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第七章 物体间的相互作用(实验题30道)
1.小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时应让小车从同一斜面的 _________静止下滑,使小车滑到水平面时的 ________相同;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远_____(选填“快”或“慢”);
(3)小明继续思考如下问题:如图丁所示摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 _________(选填“保持静止”“斜向上做匀速直线运动”或“竖直下落”)。
【答案】 同一高度 初速度 慢 保持静止
【详解】(1)[1][2]实验时应让小车从同一斜面的同一高度静止下滑,这是为了使小车滑到水平面时的初速度相同。
(2)[3]实验现象表明,阻力越小,说明小车运动速度改变得越慢。
(3)[4]如图丁所示摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,速度为0,根据牛顿第一定律将保持静止。
2.如图,在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小滨在水平的长木板上,用弹簧测力计水平匀速向左拉动木块A,此时木块A所受摩擦力为______N;
(2)他测得的实验数据如表。
序号
接触面
压力
滑动摩擦力
木块与木板
木块与木板
木块与砂纸
若要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较______两次实验数据;比较第1、2次实验数据,可初步得出结论:______;
(3)小滨将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力为变为原来的一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,你认为她的探究过程存在什么问题:______;
(4)小滨想到改进这个实验方法,将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平向左运动,这样长木板______(“一定”或“不一定”或“一定不”)要做匀速运动,此时木块受到的摩擦力方向是______(填“左”或“右”)水平向。
【答案】 2.8 1、3 接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力就越大 没有控制压力大小相同 不一定 左
【详解】(1)[1]实验中使木块水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;弹簧测力计示数为,所以滑动摩擦力大小为。
(2)[2]探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应控制压力大小相等,改变接触面粗糙程度,故、两实验符合题意。
[3]由、所示实验可知,物体间接触面的粗糙程度相同,物体间的压力越大,弹簧测力计示数越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
(3)[4]探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,小滨的实验没有控制压力大小相同。
(4)[5]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,物体不必做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,弹簧测力计处于静止状态,便于读数。
[6]木块相对木板向右运动,根据滑动摩擦力的方向可知,摩擦力方向向左。
3.如图甲所示,这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(不计自重)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,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在________的两个力才能平衡;
(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,小明下一步操作是________;
A.左右各加一个钩码 B.把卡片剪成两半 C.把卡片扭转一个角度
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是________;
A.可减少摩擦力对实验的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小车在水平方向保持平衡 D.小卡片容易扭转
【答案】 同一直线上 B A
【详解】(2)[1]当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,此时两个力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
(3)[2]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,小明下一步操作是将小卡片从中间剪开,观察卡片能否继续保持平衡,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[3]木块放在水平桌面上,钩码拉动木块时有摩擦力;换成纸片后,在水平方向上没有摩擦力;所以可减少摩擦力对实验的影响的小明的方案优于小华的方案,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.小明所在的学习小组设计了如图所示的实验,用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材探究运动和力的关系;
(1)实验中要让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时______;
(2)实验中通过比较______来比较小车受到的阻力的大小,对比实验中的三种情况可知,在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的阻力越______,速度减小得越______;
(3)通过本实验,设想如果水平面绝对光滑将发生什么,让我们可以更好地理解牛顿第一定律:一切物体总保持______或______状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
【答案】 速度相等 小车在水平面上运动的距离 小 慢 静止 匀速直线运动
【详解】(1)[1]探究运动和力的关系,要控制小车在水面上开始运动时的速度相同,方法是实验中让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下。
(2)[2]实验利用转换法,通过比较小车在水平面上运动的距离来比较小车受到的阻力的大小。
[3][4]对比实验中的三种情况,在其他条件相同时,从毛巾到棉布再到木板,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越长。
(3)[5][6]进一步推理可知,如果水平面绝对光滑,小车不受阻力,小车的速度将不会减小,将一直做匀速直线运动,推理可知:一切物体不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
5.如图所示,某实验小组用弹簧测力计、长方体木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、长木板(足够长)和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验过程中,应拉着木块在长木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数如图甲所示,则根据___________知识可知,木块受到的滑动摩擦力为___________N;
(2)进行图甲、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,若实验小组在图甲实验的基础上,把木块竖放在长木板上,并沿直线匀速拉动木块,发现两次弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】 二力平衡 无关
【详解】(1)[1][2]实验中使木块水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;由弹簧测力计示数为,故滑动摩擦力为。
(2)[3]探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,比较两次弹簧测力计示数可知,弹簧测力计示数相同,故滑动摩擦力与接触面积无关。
6.如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,让同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下,其目的是使小车到水平面的______相同;小车受到的阻力越小,运动的距离越远。由此推之:如果小车在水平面上不受阻力,它将做______运动。
【答案】 速度 匀速直线
【详解】[1]实验时将小车从斜面的同一高度由静止滑下,小车下滑时的重力势能相等,动能为0,下滑过程中,小车将重力势能转化为动能,则小车到达平面的动能相等,小车到达平面的速度相等。
[2]小车受到的阻力越小,运动的距离越远。由此推之:如果小车在水平面上不受阻力,它是速度不变,将做匀速直线运动。
7.如图所示,一辆纯电动公交车在平直的公路上匀速行驶600m,所用时间为40s,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,该公交车的总重为,公交车匀速行驶时受到的阻力是公交车总重的0.2 倍。求;
(1)公交车静止时对水平地面的压强;
(2)公交车行驶时牵引力的大小;
(3)公交车的牵引力做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解∶(1)公交车对水平地面的压力为
F=G=2×105N
公交车静止时对水平地面的压强为
(2)因为公交车在平直的公路上匀速行驶,所以公交车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等
(3)此过程中牵引力做的功为
W=F牵s=4×104N×600m=2.4×107J
此过程中牵引力做功的功率为
答:(1)公交车静止时对水平地面的压强为1×106Pa;
(2)公交车行驶时牵引力的大小为4×104N;
(3)公交车的牵引力做功的功率为6×105W。
8.小明利用图所示的装置探究“二力平衡条件”的实验。
(1)实验中应该让研究对象处于______或匀速直线运动状态,并通过调整______来改变拉力大小;
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入个数相同的钩码时,木块处于静止状态,此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再在左盘中增加一个较轻的砝码时,发现木块仍然处于静止状态。出现这种现象的原因是______;
(3)于是小明改用图乙装置进行实验,他在卡片的两端挂上数量相同的钩码后,小卡片才能处于静止状态,这说明二力平衡时两个力的大小______。然后他把小卡片扭转一个角度,松手后小卡片回到原来的位置,设计此实验步骤的目的是为了探究______。当小卡片静止后,他用剪刀把小卡片从中间剪开,发现两侧钩码落下,说明互相平衡的二力必须______;
(4)若小明安装如图乙所示装置时,在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,你认为出现这样的问题______(选填“会”或“不会”)对实验结果产生影响。
【答案】(1) 静止 钩码的数量
(2)受到摩擦力的影响
(3) 相等 不在同一直线上的两个力能否平衡 作用在同一物体上
(4)不会
【详解】(1)[1] 当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,我们认为它受到的力是相互平衡的,处于平衡状态,所以实验中应该让研究对象处于静止或匀速直线运动状态。
[2] 在探究力的大小对二力平衡的影响时,通过调整钩码的个数来改变F1和F2的大小。
(2)小明再在左盘中增加一个很轻的砝码时,木块有向左运动的趋势,木块和桌面之间产生了向右的摩擦力的作用,但发现木块仍然静止,仍处于平衡状态,木块还受平衡力的作用,这是因为木块受到的向右的拉力、摩擦力与向左的拉力这三个力平衡,也说明桌面太粗糙。由此可见,摩擦力太大,也会影响实验结果。
(3)[1] 改用图乙装置进行实验,他在卡片的两端挂上数量相同的钩码后,小卡片才能处于静止状态,即保持平衡,这说明二力平衡时两个力的大小必须相等。
[2] 把小卡片扭转一个角度,松手后小卡片不能保持平衡,还会回到原来的位置,说明平衡力必须作用在同一直线上,即设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
[3] 当小卡片静止后,他用剪刀把小卡片从中间剪开,物体一分为二,发现两侧钩码落下,说明互相平衡的二力必须作用在同一物体上。
(4)若小明安装如图乙所示装置时,在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,此时当两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上时,物体仍然可以平衡,所以不会对实验结果产生影响。
9.按要求填空。
(1)如图甲,在测量滑动摩擦力大小的实验中,用弹簧测力计拉着木块水平向右做_______运动,木块受到的滑动摩擦力和拉力是一对_______(选填“平衡力”或“相互作用力”);
(2)用弹簧测力计探究“重力与质量的关系”的实验中,弹簧测力计应该沿_______方向调零;根据实验得到的数据作出重力和质量关系图像如图乙,由图可得物体的重力和它的质量成_______比。
【答案】 匀速直线 平衡力 竖直 正
【详解】(1)[1][2]在测量滑动摩擦力大小的实验中,利用二力平衡原理,应该用弹簧测力计拉着木块水平向右做匀速运动,此时物体处于平衡状态,木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力。
(2)[3][4]测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零。由于重力与质量的关系图像是一条过原点的倾斜的直线,说明重力与质量的关系成正比。
10.小华在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)如图甲,小华将各个面粗糙程度相同的长万体木块放在水平桌面上,用弹簧测力计水平向右拉木块使其做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力为___________N;若在桌面上铺上毛巾,重复上述实验,则弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)小华将长方体木块沿竖直方向切成相等的两块A和B,并把B叠放在A上,用弹簧测力计水平向右拉动,使A和B一起做匀速直线运动,如图乙所示,弹测力计示数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”),你判断的依据是___________;
(3)小红对实验装置进行改进如图丙所示,并和小华的实验方案进行对比,实验中小红发现自己的实验方案效果更好。实验中,小红___________(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板:木块相对于长木板是___________(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 2.2 变大 不变 压力大小和接触面的粗糙程度没变 不一定 运动
【详解】(1)[1]由图甲得,测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N,木块做匀速直线运动,则木块受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,为2.2N。
[2]若在桌面上铺上毛巾,重复上述实验,木块对毛巾的压力不变,接触面粗糙程度变大,则摩擦力变大,则弹簧测力计的示数将变大。
(2)[3][4]小华将长方体木块沿竖直方向切成相等的两块A和B,并把B叠放在A上,用弹簧测力计水平向右拉动,使A和B一起做匀速直线运动,AB对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则AB受到的摩擦力不变,为2.2N,则图乙中弹测力计示数将不变。
(3)[5]小红实验中,木板运动过程中,木块始终相对地面静止,受到的拉力始终等于摩擦力,故小红不一定要匀速拉动长木板。
[6]实验中,木块相对于长木板的位置改变,是运动的。
11.某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时改进的实验装置如图所示。
实验
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
1
木板面
木块
3.3
2
木板面
木块+砝码
4.5
3
毛巾面
木块
5.1
(1)该实验装置的优点在于:不需要匀速拉动木板 A 也能测出滑动摩擦力的大小。原因是木块B相对桌面始终处于静止状态,弹簧测力计的示数等于木块B 受到的___________力的大小;
(2)实验数据如表所示。
①对比实验1和2可得出:在接触面粗糙程度相同时,压力___________(选填“越大”或“越小”),滑动摩擦力越大;
②对比实验___________可得出:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力___________(选填“越大”或“越小”);
(3)本实验除了转换法,还使用的实验方法是___________;
(4)同学们还想探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,于是将木块B沿竖直方向切去一半,这种做法___________(选填“合理”或“不合理”)。
【答案】 滑动摩擦 越大 1和3 越大 控制变量法 不合理
【详解】(1)[1]当拉动长木板运动的过程中,木块B保持静止状态,木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力,根据二力平衡的条件知,此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
(2)[2]实验1和2接触面粗糙程度相同,增加砝码使得压力增大,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所以实验1和2探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[3][4]对比实验1、3可知,接触面受到的压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以实验1、3探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,在接触面所受的压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]本实验保持压力,探究摩擦力和接触面粗糙程度的关系,保持接触面粗糙程度不变探究摩擦力与压力的关系,用的是控制变量法。
(4)[6]想探究滑动摩擦力与接触面积的关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,他将木块 B竖直方向切去一部分,压力大小也发生了改变,没有控制压力大小相同,故他的探究过程不合理。
12.如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)实验过程中,用弹簧测力计拉动木块A,使它沿______方向做匀速直线运动,根据______知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等;
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用,,的拉力,拉着物块A匀速前进,为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较______两次实验。比较甲、乙两次实验可得到结论:______;
(3)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起做匀速直线运动(如丁图所示),此时弹簧测力计示数为,则______N,该运动过程中,物块B受到的摩擦力为______N;
(4)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是______(选填序号:①“滑动摩擦力”、②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。某小组改进了实验方案,如图戊所示,则下列说法中不正确的是( )
A.改进后在进行实验时不需要匀速拉动长木板
B.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
C.若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数将会变大
D.若弹簧测力计示数为2N,则B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向左
【答案】 水平 二力平衡 甲、丙 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 3 0 ② C
【详解】(1)[1][2]实验过程中,用弹簧测力计拉动木块A,使它沿水平方向做匀速直线运动,匀速直线运动状态属于平衡状态,根据二力平衡知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)[3]为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应控制压力大小相等,接触面粗糙程度不同,所以应比较甲、丙两次实验。
[4]比较甲、乙两次实验可发现,都是木板表面,接触面粗糙程度相同,两次压力大小不同,乙中木块上有一个砝码,压力大,弹簧测力计示数大说明滑动摩擦力大,因此可得到结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[5]因为在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,压力变为原先的二倍,滑动摩擦力变为原先的二倍,弹簧测力计示数变为原先的二倍,即
[6]该运动过程中,A与B相对静止,物块B受到的摩擦力为0N。
(4)[7]在拉动物块的时候很难保持匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是手对弹簧测力计拉力大小变化导致的,滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,因粗糙程度和压力大小不变,所以滑动摩擦力大小不表,故选②。
[8] A.改进后在进行实验时拉动木板,木块相对于地面静止,因此不需要匀速拉动长木板,故A正确,A不符合题意;
B.此装置可通过增减木块上的砝码来改变压力大小,可研究滑动摩擦力大小与压力的关系,故B正确,B不符合题意;
C.若增大拉动B的速度,因接触面粗糙程度不变,压力大小不变,所以滑动摩擦力大小不变,弹簧测力计的示数将不变,故C错误,C符合题意;
D.若弹簧测力计示数为2N,弹簧测力计拉力方向水平向右,根据二力平衡,则B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向左,故D正确,D不符合题意。
故选C。
13.如图所示是“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。
(1)实验中应当用弹簧测力计水平拉动物体做 ___________ 运动;
(2)比较 ___________ 两图,可得到结论:接触面相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使两次实验的 ___________ 相同;
(4)甲图中,若物体以更大的速度做匀速直线运动,弹簧测力计示数将 ___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)匀速直线
(2)甲、乙
(3)压力大小
(4)不变
【详解】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,测力计示数大小才等于摩擦力的大小。
(2)研究摩擦力与压力大小关系,要控制接触面粗糙程度相同,故比较图中甲、乙两图知,乙中压力大,滑动摩擦力也大,故可得到的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
(3)图中乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是在改变接触面的粗糙程度时,使压力相同,这是控制变量法。
(4)物体做匀速运动,所受的摩擦力等于弹簧测力计的拉力,由于压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变。
14.用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。第一次在水平木板上铺毛巾如图甲,第二次将毛巾换为棉布如图乙,第三次撤去棉布如图丙。观察小车在水平面上滑行的距离,回答下列问题:
(1)研究不同平面的小运动情况时,让小车从斜面在同一高度滑下的目的是:让小车在平面开始运动时的___________相同;
(2)实验现象:小车在不同平面上的运动距离不相等。实验结论:小车受到的摩擦阻力越小,运动的越___________(填“远”或“近”),若小车不受阻力作用,它将___________;
(3)牛顿第一定律是___________;
A.通过日常生活经验得出的 B.由斜面小车实验得出的
C.由理论分析便可得出的 D.在实验基础上,分析推理得出的
(4)证明物体的运动___________(填“需要”或“不需要”)力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
【答案】 速度 远 做匀速直线运动 D 不需要
【详解】(1)[1]实验中,每次均让小车从斜面在同一高度滑下,使小车运动到斜面底端时的速度相等。
(2)[2]实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最小,说明小车受到的摩擦阻力越小,运动的越远。
[3]若小车不受阻力作用,小车从斜面上滑下后速度不会改变,会在水平面上做匀速直线运动。
(3)[4]牛顿第一定律揭示了物体在不受外力时的运动规律,而不受外力是一种理想情况,因此牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[5]由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
15.弹簧测力计是许多力学实验中常用的测量工具,同学们利用它来探究力学中蕴含的奥秘。
(1)测量力之前,应观察指针是否指在零刻度线的位置,明确弹簧测力计的______和分度值;
(2)如图所示,三个实验中弹簧测力计使用时的操作不同,______(选填“甲、乙、丙”)实验中测力计应在静止时读数;
(3)由图甲中实验数据可知,物体浸没在液体中时受到的浮力大小为______N;
(4)用图乙的实验装置“估测大气压的大小”,如果所用的弹簧测力计的量程是0-5N,吸盘与玻璃板的接触面积是,______(选填“能”或“不能”)测出大气压力的大小(设大气压约为);
(5)进一步探究“滑动摩擦力的大小跟压力大小的定量关系”,实验过程如图丙所示。用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,收集了下表的证据,分析处理表格中的实验证据,能得出的实验结论是______;
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
5
10
15
20
25
摩擦力f/N
1.25
2.50
3.75
5.00
6.25
接触面粗糙程度相同
【答案】 量程 甲 1.2 不能 见解析
【详解】(1)[1]弹簧测力计在使用之前,应观察指针是否指在零刻度线的位置,若不指零,先进行调零,明确弹簧测力计的量程和分度值。
(2)[2]如图甲,是测量浮力大小的实验,应在测力计静止时读数;图乙是测量大气压的实验,应在皮碗刚好脱离玻璃板时读数;如图丙是测量摩擦力大小的实验,应在物体匀速运动时读数。
(3)由图甲,物体浸没在水中时,测力计的示数为2.8N,物体浸没在液体中时受到的浮力大小为
(4)[4]设大气压约为,吸盘与玻璃板的接触面积是,吸盘受到的大气压力
由于测力计的量程小于需要的拉力,不能测出大气压力的大小。
(5)[5]由表中数据可知
可得结论:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与接触面所受压力大小成正比。
16.如图甲、乙,为本学期学习的两个探究性实验装置图,探究性实验即为研究某一物理量与多个物理量之间的关系,因此我们常用的实验方法为控制变量法,请回答以下问题:
(1)甲图为探究“________影响因素”的实验装置图;
(2)A、B两图研究的问题是:________。
(3)若想探究该物理量和体积的关系,请写出详细的实验步骤,以及需要补充的实验器材。
①补充器材:________
②实验步骤:________。
(4)图乙中,B、C探究问题的结论是:________。
【答案】 动能大小 见解析 三个质量相等,体积不同的小球 见解析 见解析
【详解】(1)[1]实验研究小球动能的大小,通过观察木块被推动的距离的远近来判断动能的大小。
(2)[2]A、B两图小球的质量相同,小球到达水平面的速度不同(下滑的高度不同),这是探究动能的大小与速度的关系。
(3)[3][4]若想探究动能和体积的关系,需要三个质量相等,体积不同的小球,将小球由同一斜面,同一高度静止释放,撞击水平面同一位置的木块,用刻度尺测量木块移动距离,比较木块移动距离。
(4)[5]B、C两图中接触面都是较光滑,则控制了接触面的粗糙程度一定,而两图中压力大小不同,这是探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,由此可得出结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
17.重心的位置会影响物体的稳定性,如不倒翁是通过降低重心的位置来实现“不倒”的。通过物理学习我们知道,形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的______上。如图所示,这是质量分布均匀但形状不规则且带有小孔的薄木板,请你设计一个实验方案确定它的重心。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
【答案】 几何中心 见解析 见解析 见解析
【详解】[1]重心是指地球对物体中每一微小部分引力的合力作用点,形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心。
(1)[2]实验器材:细棉线、刻度尺、笔和铁架台。
(2)[3]①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂在铁架台上,当木板静止时,用笔和刻度尺在木板上画出重力作用线AB;②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD。
(3)[4]重力作用线AB、CD的交点就是薄木板的重心。
18.古语“悬崖勒马收缰晚”指马跑到悬崖边才勒住缰绳就已经晚了,这是因为运动的物体具有惯性。请你利用身边的物品设计实验方案,验证静止的物体也具有惯性。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
【答案】(1)玻璃杯、硬纸
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)实验器材:玻璃杯、硬纸。
(2)实验步骤:①将玻璃杯竖直放置在平铺的硬纸上;②快速将硬纸从杯底水平抽出,观察玻璃杯的运动情况。
(3)实验结论:玻璃杯停留在原处,说明静止的物体具有惯性。(开放性试题,答案合理即可)
19.力的作用效果之一是使得物体形状发生改变,但是小明发现挤压玻璃瓶时,没看到瓶子发生形变,请你设计实验证明玻璃瓶有发生形变。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验现象及结论:______。
【答案】 椭圆形厚玻璃瓶、带孔的橡皮塞、玻璃管和水 见解析 发现细玻璃管中的水面上升,说明厚玻璃瓶发生形变
【详解】(1)[1]根据实验原理可知,所需要的实验器材:椭圆形厚玻璃瓶、带孔的橡皮塞、玻璃管和水。
(2)[2]实验步骤:将玻璃瓶中装满水,将玻璃管插入带孔的橡皮塞,橡皮塞塞住瓶口,沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶,观察细玻璃管中水面的高度变化。
(3)[3]实验现象及结论:发现细玻璃管中的水面上升,说明厚玻璃瓶发生形变。
20.临近中考体育测试,小明想从自己的A、B两双运动鞋中选出防滑性能较好的一双,请你帮他设计实验,并完成以下内容:
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤:___________;
(3)实验结论:___________。
【答案】 A、B两双运动鞋,弹簧测力计 见解析
见解析
【详解】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,要探究接触面的粗糙程度,需要控制压力大小相同;
(1)[1]只有用弹簧测力计沿水平方向拉着运动鞋做匀速直线运动,运动鞋在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。实验器材:A、B两双运动鞋、弹簧测力计。
(2)[2]a:把B放在A上面,用弹簧测力计水平拉动A使鞋匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1;b:把A放在B上面,用弹簧测力计水平拉动B使鞋匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2。
(3)[3]若F1>F2,则A鞋防滑性能更好;若F1<F2,则B鞋防滑性能更好;若F1=F2,则A、B鞋防滑性能一样。
21.小明发现车子在下雨后的路面上转弯容易打滑,在干燥的路面上则不容易打滑,小明猜想:路面越潮湿,物体在水平面上运动时所受摩擦力越小。请你帮助小明设计实验方案,证明他的猜想。
(1)实验所需器材:木块(带有绳子)、表面潮湿程度不同的多块木板、________;
(2)请设计实验步骤(可画图或文字表述),并写出判断小明猜想是否正确的依据。________
【答案】 弹簧测力计 见详解
【详解】(1)[1]要验证“路面越潮湿,物体在水平面上运动时所受摩擦力越小”,需要用弹簧测力计测量拉力,还需要水改变路面的潮湿程度,所以需要的器材为:木块(带有绳子)、表面潮湿程度不同的多块木板、弹簧测力计。
(2)[2]将木块放置在水平放置的木板上并静止,把弹簧测力计的挂钩勾上木块上绳子后,用测力计水平拉木块并逐渐增大拉力,观察到当物体刚开始运动时,读出弹簧测力计的大小F1,将同一木块放在其它表面潮湿程度不同的水平放置的木板上静止,重复上述实验,依次测出表面潮湿程度不同的木板面下刚拉动时的拉力F2和F3,若与F2和F3各不相等,则说明水平拉动一个静止木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关,则小明猜想正确,若F1与F2和F3均相等,则小明猜想错误。
22.小明要参加广州中考体育测试,想从自己的A、B两双运动鞋中选出防滑性能较好的一双,请你帮他设计实验方案(两双鞋子质量相同)。
(1)实验器材:__________;
(2)实验步骤:__________;
(3)分析论证:__________。
【答案】 弹簧测力计 见解析 若F1>F2,则A鞋防滑性能更好;若F1<F2,则B鞋防滑性能更好;若F1=F2,则A、B鞋防滑性能一样
【详解】(1)[1]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,因鞋子的质量相同,因此可知压力相同,因此要探究的是摩擦力与接触面的粗糙程度的关系。只有用弹簧测力计沿水平方向拉着运动鞋做匀速直线运动,运动鞋在水平方向上受到平衡力的作用,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。因此实验器材:弹簧测力计。
(2)[2]实验步骤:
a:把B放在A上面,用弹簧测力计水平拉动A使鞋匀速直线运动F1;
b:把A放在B上面,用弹簧测力计水平拉动B使鞋匀速直线运动F2;
(3)[3]分析论证:
若F1>F2,则A鞋防滑性能更好;若F1<F2,则B鞋防滑性能更好;若F1=F2,则A、B鞋防滑性能一样。
23.小明去学校做实验时,他统计到实验室有这些实验器材:一盒钩码、一个带挂钩的长方体木块、一只弹簧测力计、一块海绵、一条毛巾、一个水平长木板、一张纸、一根透明塑料吸管、一根橡皮筋、一瓶矿泉水、一个小锥子。请帮小明选择部分实验器材设计一个实验,并写出实验步骤和实验结果。
(1)实验目的:______;
(2)实验器材:______;
(3)实验步骤及现象:______;
(4)实验结论:______。
【答案】 探究流体压强与流速的关系 一张纸 把纸撕成两半,让两半纸自由下垂,保持一定间距,从两半张纸中间向下吹气。看到两半纸靠拢 流体流速大的地方压强小
【详解】(1)[1]根据实验器材可探究,流体压强与流速的关系;液体压强与深度之前的关系;摩擦力的影响因素等。
(2)[2]流体压强与流速的关系实验,需要的实验器材有一张纸;液体压强与深度之前的关系需要的实验器材有一瓶矿泉水、一个小锥子;摩擦力的影响因素需要的实验器材有一盒钩码、一个带挂钩的长方体木块、一只弹簧测力计、一条毛巾、一个水平长木板。
(3)[3]流体压强与流速的关系实验:把纸撕成两半,让两半纸自由下垂,保持一定间距,从两半张纸中间向下吹气。看到两半纸靠拢;
液体压强与深度的关系实验:用小锥子在装水的矿泉水瓶不同的高度各扎小孔,发现越靠下的水射出的距离越远;
摩擦力的影响因素:将木块分别放在毛巾和木板上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,发现当压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(4)[4]流体压强与流速的关系的结论为:流体流速大的地方压强小;
液体压强与深度的关系实验结论为:同种液体深度越深,压强越大;
摩擦力的影响因素实验结论为:当压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
24.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。请你自选器材,设计一个实验证明静止的物体具有惯性。
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤及现象:________________;
(3)实验结论:___________。
【答案】(1)一张白纸,一块小石块
(2)见解析
(3)静止的物体有惯性
【详解】(1)为验证静止的物体具有惯性,可以选择一张白纸和一块小石块,将小石块放在白纸上,然后迅速拉动白纸,白纸受力就会由静止变为运动,但小石块由于惯性要保持原来静止的运动状态,就不会随白纸运动出去,即说明静止的物体有惯性,故实验器材:一张白纸和一块小石块。
(2)实验步骤及现象:将小石块放在白纸上,然后迅速拉动白纸,可发现,小石块保持原来静止的运动状态。
(3)实验结论:静止的物体有惯性。
25.小明家有两个挂钩弹簧秤,小明用两个弹簧秤分别称量同一袋水果,发现两次伸长的长度不一样。好奇的他将弹簧秤拆开,发现其中弹簧的材料不同,于是他猜想弹簧的伸长量可能与弹簧的材质有关。为此,他找来了两根长度、粗细、匝数均相同的碳钢弹簧和硅锰弹簧进行实验,请你帮助他设计实验进行探究。
(1)所选器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)探究弹簧的伸长量与弹簧的材质的关系,需要改变弹簧的材质,比较不同材质的弹簧在相同的拉力下的伸长量,所以实验器材为:两根长度、粗细、匝数均相同的碳钢弹簧和硅锰弹簧、弹簧测力计、刻度尺。
(2)将两根长度、粗细、匝数均相同的碳钢弹簧和硅锰弹簧水平放置,测出其自然长度,分别将两弹簧一 端固定在竖直墙面,用弹簧测力计钩住其另一端,以相同大小的力水平拉动,记录下此时两个弹簀的长度,碳钢弹簧的伸长量记作Δl1,硅锰弹簧的伸长量 记作Δl2。
(3)若Δl1≠Δl2,则弹簧的伸长量与弹簧的材质有关;
若Δl1=Δl2,则弹簧的伸长量与弹簧的材质无关。
26.小沈同学为了测出一支钢笔的重力G,他向老师借了一根轻质弹簧(弹簧的伸长与其外力成正比),一个重力为G0的钩码,再利用自己的直尺进行了如下的实验:
(1)把钩码挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l1;
(2)取下钩码,把钢笔挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l2;
(3)接着第三步的步骤是:___________,用直尺量出弹簧的长度为l0;则钢笔重力的表达式G=___________。
【答案】 取下钢笔,什么都不挂
【详解】[1][2]把钩码挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l1,取下钩码,把钢笔挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l2,取下钢笔,什么都不挂,用直尺量出弹簧的长度为l0;挂钩码时,弹簧的伸长量为l1-l0,弹簧受到的拉力为钩码的重力G0;挂钢笔时,弹簧的伸长量为l2-l0,弹簧受到的拉力为钢笔的重力G;根据弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,则有
钢笔的重力
27.如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、___________(若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):___________
【答案】 弹簧测力计 见解析
【详解】(1)[1]要完成该实验,还需要知道橡皮筋的长度和拉力,已有测量长度的器材:刻度尺,因而需要测量拉力的弹簧测力计。
(2)[2]实验步骤:
①将橡皮筋悬挂在铁架台的支架上,用刻度尺测量橡皮筋的长度L0;
②用弹簧测力计拉长橡皮筋读数拉力,用刻度尺测量橡皮筋此时的长度L;
③仿照步骤②,多次改变拉力大小进行实验;
④计算每次的拉力F与(L-L0)比值,比值不变,说明猜想正确,否则错误。
28.小明和爸爸去买装修材料,店员给他们介绍了一种表面沾水后摩擦力会变大的瓷砖,对此小明表示怀疑,请你设计实验,验证一下店员的说法是否正确。
(1)实验器材:______ ;
(2)实验步骤:______ ;
(3)实验结论:______ 。
【答案】 店主推荐的瓷砖、水、斜面、小木块 见解析 见解析
【详解】(1)[1]要探究摩擦力的大小可以让同一物体从斜面的同一高度上滑下,通过在水平面上运动的距离,判断出接触面的粗糙程度,所以,需要店主推荐的瓷砖、水、斜面、小木块。
(2)[2]要探究摩擦力的大小与是否有水的关系,根据控制变量法,应控制物体的质量和滑下时的高度相同,只改变水平面的粗糙程度,所以,实验可设计为:
①用同一木块,从同一斜面的相同高度静止滑下,记录木块在瓷砖上运动的距离;
②在瓷砖上均匀洒上水,将同一木块,从同一斜面的相同高度静止滑下,记录木块在洒上水的瓷砖上运动的距离;
(3)[3]比较木块在瓷砖上运动的距离,若,说明店主推荐的瓷砖不防滑;若,说明店主推荐的瓷砖防滑。
29.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。把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因是木块与桌面间存在______。这时木块在水平方向受到______的力(选填“平衡”或“不平衡);
(2)实验中乙同学保持F1与F2大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后小车将______(选填“能”或“不能”)保持静止不动。设计该实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力,必须要作用在______;
(3)丙同学选择小卡片的目的是______(选填“考虑”或者“不考虑”)小卡片的重力,丙同学用剪刀将小卡片中间剪断,并观察卡片的运动情况。该操作是为了证明相互平衡的两个力必须要作用在______。
【答案】 摩擦力 平衡 不能 同一条直线上 不考虑 同一物体上
【详解】(1)[1][2]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,由于桌面比较粗糙,所以木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用,使小木块继续保持静止状态,因为小木块处于静止状态,所以受到平衡力的作用。
(2)[3][4]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,此时小车要发生转动,不能保持静止不动,而扭转角度之前小车受到的两个力大小相等且在同一直线上,小车保持静止状态,这说明相互平衡的两个力必须要作用在同一直线上。
(3)[5]与小卡片受到的力相比,其自身的重力比较小,所以可以忽略小卡片的重力对实验造成的影响。
[6]实验过程中丙同学用剪刀将小卡片从中间劈开,两个钩码产生的力分别作用在小卡片的左右两半上,此时左右两半都会运动,不再保持静止状态,这说明相互平衡的两个力必须要作用在同一物体上。
30.运动会上正在进行跳远项目的比赛,兰兰发现助跑跳远比立定跳远跳的更远,因此她认为运动的物体具有惯性而静止的物体不具有惯性,请你设计实验,来验证兰兰的观点是否正确。
(1)实验器材:一张白纸和一块小石块;
(2)实验步骤:______;
(3)实验现象及结论:______;静止的物体有惯性。
【答案】 见解析 见解析
【详解】(2)[1]实验步骤:将小石块放在白纸上;迅速的拉动白纸。
(3)[2]实验现象:白纸受力就会由静止变为运动,但小石块由于惯性要保持原来静止的运动状态,就不会随白纸运动出去;
实验结论:说明静止的物体具有惯性。
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第七章 物体间的相互作用(实验题30道)
1.小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时应让小车从同一斜面的 _________静止下滑,使小车滑到水平面时的 ________相同;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远_____(选填“快”或“慢”);
(3)小明继续思考如下问题:如图丁所示摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 _________(选填“保持静止”“斜向上做匀速直线运动”或“竖直下落”)。
2.如图,在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小滨在水平的长木板上,用弹簧测力计水平匀速向左拉动木块A,此时木块A所受摩擦力为______N;
(2)他测得的实验数据如表。
序号
接触面
压力
滑动摩擦力
木块与木板
木块与木板
木块与砂纸
若要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较______两次实验数据;比较第1、2次实验数据,可初步得出结论:______;
(3)小滨将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力为变为原来的一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,你认为她的探究过程存在什么问题:______;
(4)小滨想到改进这个实验方法,将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平向左运动,这样长木板______(“一定”或“不一定”或“一定不”)要做匀速运动,此时木块受到的摩擦力方向是______(填“左”或“右”)水平向。
3.如图甲所示,这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(不计自重)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,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在________的两个力才能平衡;
(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,小明下一步操作是________;
A.左右各加一个钩码 B.把卡片剪成两半 C.把卡片扭转一个角度
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是________;
A.可减少摩擦力对实验的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小车在水平方向保持平衡 D.小卡片容易扭转
4.小明所在的学习小组设计了如图所示的实验,用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材探究运动和力的关系;
(1)实验中要让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时______;
(2)实验中通过比较______来比较小车受到的阻力的大小,对比实验中的三种情况可知,在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的阻力越______,速度减小得越______;
(3)通过本实验,设想如果水平面绝对光滑将发生什么,让我们可以更好地理解牛顿第一定律:一切物体总保持______或______状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
5.如图所示,某实验小组用弹簧测力计、长方体木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、长木板(足够长)和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验过程中,应拉着木块在长木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数如图甲所示,则根据___________知识可知,木块受到的滑动摩擦力为___________N;
(2)进行图甲、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,若实验小组在图甲实验的基础上,把木块竖放在长木板上,并沿直线匀速拉动木块,发现两次弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小___________(选填“有关”或“无关”)。
6.如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,让同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下,其目的是使小车到水平面的______相同;小车受到的阻力越小,运动的距离越远。由此推之:如果小车在水平面上不受阻力,它将做______运动。
7.如图所示,一辆纯电动公交车在平直的公路上匀速行驶600m,所用时间为40s,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,该公交车的总重为,公交车匀速行驶时受到的阻力是公交车总重的0.2 倍。求;
(1)公交车静止时对水平地面的压强;
(2)公交车行驶时牵引力的大小;
(3)公交车的牵引力做功的功率。
8.小明利用图所示的装置探究“二力平衡条件”的实验。
(1)实验中应该让研究对象处于______或匀速直线运动状态,并通过调整______来改变拉力大小;
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入个数相同的钩码时,木块处于静止状态,此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再在左盘中增加一个较轻的砝码时,发现木块仍然处于静止状态。出现这种现象的原因是______;
(3)于是小明改用图乙装置进行实验,他在卡片的两端挂上数量相同的钩码后,小卡片才能处于静止状态,这说明二力平衡时两个力的大小______。然后他把小卡片扭转一个角度,松手后小卡片回到原来的位置,设计此实验步骤的目的是为了探究______。当小卡片静止后,他用剪刀把小卡片从中间剪开,发现两侧钩码落下,说明互相平衡的二力必须______;
(4)若小明安装如图乙所示装置时,在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,你认为出现这样的问题______(选填“会”或“不会”)对实验结果产生影响。
9.按要求填空。
(1)如图甲,在测量滑动摩擦力大小的实验中,用弹簧测力计拉着木块水平向右做_______运动,木块受到的滑动摩擦力和拉力是一对_______(选填“平衡力”或“相互作用力”);
(2)用弹簧测力计探究“重力与质量的关系”的实验中,弹簧测力计应该沿_______方向调零;根据实验得到的数据作出重力和质量关系图像如图乙,由图可得物体的重力和它的质量成_______比。
10.小华在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)如图甲,小华将各个面粗糙程度相同的长万体木块放在水平桌面上,用弹簧测力计水平向右拉木块使其做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力为___________N;若在桌面上铺上毛巾,重复上述实验,则弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)小华将长方体木块沿竖直方向切成相等的两块A和B,并把B叠放在A上,用弹簧测力计水平向右拉动,使A和B一起做匀速直线运动,如图乙所示,弹测力计示数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”),你判断的依据是___________;
(3)小红对实验装置进行改进如图丙所示,并和小华的实验方案进行对比,实验中小红发现自己的实验方案效果更好。实验中,小红___________(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板:木块相对于长木板是___________(选填“运动”或“静止”)的。
11.某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时改进的实验装置如图所示。
实验
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
1
木板面
木块
3.3
2
木板面
木块+砝码
4.5
3
毛巾面
木块
5.1
(1)该实验装置的优点在于:不需要匀速拉动木板 A 也能测出滑动摩擦力的大小。原因是木块B相对桌面始终处于静止状态,弹簧测力计的示数等于木块B 受到的___________力的大小;
(2)实验数据如表所示。
①对比实验1和2可得出:在接触面粗糙程度相同时,压力___________(选填“越大”或“越小”),滑动摩擦力越大;
②对比实验___________可得出:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力___________(选填“越大”或“越小”);
(3)本实验除了转换法,还使用的实验方法是___________;
(4)同学们还想探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,于是将木块B沿竖直方向切去一半,这种做法___________(选填“合理”或“不合理”)。
12.如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)实验过程中,用弹簧测力计拉动木块A,使它沿______方向做匀速直线运动,根据______知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等;
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用,,的拉力,拉着物块A匀速前进,为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较______两次实验。比较甲、乙两次实验可得到结论:______;
(3)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起做匀速直线运动(如丁图所示),此时弹簧测力计示数为,则______N,该运动过程中,物块B受到的摩擦力为______N;
(4)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是______(选填序号:①“滑动摩擦力”、②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。某小组改进了实验方案,如图戊所示,则下列说法中不正确的是( )
A.改进后在进行实验时不需要匀速拉动长木板
B.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
C.若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数将会变大
D.若弹簧测力计示数为2N,则B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向左
13.如图所示是“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。
(1)实验中应当用弹簧测力计水平拉动物体做 ___________ 运动;
(2)比较 ___________ 两图,可得到结论:接触面相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使两次实验的 ___________ 相同;
(4)甲图中,若物体以更大的速度做匀速直线运动,弹簧测力计示数将 ___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。第一次在水平木板上铺毛巾如图甲,第二次将毛巾换为棉布如图乙,第三次撤去棉布如图丙。观察小车在水平面上滑行的距离,回答下列问题:
(1)研究不同平面的小运动情况时,让小车从斜面在同一高度滑下的目的是:让小车在平面开始运动时的___________相同;
(2)实验现象:小车在不同平面上的运动距离不相等。实验结论:小车受到的摩擦阻力越小,运动的越___________(填“远”或“近”),若小车不受阻力作用,它将___________;
(3)牛顿第一定律是___________;
A.通过日常生活经验得出的 B.由斜面小车实验得出的
C.由理论分析便可得出的 D.在实验基础上,分析推理得出的
(4)证明物体的运动___________(填“需要”或“不需要”)力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
15.弹簧测力计是许多力学实验中常用的测量工具,同学们利用它来探究力学中蕴含的奥秘。
(1)测量力之前,应观察指针是否指在零刻度线的位置,明确弹簧测力计的______和分度值;
(2)如图所示,三个实验中弹簧测力计使用时的操作不同,______(选填“甲、乙、丙”)实验中测力计应在静止时读数;
(3)由图甲中实验数据可知,物体浸没在液体中时受到的浮力大小为______N;
(4)用图乙的实验装置“估测大气压的大小”,如果所用的弹簧测力计的量程是0-5N,吸盘与玻璃板的接触面积是,______(选填“能”或“不能”)测出大气压力的大小(设大气压约为);
(5)进一步探究“滑动摩擦力的大小跟压力大小的定量关系”,实验过程如图丙所示。用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,收集了下表的证据,分析处理表格中的实验证据,能得出的实验结论是______;
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
5
10
15
20
25
摩擦力f/N
1.25
2.50
3.75
5.00
6.25
接触面粗糙程度相同
16.如图甲、乙,为本学期学习的两个探究性实验装置图,探究性实验即为研究某一物理量与多个物理量之间的关系,因此我们常用的实验方法为控制变量法,请回答以下问题:
(1)甲图为探究“________影响因素”的实验装置图;
(2)A、B两图研究的问题是:________。
(3)若想探究该物理量和体积的关系,请写出详细的实验步骤,以及需要补充的实验器材。
①补充器材:________
②实验步骤:________。
(4)图乙中,B、C探究问题的结论是:________。
17.重心的位置会影响物体的稳定性,如不倒翁是通过降低重心的位置来实现“不倒”的。通过物理学习我们知道,形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的______上。如图所示,这是质量分布均匀但形状不规则且带有小孔的薄木板,请你设计一个实验方案确定它的重心。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
18.古语“悬崖勒马收缰晚”指马跑到悬崖边才勒住缰绳就已经晚了,这是因为运动的物体具有惯性。请你利用身边的物品设计实验方案,验证静止的物体也具有惯性。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
19.力的作用效果之一是使得物体形状发生改变,但是小明发现挤压玻璃瓶时,没看到瓶子发生形变,请你设计实验证明玻璃瓶有发生形变。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验现象及结论:______。
20.临近中考体育测试,小明想从自己的A、B两双运动鞋中选出防滑性能较好的一双,请你帮他设计实验,并完成以下内容:
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤:___________;
(3)实验结论:___________。
21.小明发现车子在下雨后的路面上转弯容易打滑,在干燥的路面上则不容易打滑,小明猜想:路面越潮湿,物体在水平面上运动时所受摩擦力越小。请你帮助小明设计实验方案,证明他的猜想。
(1)实验所需器材:木块(带有绳子)、表面潮湿程度不同的多块木板、________;
(2)请设计实验步骤(可画图或文字表述),并写出判断小明猜想是否正确的依据。________
22.小明要参加广州中考体育测试,想从自己的A、B两双运动鞋中选出防滑性能较好的一双,请你帮他设计实验方案(两双鞋子质量相同)。
(1)实验器材:__________;
(2)实验步骤:__________;
(3)分析论证:__________。
23.小明去学校做实验时,他统计到实验室有这些实验器材:一盒钩码、一个带挂钩的长方体木块、一只弹簧测力计、一块海绵、一条毛巾、一个水平长木板、一张纸、一根透明塑料吸管、一根橡皮筋、一瓶矿泉水、一个小锥子。请帮小明选择部分实验器材设计一个实验,并写出实验步骤和实验结果。
(1)实验目的:______;
(2)实验器材:______;
(3)实验步骤及现象:______;
(4)实验结论:______。
24.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。请你自选器材,设计一个实验证明静止的物体具有惯性。
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤及现象:________________;
(3)实验结论:___________。
25.小明家有两个挂钩弹簧秤,小明用两个弹簧秤分别称量同一袋水果,发现两次伸长的长度不一样。好奇的他将弹簧秤拆开,发现其中弹簧的材料不同,于是他猜想弹簧的伸长量可能与弹簧的材质有关。为此,他找来了两根长度、粗细、匝数均相同的碳钢弹簧和硅锰弹簧进行实验,请你帮助他设计实验进行探究。
(1)所选器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
26.小沈同学为了测出一支钢笔的重力G,他向老师借了一根轻质弹簧(弹簧的伸长与其外力成正比),一个重力为G0的钩码,再利用自己的直尺进行了如下的实验:
(1)把钩码挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l1;
(2)取下钩码,把钢笔挂在弹簧的下端,用直尺量出弹簧的长度为l2;
(3)接着第三步的步骤是:___________,用直尺量出弹簧的长度为l0;则钢笔重力的表达式G=___________。
27.如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、___________(若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):___________
28.小明和爸爸去买装修材料,店员给他们介绍了一种表面沾水后摩擦力会变大的瓷砖,对此小明表示怀疑,请你设计实验,验证一下店员的说法是否正确。
(1)实验器材:______ ;
(2)实验步骤:______ ;
(3)实验结论:______ 。
29.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。把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因是木块与桌面间存在______。这时木块在水平方向受到______的力(选填“平衡”或“不平衡);
(2)实验中乙同学保持F1与F2大小相等,用手将小车扭转一个角度,松手后小车将______(选填“能”或“不能”)保持静止不动。设计该实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力,必须要作用在______;
(3)丙同学选择小卡片的目的是______(选填“考虑”或者“不考虑”)小卡片的重力,丙同学用剪刀将小卡片中间剪断,并观察卡片的运动情况。该操作是为了证明相互平衡的两个力必须要作用在______。
30.运动会上正在进行跳远项目的比赛,兰兰发现助跑跳远比立定跳远跳的更远,因此她认为运动的物体具有惯性而静止的物体不具有惯性,请你设计实验,来验证兰兰的观点是否正确。
(1)实验器材:一张白纸和一块小石块;
(2)实验步骤:______;
(3)实验现象及结论:______;静止的物体有惯性。
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