)[1][2]根据图像我们可以得出结论:在弹性限度内,橡皮筋伸长量与拉力大小成正比,也就是橡皮筋测力计制作原理。由图可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。
(2)将本实验中两根相同的B橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,由图可知,每根B橡皮筋的所承受的最大拉力为15N,根据二力合成可得两根相同的A橡皮筋并联受到的最大拉力为
(3)将与本实验中A与B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,两根橡皮筋伸长的长度相等,由图可知,在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm,A橡皮筋的伸长量也为15cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B上的力为15N,因为橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比,所以橡皮筋A上的力为
根据二力合成可得受到的最大拉力为
15N+7.5N=22.5N
13.(23-24八下·江苏南京师范大学新城校区·期中)兴趣小组探究“弹簧的伸长与外力的关系探究实验”。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,如图(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L,算出弹簧伸长量,记录实验数据,作出拉力F与弹簧伸长量x的图像,如图(b)所示。
(1)图(b)中,直线没过坐标原点的原因可能是_____;
A.坐标标度选取不合理
B.弹簧本身的长度
C.弹簧自身重力的影响
(2)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 ;将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,悬挂某一重物时,如图(c)所示读数为 N,此时弹簧总长为 cm;
(3)如图(d)所示是A、B两根弹簧所受拉力F与伸长量的关系图像,若想制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“A”或“B”)
【答案】(1)C
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比 3 10
(3)A
【来源】江苏省南京师范大学新城校区2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
【解析】(1)A.先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,弹簧竖直悬挂时,由于自身重力的影响,会再伸长一些,此时弹簧的长度比平放在水平面的弹簧长度更长,图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是弹簧自身重力的影响,与坐标标度的选取无关,故A不符合题意;
B.由A选项可知,图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是弹簧自身重力的影响,与钩码的重力选取无关,故B不符合题意;
C.由A选项可知,图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是弹簧自身重力的影响,故C符合题意。
故选C。
(2)[1]弹簧测力计是利用在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比(在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸得越长)的原理制成的。
[2]如图(c)所示,读数为3N。
[3]分析图(b)可知,弹簧每伸长1cm,弹簧受到的拉力为
当弹簧受到的拉力为3N时,弹簧的伸长量为
弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,弹簧竖直悬挂时,由于自身重力的影响,会再伸长0.5cm,所以
此时弹簧总长为10cm。
(3)由图(d)得,在受到相同的拉力时,A伸长量较大,要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧A。
力的三要素对力的作用效果的影响
1.(23-24八下·江苏宿迁宿豫区·期中)如图所示,使一薄钢条的下端固定,分别用不同的力去推它,使其发生①,②,③,④各图中的形变,如果力的大小F1=F3=F4>F2
(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关;
(2)能说明力的作用效果跟力的作用点有关;
(3)①③能说明力的作用效果跟力的 有关;
(4)实验中力的作用效果是通过观察 来得知,这种研究问题的方法叫做 。
【答案】(1)①、②
(2)①、④
(3)方向
(4)钢条的形变程度 转换法
【来源】江苏省宿迁市宿豫区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)要探究力的作用效果与力的大小有关,根据控制变量法,需要选择力的作用点相同、方向相同,但力的大小不同的实验方案,故①、②两图符合题意。
(2)要探究要说明力的作用效果跟力的作用点有关,根据控制变量法,即需要选择力的大小相同、方向相同,但力的作用点不同的实验方案,故①、④两图符合题意。
(3)①、③两图,力的作用点相同、力的大小相等,方向不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果跟力的方向有关。
(4)[1][2]力可以改变物体的形状,实验中力的作用效果是通过钢条的形变程度来体现力的作用效果,这种研究问题的方法叫做转换法。
探究重力大小与质量的关系
1.(23-24八下·江苏无锡江阴澄西片·期中)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。(已知 ρ 绿豆> ρ黄豆)
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像, 图线可能是图乙中的 (选填字母),以此判断重力与物质种类的关系;
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。已知秤钩下的容器重G=0.8N,容积V=100mL,在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度:
①密度为“0”的刻度应标在 N的刻度上;
②酒精的密度应标在哪一刻度上?(该小题在答卷上写出解题过程)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
③理论上,此“密度秤”的能测量的最大密度是 g/cm3;
④该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体;如果使用原来的弹簧测力计,可以通过 提高该密度秤的精确度。
【答案】(1)重力与质量成正比
(2)C
(3)0.8 1.6 4.2 0.2 增大桶的容积
【来源】江苏省无锡市江阴市澄西片2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)图像是一条经过原点的直线,说明重力与质量的比值是一个定值,可得:重力与质量成正比。
(2)重力与质量成正比,即比值是一个常数,所以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,图线会重合,说明重力与物质种类无关。
故选C。
(3)[1]将未加液体时弹簧测力计对应的刻度定为零刻度,即等于桶的重力,所以零刻度应标在0.8N处。
[2]酒精的体积等于容器的体积,酒精的重力为
所以容器和酒精的总重力为1.6N,故酒精的密度应标在1.6N刻度上。
[3]由图可知,测力计的最大测量值为5N,此时液体的重力为
液体的最大密度为
[4]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以可以鉴别的液体的重力差异为0.2N,则密度为
即该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于0.2 g/cm3的液体。
[5]由可知,在弹簧测力计分度值不变的情况下,要想提高该密度秤的精确度,即减小,可以增大桶的容积。
2.(23-24八下·江苏淮安淮安区·期中)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中 图,以此判断重力与物质种类的关系;(已知)
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出空小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 ;
①该“密度秤”的零刻度线应在 N刻度处;
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度范围是 ;
③通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图丁所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 。(填字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)重力与质量成正比
(2)C
(3)1.5 1 B
【来源】江苏省淮安市淮安区2023-2024学年八年级下学期期中监测物理试题
【解析】(1)由图可知,重力与质量的关系图像是一条过原点的直线,说明是一个常数,故可得:重力与质量成正比。
(2)由(1)可知,重力与质量的比值为一常数,所以将透明坐标纸重叠后图像应重合。
故选C。
(3)[1]用弹簧测力计测出空小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,则水的重力为2N,水的体积即为容器的容积,故容器的容积为
再装满另一液体时示数为4N,则液体的重力为3N,液体的体积等于容器的容积,故液体的密度为
[2]零刻度处应标在小桶自身重力的位置,即1N的位置。
[3]图丙中测力计的测量范围为,小桶的重力为1N,则液体的最大重力为4N,当液体的重力为4N时,液体的密度为
所以该“密度秤”能测量的密度范围是。
[4]因小桶自身存在重力,所以当没有倒入液体时,即液体密度为0时,测力计示数不为零,为小桶的自重,液体体积和g均为常数,由可知,拉力与液体密度成正比。
故选B。
3.(23-24八下·江苏盐城响水县·期中)某兴趣小组在探究“重力方向”和“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了如下的实验探究:
(1)该组同学在探究重力方向时,实验装置如图所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角,会观察到悬线OA的方向 (填“变化”或“不变”);若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还可进行的操作是 ,观察到小球 (填“竖直”或“垂直”)下落。
(2)在探究物体所受重力大小与物体质量关系时,实验数据如下表。
实测物体
物体的质量m/kg
重力G/N
G与m的比值关系/(N•kg﹣1)
物体1
0.2
2.0
物体2
0.24
2.4
物体3
0.34
物体4
0.56
5.6
①在探究过程中,除了如图乙所示的测力计外,还需要的测量工具是 。
②如图乙所示,表格中的物体3的重力应该是 N。
③老师认为表格中有一组数据是编造的,你认为是物体 (填“1”、“2”、“3”或“4”)的这组,理由是 。
④分析表中有效实验数据,得出的结论是 。
【答案】(1)不变 剪断悬线OA 竖直
(2)天平 3.4 4 物体所受的重力超过了弹簧测力计的量程 物体所受的重力跟它的质量成正比
【来源】江苏省盐城市响水县2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]重力的方向始终是竖直向下,改变木板M与桌面的夹角,重力的方向不变,所以悬线OA的方向不变。
[2][3]进一步验证可以剪断悬线OA,此时小球只受重力,将会竖直下落。
(2)[1]弹簧测力计可以测量重力,还需要测量物体的质量,所以需要的测量工具是天平。
[2]由图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,读出物体的重力是3.4N。
[3][4]物体4的重力是5.6N,而弹簧测力计的最大测量值是5N,物体4的重力超出了弹簧测力计的量程,编造数据的是物体4这一组。
[5]由表格可知,物体的质量增大为原来的多少倍,物体的重力也增大为原来的多少倍,所以可以得出结论:物体所受重力与质量成正比。
4.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)在“探究重力与质量的关系”实验中,
(1)在实验过程中,需要的两个测量工具分别是弹簧测力计和 。使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在 方向调零。
(2)实验记录如下表所示,表中空白处为 。
实测物体
质量m/kg
重力G/N
物体1
0.10
1
10
物体2
0.20
2
10
物体3
0.30
3
10
(3)分析表格中数据,得出的结论是: 。
(4)本实验需要多次测量,其目的与以下实验中多次测量目的相同的是___________。
A.探究质量和体积的关系
B.用刻度尺测量物理课本的长度
(5)课后,小红用绿豆若干,仿照实验课的流程,测得多组绿豆的重力与质量的实验数据。如下表格所示,请根据表格中的实验数据,在图甲中画出绿豆的重力与质量的关系图像。
绿豆质量m/g
100
200
300
400
500
绿豆重力G/N
1
2
3
4
5
(6)小华仿照小红的实验过程,测量出了黄豆的重力和质量的数据。若将绿豆和黄豆这两组数据分别作在的透明坐标纸上,将坐标纸重叠后观察绘制的图像,则图线可能是图乙中的 。(填字母,已知ρ绿豆﹥ρ黄豆)
【答案】(1)天平 竖直
(2)
(3)重力和质量成正比
(4)A
(5)
(6)C
【来源】江苏省无锡市惠山区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]由表格数据可知,需要测量质量和重力的大小,故需要的测量仪器是天平和弹簧测力计。
[2]弹簧测力计要测量重力的大小,重力的方向竖直向下,所以应在竖直方向将测力计调零。
(2)由表格数据知,空白处是重力与质量的比值,即,对应的单位是或。
(3)由表格数据知,重力与质量的比值是定值,即物体所受重力的大小与质量成正比。
(4)本实验通过多次实验避免偶然性,得出具有普遍性的结论。A.通过多次实验得出质量和体积的普遍性规律,从而避免偶然性,故A符合题意;B.通过多次测量课本的长度,来求平均值,从而减小实验误差,故B不符合题意。
故选A。
(5)根据表格中的实验数据,在图像中描出各点,画出绿豆的重力与质量的关系图像,如下图所示:
(6)根据实验可知,物体所受重力的大小与质量成正比,且在同一地点,重力与质量的比值相同,均为,故绿豆与黄豆图像会重合,即C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
5.(23-24八下·江苏淮安淮阴区·期中)小明在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在表1中。
表1
质量m/g
100
200
300
400
500
重力G/N
1
2
3
4
5
表2
被测物体
形状
重力/N
橡皮泥
正方体
4.8
球体
4.2
圆锥体
3.6
(1)测量物体重力前,要将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向上调零;其读数时,视线应与刻度盘 (选填“水平”或“垂直”);
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像 ;
(3)由此得到该实验结论: ;我国已经拥有自己的“天宫空间站”,如果宇航员用同样的器材在空间站内 (选填“能”“不能”)完成该实验探究;
(4)第2小组同学则认为“物体重力的大小可能跟物体形状有关”,他们以橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表2所示分析表中实验数据,该组同学得出实验结论是:物体重力的大小与物体的形状有关他们的结论正确吗?请你对此实验过程及实验结论作出评价: 。
【答案】(1)竖直 垂直
(2)
(3)物体所受的重力跟质量成正比 不能
(4)不正确,因为实验过程中没有控制橡皮泥的质量不变(或在改变形状的时候没有使其它物理量保持不变)
【来源】江苏省淮安市淮阴区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]由于重力的方向竖直向下,根据弹簧测力计的使用规则可知,将弹簧测力计在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线。
[2]根据测力计的读数方法可知,读数时,视线应与刻度盘垂直。
(2)根据表格数据,通过描点法可得重力与质量的关系图像,如图所示
(3)[1]由(3)可知,重力与质量的关系图像是一条经过原点的直线,因此可得:物体重力大小和质量成正比。
[2]由于在太空站中,不能用弹簧测力计测出物体受到的重力,因此用同样的器材,在太空站不能完成该实验。
(4)该组同学得到的结论是错误的,在雕刻各种形状时,物体的质量发生了改变,物体的重力发生改变,不符合控制变量法的要求,所以不正确。
6.(23-24八下·江苏徐州铜山区·期中)某活动小组利用天平、弹簧测力计和钩码等实验器材,探究“物体所受重力的大小跟质量的关系”。通过规范操作,测量数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
___________
3
4
5
(1)测量前,应先明确弹簧测力计的量程和分度值,还必须要 ,甲图是第2次测量中弹簧测力计的读数,为 N;
(2)根据表中数据在乙图中画出图像 ;
(3)根据图像可得初步结论: ;
(4)小明同学认为,也可以取质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为小明同学的观点___________。
A.不合理,因为他没有用同种材料的物体做实验
B.不合理,因为他选用的物体的质量不一定成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他选择的物体都是固体
【答案】(1)在竖直方向调零 2.0
(2)
(3)物体受的重力与质量成正比
(4)C
【来源】江苏省徐州市铜山区2023~2024学年八年级下学期期中质量自测物理试题
【解析】(1)[1]由于重力的方向是竖直向下,所以,测量前,应先明确弹簧测力计的量程和分度值,还必须要在竖直方向调零。
[2]甲图是第2次测量中弹簧测力计的读数,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为2.0N。
(2)根据表中数据在乙图中描出对应的点,并连接起来,如图所示:
(3)根据图像可得,重力与质量的图像为过原点的一条直线,即正比例函数图像,故可初步结论是:物体受的重力与质量成正比。
(4)选取质量不同的苹果、小木块、小铁球,分别测出它们的质量和重力,得到重力与质量比仍然为一定值,同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系,故更合理,其结论更具有普遍性。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(23-24八下·江苏连云港·期中)探究重力大小与质量的关系。
(1)准备器材时,小明同学找来标有“50g”和“200g”的钩码若干,还有一只弹簧测力计,以便对钩码的 进行测量;
(2)设计的表格和实验收集的数据如下表所示,表格第四列表头横线上应填写的内容是: ;
(3)请在图中画出重力与质量的关系图像。
实验序号
钩码质量/kg
钩码重力/N
/(N/kg)
①
0.05
0.5
②
0.10
1.0
③
0.15
1.5
④
0.20
2.0
⑤
0.25
2.5
(4)分析实验数据和图像,可得出的结论是: 。
【答案】(1)重力
(2)重力和质量的比值
(3)
(4)物体所受的重力跟质量成正比
【来源】江苏省连云港市2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)探究重力和质量的关系,需要测量物体的重力,弹簧测力计可以测量物体的重力。
(2)由表中数据可知,N/kg是重力和质量比值的单位,所以第四列表头应该是重力和质量的比值。
(3)根据表格中数据进行描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(4)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值(或质量增大几倍,重力也增大几倍),满足正比例函数关系,由此可知物体所受的重力跟质量成正比。
8.(23-24八下·江苏南京师大附中树人学校·期中)小明在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,实验记录如下表。
实验序号
物体质量/kg
物体重力/N
重力与质量的比值
1
0.1
0.98
9.8
2
0.2
1.96
9.8
3
0.3
2.94
9.8
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 和 。
(2)分析表中实验数据,得出的结论是: 。
(3)在一般情况下g()为定值,但经过科学家的精确测量,g值仍有差异。观察表中提供的数据,回答下列问题:
地点
g值大小
地球纬度
赤道
广州
武汉
上海
北京
纽约
莫斯科
北极
①g值最接近的城市是 。
②g值与相差比较大的两地是: 。
③试猜想g值变化的原因可能是 。
【答案】(1)天平 弹簧测力计
(2)物体受到的重力与质量成正比
(3)北京 赤道和北极 与地理纬度有关,纬度越高,g值越大
【来源】江苏省南京师大附中树人学校2023-2024学年八年级下学期期中模拟物理试题
【解析】(1)探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,需要测量质量和重力,需要的测量工具天平和弹簧测力计。
(2)从表中的数据分析,物体受到的重力跟质量的比值不变,所以物体的重力跟质量成正比。
(3)[1]由表格中数据得,g值最接近9.8N/kg的城市是北京。
[2]由表格中数据得,g值与9.8N/kg相差比较大的两地是:赤道和北极。
[3]从表二中第三行知:g值变化的可能原因是:g值可能与地理纬度有关,纬度越高,g值越大。
9.(23-24八下·江苏宿迁宿豫区·期中)在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,如图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/kg
重量G/N
100
1.0
200
2.0
300
3.0
400
4.0
500
5.0
(1)如图甲所示的弹簧测力计的分度值为 N,示数为 N,若测量前的较正“0”点时将弹簧测力计放置在水平桌面上完成的,则本次测量结果 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”);
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力G与质量m的关系图像 ,且由此可知,物体所受重力的大小与它的质量成 ;
(3)在通常情况下,我们认为g=9.8N/kg,但经过科学家的精确测量,发现在不同的地点g值存在微小差异。下表为部分地点的g值大小:
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.749
0°
北极
9.832
90°
北京
9.801
39°56'
北海
9.780
31°12'
莫斯科
9.816
55°45'
纽约
9.803
40°41'
由上表可知,纬度越高,当地的g值越 。
【答案】(1)0.2 2.0 偏大
(2) 正比
(3)大
【来源】江苏省宿迁市宿豫区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)[1][2]由图甲可知,弹簧测力计最大示数是5N,即量程为0~5N,一大格是1N,一大格之间有5小格,每一小格是0.2N,最小分度值是0.2N;此时弹簧测力计示数为2.0N。
[3]若测量前在水平桌面上校正的测力计,那么测量时弹簧由于自身重力原因会使测量结果偏大。
(2)[1] 根据表格中记录的数据在表格中描绘出相应的点,再连成线;如图所示:
[2]根据重力与质量的关系图像可知质量是原来几倍,重力也是原来几倍,物体所受的重力跟它的质量成正比。
(3)从表二中第二行中获知:g值最大是:北极,由上表可知,g值变化的可能原因是:g值可能与地球纬度有关,纬度越高,g值越大。
10.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期中)小明同学在实验室探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到下表中的实验数据:
实验次数
被测物体
物体质量 m/kg
重力 G/N
比值(G/m)(N/kg)
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5
①
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计以及 。
(2)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在 方向调零。
(3)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它最好处于 状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(4)第3次实验“物体3”的重力如图a所示,根据实验结果,表格中第3次实验的数据 ①处应填 。
(5)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的六分之一、若一个连同随身装备共102kg的航天员到达月球表面,月球对他的引力是 N。若宇航员在地球上能举起最多150kg的物体,到月球上他能举起最多 kg的物体。 (g取10N/kg)
【答案】(1)天平
(2)竖直
(3)静止
(4)9.8
(5)170 900
【来源】江苏省南京市鼓楼区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)探究重力与质量的关系中,重力可用弹簧测力计测量,质量用天平来测量,即本实验中可能用到的测量器材有弹簧测力计和天平。
(2)测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,弹簧测力计沿竖直方向测量,应将弹簧测力计在竖直方向调零。
(3)测量物体重力时,当物体静止时,物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;因弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧秤的拉力为相互作用力,大小相等,此时弹簧测力计的示数才等于物体的重力。
(4)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,“物体3”的重力G=4.9N,比值
(5)[1]一个连同随身装备共102kg的航天员,地球对航天员的引力
由月球对它表面附近物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的六分之一,则月球对他的引力
[2]在地球上能举起150kg的物体,说明宇航员的最大支撑力
到了月球上,宇航员最大支撑力不变,能举起的最大质量
11.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数
1
2
3
4
5
6
质量m/g
40
100
160
200
240
300
重力G/N
0.4
1.4
▲
2.0
2.3
3.0
(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在 上;
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,该弹簧测力计的量程是 ,分度值是 ,表中空缺的实验数据“▲”是 N;
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图像 ;
(4)由图像可知,物体所受的重力跟它的质量 。
【答案】(1)零刻度线
(2)0~5N 0.2N 1.6
(3)
(4)成正比
【来源】江苏省扬州市广陵区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)使用弹簧测力计时候,首先要“调零”,即检查指针是否在零刻度线上。
(2)[1][2][3]第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,由图可知,该测力计最大测量值为5.0N,所以其量程为0~5N;其一大格代表1N,一大格有五小格,每小格代表0.2N,所以分度值为0.2N,指针在1刻度线下方3格,则弹簧测力计的示数是
1N+3×0.2N=1.6N
即为表中空缺的实验数据。
(3)根据描点法作图,作出重力与质量的关系图像,如图所示:
(4)由于重力与质量的关系图像为过原点的直线,可以得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成正比。
12.(23-24八下·江苏苏州昆山、太仓、常熟、张家港·期中)在综合实践活动中,小宇利用刻度尺、弹簧、细线、圆柱形薄壁小桶制成了液体密度秤。弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5,其受到的拉力每增大0.2N,长度就增加1。(本题中弹簧伸长均在弹性限度内,g取10,)
(1)在弹簧下端挂上空桶时,指针位置如图1所示,小桶的重力为 N;
(2)在小桶内装满水时,指针位置如图2所示,则小桶的容积为 ;将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度为20时,在小桶上液面处标记为a(如图3所示);此时小宇在刻度尺上20刻度线处标记了1.0;
(3)将小桶中的水倒净,再装入另一未知液体到标记a处,此时指针对准22刻度处,则该未知液体的密度为 ;将桶中液体更换为不同密度的液体,重复上述实验;小宇对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧总长度L与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图4中的图线 (①/②/③);
(4)图3所示密度秤的测量范围是 ,分度值是 ,若适当降低标准线a的位置,则该密度秤的测量范围 (变小/不变/变大)。
【答案】(1)1
(2)400
(3)1.2 ②
(4)0~2 0.1 变大
【来源】江苏省苏州昆山、太仓、常熟、张家港市2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)由题意可知,弹簧受到的拉力每增大0.2N,长度增加1cm,弹簧未挂小桶竖直放置时的长度为5cm,由图1可知,弹簧下端挂上小桶时,弹簧伸长的长度为
则小桶的重力为
(2)由图2可知,小桶内装满水时,弹簧比图1中又伸长
因此可知小桶内水的重力为
小桶内装满水时,水的质量为
小桶内水的体积为
因此小桶的容积为
(3)[1]将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度20cm时,弹簧比图1中伸长
小桶中水的重力为
小桶中此时水的质量为
小桶中此时水的体积为
小桶中的水倒干净,再装入另一种未知液体到标记a处时,小桶中液体的体积为,此时指针对准22cm处,由此可知,小桶中液体的重力为
液体的质量为
液体的密度为
[2]弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,即伸长量与小桶中液体的重力成正比,因此可得
其中、V=200cm3、g是定值,弹簧的总长度为
因此L是ρ的一次函数,由于常数项不为零,故①不符合题意;因为一次项系数kVg大于零,故③不符合题意;因此符合L与ρ关系的应该是图4中的图像②。
(4)[1]图3中密度秤中所装液体的最大重力为
所装液体的最大质量为
所测液体的最大密度为
因此图中密度秤的测量范围是0~2g/cm3。
[2]刻度尺上的分度值为1cm,对应的液体重力为
对应每一个分度值的液体质量为
对应每一个分度值的密度为
[3]若适当降低标准线a的位置,小桶内液体的体积减小,在弹簧的最大伸长量不变时,液体的最大重力不变,根据公式可知,小桶内液体的体积减小,可以测量的最大液体密度变大,则该密度秤的测量范围变大。
13.(23-24八下·江苏宿迁宿城区·期中)某兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”实验中,进行了如下的实验探究:
实验序号
质量
重力
1
0.1
1
2
0.2
2
3
0.3
3
(1)探究重力大小与质量的关系,使用的实验器材除了钩码,还需要 ;分析表格中的实验数据,可以得出的结论是: ;
(2)该组同学在探究重力方向时,实验装置如图1所示,操作如下:
①将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角,会观察到悬线的方向 (变化/不变);剪断悬线,小球 (竖直/垂直)下落。
②从以上实验现象分析得到:重力的方向总是 。
(3)生活中常用重锤线来判断墙壁是否竖直,如图2所示为水平仪放置于某桌面上时的情形,则该桌面的高低情况是 (选填“左边高”、“右边高”或“左右相平”)。
【答案】(1)弹簧测力计 物体的重力和质量成正比
(2)不变 竖直 竖直向下
(3)右边高
【来源】江苏省宿迁市宿城区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]实验目的是探究重力与质量的关系,因此需要测量物体的质量和重力,使用的实验器材除了钩码,还需要弹簧测力计。
[2]由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,但是重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值。因此可以得出的结论是:物体的重力和质量成正比。
(2)①[1][2]因为重力的方向总是竖直向下的,所以逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA由于受重力的作用方向保持竖直方向不变;剪断悬线OA,小球受到重力的作用会竖直下落。
②[3]无论角度如何改变,方向保持竖直向下不变,从以上实验现象分析得到:重力的方向总是竖直向下的。
(3)图中水平仪放置于某桌面上时的情形,因为重锤线的方向一定是竖直向下的,所以可得出桌面的右边高。
14.(23-24八下·江苏南京玄武区·期中)为了探究物体所受重力与质量的关系,某实验小组进行了实验。
(1)钩码所受重力的大小用 进行测量,测量前,要先将它在 方向调零;将实验数据记录在下表中,请你根据图甲中弹簧测力计示数补充表格中的数据为 ;
质量m(g)
100
200
300
400
重力G(N)
1
3
4
(2)根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化的图像;
(3)分析表中数据或图像,可以得出的结论是 ;
(4)以下实验中,与本实验多次测量目的相同的是______(填字母)。
A.探究质量和体积的关系 B.用刻度尺测量物理课本的长度
C.探究反射角与入射角的大小关系 D.探究重力与质量的关系
【答案】(1)弹簧测力计 竖直 2
(2)
(3)物体所受的重力跟质量成正比
(4)ACD
【来源】江苏省南京市玄武区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)[1]本实验中,用弹簧测力计可测量物体的重力大小。
[2]为了测量更准确,实验测量前,要先将弹簧测力计在竖直方向上进行调零。
[3]甲弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计指针指示的数字是2,故图甲中弹簧测力计的示数为2N,即此时物体的质量为200g,故对应表格中应该补充的重力的数据为2。
(2)根据表格中记录的数据在表格中描绘出相应的点,再连成线,如图所示:
(3)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图像也能发现这两个量是成正比的,由此可得出结论:物体所受的重力跟质量成正比。
(4)探究物体所受重力大小与质量的关系的实验中,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性;
A.探究质量和体积的关系,多次测量的目的是寻找普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,故A符合题意;
B.用刻度尺测量物体的长度,多次测量的目的是减小实验误差,故B不符合题意;
C.探究反射角和入射角的关系,多次测量实验的目的是寻找普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,故C符合题意;
D.探究重力与质量的关系时,多次测量的目的是寻找到普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,故D符合题意。
故选ACD。
探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.(23-24八下·江苏扬州苏东坡中学·期中)如图所示,是某小组用弹簧测力计、木块、钩码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做 运动,测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系。在图甲中,若拉着木块以比原来更大的速度运动,木块所受滑动摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)多次改变钩码质量,重复实验,记录数据,作出木块受到的滑动摩擦力f与木块和长木板间压力F的关系图像(如图中①),在长木板上铺上毛巾重复上述实验,则f和F的关系图像可能为图中的 (选填“①”、“②”或“③”)。
【答案】(1)匀速直线 4.2
(2)压力 不变
(3)②
【来源】江苏省扬州苏东坡中学2023—2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1][2]实验过程中,应拉着木块在木板上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。测力计的示数如图甲所示,分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是4.2N,则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)[1][2]对比甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,而压力大小不同,是为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。在图甲中,若拉着木块以比原来更大的速度运动,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,故木块所受滑动摩擦力的大小将不变。
(3)在长木板上铺上毛巾重复上述实验,因接触面最粗糙,在压力不变的条件下,滑动摩擦力最大,如下图所示,故在长木板上铺上毛巾重复上述实验,则f和F的关系图像可能为图中的②。
2.(23-24八下·江苏南通海门区·期中)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小赵采用如图甲所示的器材,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块C各表面的粗糙程度相同。将C放在水平放置的A或B上,再把砝码放在C上,用弹簧测力计水平拉动物块,沿长木板做匀速直线运动,实验记录如表:
序号
C的放置
接触面
C上砝码
弹簧测力计示数/N
1
平放
A-C
100g
2
平放
B-C
100g
2.2
3
平放
B-C
200g
2.4
4
侧放
B-C
100g
(1)第1次实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,该示数是 N;
(2)由1、2两次实验可知:当压力相同时,接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力就越 ;由2、3两次实验可知:增加C上砝码质量,从而增大 (选填“砝码对物块”、“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力,这样就可以探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系;
(3)第4次实验中,弹簧测力计示数也是2.2N,则说明滑动摩擦力的大小与 无关;小赵在探究过程中,弹簧测力计示数总是不稳定,可能的原因是 ;
(4)另一组的小马采用如图丙所示的装置,将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块D,木块下面是长木板。实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块D所受摩擦力大小,长木板运动的过程中,木块D相对地面是静止的,木块D受到的是 (选填“静”或“滑动”)摩擦力,方向 ,拉动速度变大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)1.8
(2)大 物块对长木板
(3)接触面积大小 见解析
(4)滑动 水平向左 不变
【来源】江苏省南通市海门区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,此时读数为1.8N。
(2)[1]1、2两次实验中,压力相同,接触面的粗糙程度不同。实验结果显示,接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力就越大。
[2]2、3两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力不同。是通过增加C上砝码的质量来增大压力的。由于物块放在长木板上,并且物块上放置了砝码,因此增加C上砝码的质量实际上是增大了物块对长木板的压力。
(3)[1]第4次实验中,改变接触面积的大小,弹簧测力计示数不变,说明滑动摩擦力与接触面积大小无关。
[2]弹簧测力计示数不稳定,有可能是拉动弹簧测力计的过程没有保持匀速直线运动,或是接触面的粗糙程度不均匀。
(4)[1][2]改进滑动摩擦力的实验,长木板水平向左运动,木块相对木板水平向右运动,所以木块受到的是滑动摩擦力,方向水平向左。
[3]拉动长木板的速度变大,没有改变影响木板和木块滑动摩擦力的大小因素,故拉力大小不变。
3.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,找到三个挂钩、两个相同的新透明皂A、B和一个弹簧测力计,在水平窗台上做了如图所示的四次探究实验。
(1)实验时,每次都要用弹簧测力计沿 方向拉动透明皂做 运动,从弹簧测力计读出图①中滑动摩擦力的大小为 N。
(2)①②两次实验说明: 。
(3)比较实验 ,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 (选填“有关”或“无关”)。
(4)小明在窗台上铺了一条毛巾,做了第④次实验,第④次实验中透明皂A受到的摩擦力为 N。对比①④两次实验 (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关的结论,理由是 。小明应该对比 两次实验。
(5)小明想到劳技教室里面打磨木块的砂皮纸表面比毛巾更粗糙,他想在第④实验后再做一次实验:用砂皮纸替换第④实验中的毛巾,继续重复上面正确的实验操作,测得滑动摩擦力的大小后,结合第④实验数据来研究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系,小华指出其设计有不足之处,该不足之处是 。
【答案】(1)水平 匀速直线 0.6
(2)当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)②③ 无关
(4)1.4 不能 没有控制压力相同 ②④(或③④)
(5)见解析
【来源】江苏省无锡市惠山区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1][2]在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,应让物体匀速直线运动,则物体在水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,据起二力平衡可知,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。所以测力计沿水平方向拉动透明皂做匀速直线运动。
[3]由图①可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为0.6N。则滑动摩擦力的大小为0.6N。
(2)图①②实验中,透明皂与窗台接触面的粗糙程度不变,压力变大,弹簧测力计的示数也变大,说明摩擦力变大,所以可得出:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[1]要探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系,应保持接触面的粗糙程度及压力不变,图②③中,A、B是两块相同的新透明皂,压力相同,接触面的粗糙程度也相同。所以应选择实验②③进行实验。
[2]两次实验中,弹簧测力计的示数相同,说明两次透明皂所受的摩擦力相同,所以滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
(4)[1]由图④可知,第4次实验中,弹簧测力计的示数为1.4N,所以此时A受到的摩擦力为1.4N。
[2][3][4]要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应保持压力相同,接触面的粗糙程度不同,但①④两次实验中,接触面的粗糙程度不同,压力也不同,所以这两次实验不能得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,在②④或③④实验中,压力的大小相同,接触面的粗糙程度不同,故应采用②④或③④实验。
(5)若使用砂皮纸做实验,砂皮纸会打磨木块,使木块的质量减小,压力减小,没有控制压力相同,同时打磨时,还会使木块与砂皮纸的接触面粗糙程度发生变化,故该实验存在不足。
4.(23-24八下·江苏无锡滨湖区·期中)小明为了参加体育考试,想测试一下鞋A和鞋B哪个鞋底更粗糙,防滑性更好。进行了如下探究:
步骤1:如图甲所示,实验前应将弹簧测力计在 方向校零,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
步骤2:如图乙所示,将鞋B放在鞋A上,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
步骤3:将 ,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动,使其做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数;
(1)根据步骤1和2,可以初步得出的结论是 ;
(2)根据步骤2和3,鞋A和鞋B,小明应该选择鞋 参加体育考试;
(3)如图丁所示,小红将鞋A放在了图示的正在工作的跑步机上进行测量,待示数稳定后读出弹簧测力计的示数。这样做的好处除了方便读数外,还有 。与跑步机传送带水平时测量相比,图示情景中鞋A所受摩擦力大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】水平 见解析 见解析 A 见解析 变小
【来源】江苏省无锡市滨湖区2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
【解析】[1]测力计使用前应在测力的方向上调零,本实验中测力计测量的水平方向的拉力,因此要在水平方向调零。
[2]探究鞋A和鞋B哪个鞋底更粗糙,需控制压力相同,改变接触面粗糙程度,故将鞋A放在鞋B上,再用弹簧测力计沿水平方向向右拉动。
(1)[3]实验步骤1和2中,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,实验可以初步得出:接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[4]根据步骤2和3,压力大小相同,而接触面的粗糙程度不同,已知步骤2的摩擦力大于步骤3,故A鞋的接触面更粗糙,小明应该选择鞋A参加比赛。
(3)[5][6]将鞋A放在了图示的正在工作的跑步机上进行测量,鞋子是静止的,不需要匀速直线拉动鞋子,操作简便;与水平的跑步机传送带相比,图丁中鞋子对传送带的压力小,根据滑动摩擦力的影响因素,滑动摩擦力小,鞋A所受摩擦力变小。
5.(23-24八下·江苏扬州江都区八校联谊·期中)如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铜块和木块的大小和形状完全相同。在实验前,小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关;
(1)如图甲,实验时用弹簧测力计拉着铜块沿 方向做 运动,弹簧测力计示数如图乙所示。此时,铜块受到的摩擦力是 N。
(2)比较甲、丙两图,可得到的结论是 。
(3)图丙、丁中铜块和木块叠在一起的目的是控制 相同,比较丙、丁两图可得出滑动摩擦力的大小与 有关。
(4)小丽同学对实验装置进行改动,如图所示,实验中,小丽同学 (一定/不一定)要匀速拉动长木板。
【答案】(1)水平 匀速直线 2.2N
(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)压力 接触面粗糙程度
(4)不一定
【来源】江苏省扬州市江都区八校联谊2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1][2]实验中为了使铜块受到的摩擦力等于拉力,应用弹簧测力计拉着铜块沿水平方向做匀速直线运动。
[3]由图乙得,测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N,则铜块受到的摩擦力是2.2N。
(2)比较甲、丙两图,可得到的结论是
(3)[1][2]图丙、丁中铜块和木块叠在一起,目的是控制压力相同,改变接触面粗糙程度比较丙、丁两图可得出滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)由图得,长木板与木块相对运动时,木块始终相对地面静止,木块受到的摩擦力与拉力始终是平衡力,则小丽同学不一定要匀速。
6.(23-24八下·江苏盐城东台第五教育联盟·期中)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。
【答案】(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
【来源】江苏省盐城市东台市第五教育联盟2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(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。
7.(23-24八下·江苏无锡新吴区·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
小明按如下步骤完成实验:
①如甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
②如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
③如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,记录了其示数。
(1)实验前,应在 方向上对弹簧测力计调零。由 两图可知:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;由甲、乙两图可知:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(2)实验后小组交流时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明用木块A和长木板B设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是拉动长木板时 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。实验中小明发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小 (选填“大于“等于”或“小于”)3 N。
(3)在周末实验活动中,小华想比较形状、体积相同的实心木块和铁块的下表面谁更粗糙,她用弹簧测力计沿水平方向分别拉着铁块和木块在同一长木板上做匀速直线运动,记下两次测力计的示数分别为F3、F4.实验中,铁块对长木板的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)木块对长木板的压力;若示数若F4>F3,则 (选填“能”或“不能”)说明则木块的下表面更粗糙。
【答案】(1)水平 甲、丙 大
(2)不需要 等于
(3)大于 能
【来源】江苏省无锡市新吴区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]实验前应在水平方向上对弹簧测力计进行调零,以确保测量结果的准确性。在实验过程中,我们需要注意控制变量法的应用,即每次只改变一个因素,观察其对滑动摩擦力的影响。
[2]由甲、丙两图可知,当接触面粗糙程度相同时(都是长木板B),压力越大(丙图中加了砝码),滑动摩擦力也越大。这说明了滑动摩擦力与压力大小有关。
[3]再由甲、乙两图可知,当压力一定时(都是木块A的重力),接触面越粗糙(乙图中是毛巾),滑动摩擦力也越大。这说明了滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关。
(2)[1]小明设计的实验装置(图丁)。这个装置的优点是拉动长木板时不需要做匀速直线运动,因为无论长木板如何运动,木块A都处于静止状态,受到的是平衡力。此时,弹簧测力计的示数就等于木块A受到的滑动摩擦力。
[2]当F为3N时,长木板B刚好做匀速直线运动,说明长木板B受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。因此,长木板B受到地面的摩擦力大小也等于3N。
(3)[1]小华的实验。她想比较形状、体积相同的实心木块和铁块的下表面谁更粗糙。在实验中,由于铁块和木块的质量不同(铁的密度大于木头的密度),所以铁块对长木板的压力大于木块对长木板的压力。
[2]如果示数F4>F3,说明木块受到的滑动摩擦力更大。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小都有关,而在这里由于木块对长木板的压力小,故可以判断是木块接触面的粗糙程度导致的滑动摩擦力增大,因此能说木块的下表面更粗糙。
8.(23-24八下·江苏镇江句容·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)某次实验中,物体做匀速直线运动,弹簧测力计示数稳定时如图丁所示,此时木块受到的摩擦力为 N;当拉力增大到3N时,木块受到的摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)由 两图可以探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;由 两图可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。以下研究中与本实验一样采用了控制变量法的是 ;
A探究声音不能在真空中传播
B.光线概念的引入
C.平面镜成像实验中确定像与物大小关系的方法
D.研究影响力的作用效果的因素
(4)实验后小组交流时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小丽设计了如图戊所示的实验装置,其优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动;图戊中,若用F=3N的水平拉力向左拉动表面粗糙程度相同的物体B,使其在水平地面上匀速运动,当物体A静止不动时,弹簧测力计的示数为1.3N。则B对A的摩擦力方向为水平 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】(1)匀速直线
(2)2.4 不变
(3)甲、乙 乙、丙 D
(4)不需要 向左
【来源】江苏省镇江市句容市2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(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,木块所受摩擦力与拉力是平衡力,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[1][2]如图丁所示,弹簧测力计的示数为2.4N,根据二力平衡条件可知,则此时木块受到的摩擦力为2.4N;当拉力增大到3N时,由于接触面的粗糙程度不变,压力不变,木块受到的摩擦力将不变。
(3)[1]甲、乙两图的接触面是相同的木板,故比较甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,可以探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
[2]丙图的接触面是棉布,则比较乙、丙两图,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
[3]A.探究声音不能在真空中传播,运用了实验推理法,故A不符合题意;
B.光线概念的引入,运动了模型法,故B不符合题意;
C.平面镜成像实验中确定像与物大小关系的方法,运用了等效替代法,故C不符合题意;
D.研究影响力的作用效果的因素,运用了控制变量法,故D符合题意。
故选D。
(4)[1][2]如图戊所示的实验装置,木块相对地面静止,不需要长木板做匀速直线运动,木块受到的拉力和摩擦力也是一对平衡力;当物体A静止不动时,弹簧测力计对A的拉力水平向右,由于B对A的摩擦力与A受到的拉力是一对平衡力,方向相反,所以B对A的摩擦力方向为水平向左。
9.(23-24八下·江苏连云港·期中)如图所示是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验。
(1)小红的三次实验情况如图所示。实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平木板(或毛巾)面上向右做 运动,木块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,方向向 ;
(2)小红在探究滑动摩擦力大小与压力的关系时,利用图甲和图乙中的示数得出“压力越大,滑动摩擦力就越大”的结论。你认为对吗? (选填“对”或“不对”)。你的理由是 ;
(3)分析图甲和图丙两次实验,你能得出结论: 。
【答案】(1)匀速直线 左
(2)不对 见解析
(3)见解析
【来源】江苏省连云港市2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)[1][2]实验中沿水平方向拉着物体向右做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小等于摩擦力的大小,摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,摩擦力的方向水平向左。
(2)[1][2]探究滑动摩擦力的大小与压力的关系时,要控制接触面的粗糙程度不变,只改变压力大小,而甲、乙两图中接触面的粗糙程度不同,所以不正确。
(3)从图甲、丙可知,压力相同,毛巾表面更粗糙,测力计示数更大,得出的结论是:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
10.(23-24八下·江苏盐城阜宁县·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,此时木块受到的摩擦力方向为水平向 ,此时木块受到的滑动摩擦力大小 (>/</=)弹簧测力计的示数;
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关; 两个实验说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,发现用如图丁所示的方式测量木块受到的滑动摩擦力效果更好。图丁木块受到的摩擦力方向水平向 ,图丁装置中测量木块受到的滑动摩擦力时 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(4)在甲实验中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在甲实验中,若将物块切去一半后重复实验,如图戊所示,发现此时弹簧测力计的示数减小。小明由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【答案】(1)左 =
(2)压力大小 甲、丙
(3)左 不一定
(4)不变
(5)错误 没有控制压力不变
【来源】江苏省盐城市阜宁县2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)[1][2]实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;木块相对于木板向右运动,则木板施加给木块的摩擦力方向向左。
(2)[1][2]由甲、乙两图可知,接触面的粗糙程度相同,但乙图中木块上放了一个砝码,因此压力比甲图大,弹簧测力计的示数变大,则说明滑动摩擦力的大小与压力有关;甲、丙两图压力相同,接触面的粗糙程度不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)[1][2]图丁中,拉动木板时,不管木板是否匀速,木块始终处于静止状态,受到的滑动摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,大小相等,故用图丁的方式测量滑动摩擦力时,不一定要匀速拉动长木板;木块相对木板向右运动,则木块受到的摩擦力方向向左。
(4)若在甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大,木块与木板之间的压力和接触面的粗糙程度都不变,则其所受滑动摩擦力不变。
(5)[1][2]在甲实验中,若将物块切去一半后重复实验,因为没有控制压力不变,所以不能得出“滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关”的结论,结论错误。
11.(23-24八下·江苏扬州广陵区·期中)为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在如图所示的情景中,沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块,弹簧测力计的示数如图所示。
(1)实验前将弹簧测力计在 (选填“水平方向”或“竖直方向”)调零,使指针对准零刻度线;
(2)用弹簧测力计拉着物体在水平面上做 运动时,此时弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小;
(3)甲、丙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与 有关,由此次实验得到的结论是 ;
(4)在图丙所示的情景中,木块受到的滑动摩擦力的大小为 N。如果此时拉力增大为4N时,木块受到的滑动摩擦力的大小为 N;
(5)小明认为滑动摩擦力还和受力面积有关,所以他进行的操作是,将木块从中间切断,并拿走一半,测出剩余一半的滑动摩擦力的大小,于是得出结论:滑动摩擦力大小跟受力面积有关。老师说操作是错误的,原因是 ;
(6)该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,测量出木块受到的滑动摩擦力,图丁的优点是 。此时木块所受到的摩擦力的方向为水平 (向左/向右),施力物体是 (选填“地面”、“长木板”或“弹簧测力计”)。
【答案】(1)水平方向
(2)匀速直线
(3)接触面粗糙程度 当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4)3.2 3.2
(5)未控制压力相同
(6)不需要匀速直线拉动木板 向左 长木板
【来源】江苏省扬州市广陵区2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
【解析】(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块,弹簧测力计受到的拉力在水平方向上,所以实验前将弹簧测力计在水平方向调零,使指针对准零刻度线。
(2)用弹簧测力计拉着物体在水平面上做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,所以,实验中可以用弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小。
(3)[1][2]由图可知,甲、丙两次实验中,木块对桌面和木块对毛巾的压力大小相同;丙实验中毛巾表面更粗糙,弹簧测力计的示数更大,则木块受到的滑动摩擦力更大,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[1][2]丙实验中,弹簧测力计的示数为3.2N,则木块受到的滑动摩擦力也为3.2N。滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,所以,在丙实验中将拉力增大为4N时,木块受到的滑动摩擦力的大小依然不变,为3.2N。
(5)小明认为滑动摩擦力还和受力面积有关,则应保持压力和接触面的粗糙程度不变,但他进行的操作是,将木块从中间切断,并拿走一半,测出剩余一半的滑动摩擦力的大小;他的操作改变了压力大小,不能用来探究滑动摩擦力和受力面积的关系。
(6)[1][2]该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,拉动弹簧测力计,带动木板滑动,木块一直处于静止状态,受力平衡,受到水平向左的摩擦力和水平向右的拉力为一对平衡力,大小相等,所以,可以用弹簧测力计B的示数表示木块受到的滑动摩擦力的大小。此改进实验的优点是不需要匀速直线拉动木板。
[3]由图丁可知,长木板相对于木块水平向左运动,所以木块受到水平向左的摩擦力施力物体是长木板。
影响弹簧弹力大小的因素,弹簧测力计的构造、量程、读数、注意事项及误差分析等
1.(23-24八下·江苏扬州江都区邵樊片·期中) 某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类
酒精
植物油
水
弹簧的示数(N)
2.6
2.7
液体密度ρ(×103kg/m3)
0.8
0.9
1.0
【答案】(1)12 8
(2)B A
(3)10
(4)1.8 2.8
【来源】江苏省扬州市江都区邵樊片2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1][2]由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长与受到拉力F成正比例函数的关系
由图知,当FA=5N,;FB=10N,,将上面的数据分别代入得
解得
因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB,所以,当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量
当B橡皮筋的伸长量为8cm时,受到的拉力为
(2)[1]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0-10N,B的量程为0-15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大。
[2]由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
(3)若将相同的两根A橡皮筋串联起来,则两个橡皮筋受到的拉力是相同的,最大为10N。
(4)[1]液体的重力为
测量液体密度时,弹簧测力计的示数
测量酒精时
……①
测量植物油时
……②
将①②两式联立,解得
G桶=1.8N
V=10-4m3
该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
[2]测量水时
2.(23-24八下·江苏无锡惠山区·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图甲所示的 图,由图表和该图像可知该弹簧制成的弹簧测力计的量程是: 。
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。要增大这种密度秤的量程,可采取的措施是 。(写出一种即可)
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)伸长量
(2)B 0~3N
(3)100 1 4 0.2 减少量筒的体积或者减少容器的重量
(4)偏小
【来源】江苏省无锡市惠山区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)从表中数据知:钩码的拉力每增加0.5N,弹簧的伸长量增加0.5cm,所以弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,前提是钩码的拉力不能大于3.0N(弹性限度)。
(2)[1]结合表中数据读图像可知,弹簧的原长为2.5cm,所以横坐标应从2.5cm处开始;当超过弹簧的弹性限度时,即使再增加钩码所受的重力,弹簧也不会再伸长,故AC错误,B正确。
故选B。
[2]由图表和该图像可知,钩码的拉力不大于3.0N时,弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,所以弹簧测力计量程是0~3N。
(3)[1]如图乙所示,桶和水的总重力为2N,则装满水时,水的重力为
则水的质量为
水的体积,即桶的容积为
[2]容器挂在秤钩上,示数为1N,容器的重力为1N,没有放入液体,即1N位置为密度秤的零刻度。
[3]容器中倒入100mL的待测液体,测力计示数为最大值5N时,液体的重力为
则液体的质量为
此“密度秤”的最大测量值是
[4]弹簧测力计1~5N刻线之间共有20格,表示密度0~4g/cm3,则一格表示0.2g/cm3,则此“密度秤”的分度值是0.2g/cm3。
[5]在测力计刻度一定的情况下,减少量筒的体积或者减少容器的重量,可增大该秤的称量范围。
(4)小桶中的液体没有装满,则重力偏小,弹簧测力计示数偏小,测量密度也会偏小。
探究重力大小与质量的关系
1.(23-24八下·江苏无锡新吴区·期中)小明进行了如下实验。
(1)①在探究“重力的大小跟质量关系”实验中,小明选用质量为50g的钩码的若干进行实验探究,并将实验数据记录在下表中。请你补全表格中A处应填的栏目: ;根据表中数据,得出的结论是: 。
实验序号
钩码质量m/kg
钩码重力G/N
A
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
②小明还想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究“重力大小与质量的关系”,你认为它们的做法 (选填“合理”或“不合理”)。
(2)如图所示,冰块中有一石块,小明用天平测出冰和石块的总质量为116g;然后将冰块放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形容器中,冰块完全沉入水中;用刻度尺测出此时容器中的水面上升了1.1cm;过了一段时间,当冰全部熔化后,再用刻度尺测出容器中的水面又下降了0.1cm。则冰块的质量为多少g?石块的密度是多少g/cm3?(ρ冰=0.9×103kg/m3)
【答案】(1)重力与质量的比值G/m(N/kg) 重力与质量成正比 合理
(2)90g,2.6g/cm3
【来源】江苏省无锡市新吴区2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题
【解析】(1)[1]在探究“重力的大小跟质量关系”的实验中,我们需要明确实验的目的是探究重力与质量之间的定量关系。因此,在表格中除了记录质量和重力外,还需要记录重力与质量的比值,即G/m(单位为N/kg),这个比值反映了物体所受重力与其质量的比例关系。
[2]从表格中的数据可以看出,无论钩码的质量如何变化,其重力与质量的比值始终保持在10N/kg左右,这说明在同一地点,物体所受的重力与其质量成正比。因此,我们可以得出结论:物体所受的重力与其质量成正比。
[3]对于小明想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个来探究“重力大小与质量的关系”的做法,由于物体受到的重力只与它的质量有关,与物体的材质无关,因此,这种做法可以增加实验结论的普遍性,是合理的。
(2)设冰的质量为m,由于冰块熔化后质量不变,所以熔化后的水与冰块的质量相等,且水的密度大于冰的密度,冰熔化成水后体积变小,水面下降,由题意可有
即
解得
由题意可得,石块的质量为
根据题目中给出的数据,可以计算出冰块和石块的总体积
冰块的体积为
则石块的体积
石块的密度
探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.(23-24八下·江苏镇江丹徒区·期中)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
(1)小黄同学进行了如图甲、乙、丙三个实验探究过程:
(a)实验中,小黄必须沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做 运动。据 知识可知,弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力大小。
(b)对比图中 两个探究过程,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(c)实验探究中,小黄采用的实验探究方法是 。
(2)学过摩擦力知识后,小明又想探究:滑动摩擦力的大小是否与重力大小有关?他利用如图丁所示装置进行探究实验,实验步骤如下:
实验序号
台式测力计示数F1/N
金属盒总重力G/N
弹簧测力计示数F2/N
①
4.8
4.8
1.8
②
3.2
1.2
③
4.8
6.4
1.8
步骤1:把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数;
步骤2:将质量不计的氢气球系在金属盒上,氢气球可通过细绳对金属盒施加向上的拉力,读出台式测力计示数,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数;
步骤3:再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
实验相关数据如上表:
(a)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在 。(写出一条即可)
(b)请你补齐表中空格处的数据,其值为 N;
(c)实验中是通过 来改变金属盒总重力的;
(d)比较实验步骤 (填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关。
【答案】(1)匀速直线 二力平衡 甲和丙 控制变量法
(2)见解析 4.8 往金属盒里加沙子 ①③
【来源】江苏省镇江市丹徒区2023-2024学年八年级下学期5月期中物理试题
【解析】(1)[1][2]用弹簧测力计的示数来看摩擦力大小,要让拉力与摩擦力的大小相等,根据二力平衡可知物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,此时需要拉着物体做匀速直线运动。
[3]探究滑动摩擦力的大小与压力的关系时要控制接触面粗糙程度相同,压力不同,故对比图中甲,丙两个探究过程。
[4]滑动摩擦力影响因素过多,探究滑动摩擦力与单个影响因素的关系时,需要控制其余变量不变,这种研究方法叫做控制变量法。
(2)[1]与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,无需匀速拉动白纸,具体体现在弹簧测力计示数稳定,便于读数。
[2]第二次实验中,氢气球系在金属盒上,保持了总重力不变,而改变了压力大小,来探究摩擦力与压力大小的关系.所以第二次实验,金属盒的总重力仍为4.8N。
[3]实验中是通过向金属盒内添加沙子来改变总重力的。
[4]探究摩擦力与重力的关系时,应保持压力不变,改变总重力,根据此要求,只有①③能满足。
2.(23-24八下·江苏南京师范大学新城校区·期中)为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小;小伟通过下图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟在测量滑动摩擦力时,应该用弹簧测力计沿 方向拉动木块,使其在水平放置的长木板上做 运动;若拉力F突然增变大,滑动摩擦力的大小将 ;
(2)若小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零。后用它拉动物体在水平放置的长木板上运动,则测出的摩擦力 (大于/等于/小于)实际摩擦力;
(3)如果小伟要探究猜想②,他应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作;根据 两幅图中的现象可初步得出:接触面粗糙程度一定,压力越大,摩擦力越大的正确结论;
(4)图甲中物体运动的速度大小为,图乙中物体运动的速度大小为,实验过程中关于和的大小,下列说法正确的是_____(填字母);
A.一定大于 B.一定小于
C.一定等于 D.可以大于、等于或小于
(5)如图丁所示,某同学将木块沿虚线方向切下,并按照正确的操作步骤进行实验,该同学填 (选“能”或“不能”)探究滑动摩擦力是否与压力有关;
(6)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,原因可能是 。
【答案】(1)水平 匀速直线 不变
(2)小于
(3)甲、乙 乙、丙
(4)D
(5)能
(6)木板B的上表面粗糙程度不均匀
【来源】江苏省南京师范大学新城校区2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
【解析】(1)[1][2]实验中小伟在测量滑动摩擦力时,应该用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在长木板上做匀速直线运动,然后根据二力平衡的知识,从而测出木块所受摩擦力的大小。
[3]由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变。
(2)若小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零。后用它拉动物体在水平放置的长木板上运动,因指针回缩,则测出的摩擦力小于实际摩擦力。
(3)[1]如果小伟要探究猜想②,即研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,要控制其它两个因素相同,故他应该选择乙、甲两幅图所示的实验步骤来操作。
[2]要想探究滑动摩擦力与压力大小的关系,应改变压力,控制其他因素不变,由图可知,乙、丙图中接触面粗糙程度相同,压力不同,丙的压力较大,测力计示数较大,故可得出结论:接触面粗糙程度一定,压力越大,摩擦力越大。
(4)图甲和乙都拉物体在水平方向做匀速运动,而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关,故v1可以大于、等于或小于v2,故选D。
(5)将木块沿虚线方向切下,改变了压力的大小,但接触面的粗糙程度没有发生变化,所以该同学能探究滑动摩擦力是否与压力有关。
(6)弹簧测力计的读数不稳定,说明接触面粗糙程度不均匀,如果是木块A的下表面粗糙程度不均匀,木板B的上表面粗糙程度均匀,则对A 受到的摩擦力大小没有影响,所以是木板B的上表面粗糙程度不均匀。
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