内容正文:
六、探究阻力对物体运动的影响
· 必考知识点速记
1.实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同,即动能相等。
2.实验中通过改变水平面的粗糙程度的办法改变小车在水平面上受到的阻力大小。
3.小车到达水平面后继续向前运动是因为小车具有惯性。
4.小车在水平面最终停下来,是受到非平衡力作用。
5.小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小相等,
理由是小车到达水平面的动能相等。
6.若增添一个小木块,此装置就可用来探究影响动能大小的因素。
7.实验方法:
(1) 转换法:通过比较小车在水平面运动距离的远近来比较阻力的大小,运动的距离越远,阻力越小。
(2) 科学推理法(理想实验法):如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,它将做匀速直线运动。
(3) 控制变量法。
8.实验结论:
在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车前进的距离就越远。
· 一题搞定常考知识点
小明在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,过程如图所示。
(1)实验时,每次让小车从斜面上的________(选填“同一”或“不同”)位置由________释放,目的是使小车到达斜面底端时的________相同。
(2)实验中是通过________________改变小车在水平面上运动时所受阻力大小的;通过________________反映阻力对物体运动的影响。
(3)比较 a、b、c 三次实验得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力
越________,在水平面上运动的距离越________(选填“远”或“近”)。
(4)由实验现象可进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到
的阻力为零,它将一直做________运动,可见物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)同学小华做该实验时,小车仅在木板表面上滑行时滑出了右端,(选填“需要”或“不需要”)重做本实验以获取可靠的证据,原因是________________________。
(6)实验后小明又思考了一个问题:当自己荡秋千时刚好运动到右侧最高点时,假设受到的力全部消失,自己将处于怎样的运动状态呢?你认为下列选项中正确的是________(选填字母)。
A. 保持静止 B. 继续来回摆动 C. 做匀速直线运动
【答案】(1)同一 静止 速度 (2)改变水平面的粗糙程度 小车在水平面上运动的距离 (3)小 远 (4)匀速直线 不需要 (5)不需要 在此情况下依旧可以比较小车在水平面上运动距离的远近 (6)A
【解析】(2)实验中改变小车在水平面上运动时所受的阻力大小是通过改变水平面的粗糙程度来实现的;通过小车在水平面上运动的距离反映阻力对物体运动的影响,这种实验方法叫转换法;(3)比较 a、b、c 三次实验得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远;(4)水平面越光滑,小车运动的距离越远,进一步推理得出,若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将一直做匀速直线运动,可见物体的运动不需要力来维持;(5)小车仅在木板表面上滑行时滑出了右端,依然可以和毛巾、棉布表面的实验现象进行对比得出结论,故不需要重做本实验以获取可靠的证据;(6)荡秋千刚好运动到右侧最高点时速度为 0,假设受到的力全部消失,则小明将处于静止状态。
· 习题速练
【例1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面顶端自由滑下,如图甲所示。
(1)每次实验都让小车从斜面顶端静止滑下,目的是使小车到达水平面的_________相同。
(2)实验时是通过观察_________来反映阻力对物体运动的影响。
(3)小车在木板表面、棉布表面和毛巾表面上运动时速度随时间的变化关系如图乙所示,其中表示小车在木板上运动的图线是_________(选填“”“”或“”);根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越_________(选填“快”或“慢”)。进一步推理可知:如果小车在水平面上运动时不受阻力,它将做_________运动。
【答案】(1)速度
(2)小车在水平面前进的距离
(3) a 慢 匀速直线
【详解】(1)每次让小车从斜面顶端静止滑下,目的是使小车到达水平面的初速度(速度)相同,这是控制变量法的要求,保证只有阻力这一个变量不同。
(2)实验中通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对物体运动的影响:阻力越大,小车滑行距离越近;阻力越小,滑行距离越远(转换法)。
(3)木板表面粗糙程度最小,小车受到的阻力最小,速度减小得最慢,运动时间最长,因此对应图乙中的图线a;结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;推理:如果小车在水平面上运动时不受阻力,它的速度将不变,将做匀速直线运动。
【例2】物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。
(1)让小车从同一斜面上的同一高度处,沿斜面从静止开始运动,目的是使小车到达水平面时的______相同;
(2)小车在______(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面速度减小得最慢;
(3)我们可以推断:如果水平面绝对光滑,运动的物体将保持______;
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?______(选填“需要”或“不需要”)。在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出。你的做法是______
【答案】(1)速度
(2)木板
(3)匀速直线运动
(4) 不需要 降低小车从斜面由静止开始释放的高度
【详解】(1)根据控制变量法,让小车从同一斜面同一高度滑下,是为了使小车到达水平面时的速度相同,这样才能保证在不同表面上运动时,仅阻力不同对运动的影响。
(2)木板表面最光滑,小车在木板上面运动时受到的阻力最小,速度减小得最慢,运动的距离最远。
(3)如果水平面绝对光滑,小车不受阻力,速度将不会减小,运动的物体将保持匀速直线运动。
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右 端,说明小车在木板表面运动的距离最远,受到的阻力最小,所以仍然可以得出可靠结论,不需要重做本实验以获取可靠的证据。
在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出木板,可以降低小车从斜面由静止开始释放的高度,使其到达水平面时的速度减小。
【例3】小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,分别在毛巾、棉布和木板表面运动,记录小车停止时的位置。
(1)让小车从同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)实验中发现,小车在毛巾表面滑行的距离最________,在木板表面滑行的距离最________。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________。
(3)进一步推理:如果运动的小车不受阻力,它将做________运动。此实验运用了________法。
【答案】(1)速度
(2) 短 长 慢
(3) 匀速直线 科学推理
【详解】(1)实验是控制变量法,让小车从斜面同一高度滑下,目的是保证小车到达水平面时的初始速度相同,只改变阻力大小来探究规律。
(2)[1][2][3]接触面越粗糙,阻力越大,毛巾最粗糙,阻力最大,因此小车滑行距离最短;木板最光滑,阻力最小,滑行距离最长;由此可得出结论:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)[1][2]在实验现象的基础上进一步推理:如果运动的小车不受阻力,速度不会减小,将一直保持匀速直线运动;因为现实中无法创造“完全不受阻力”的实验环境,结论是在实验基础上推理得到的,这种研究方法叫作科学推理法。
【例4】在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面,并将同一小车从同一斜面的________由静止释放。
(2)小车在毛巾表面滑行的距离最短,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________,运动的距离越________;进一步推理:运动的物体如果不受阻力,它将________,说明物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)如图所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了木板右端,________重做实验以获取可靠的证据(选填“需要”或“不需要”)。
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是________。(选填下面的选项)
A.小车在水平面上速度的变化量
B.阻力对小车运动的影响情况
C.A、B选项均正确
【答案】(1)同一高度
(2) 慢 远 做匀速直线运动 不需要
(3)不需要
(4)B
【详解】(1)实验中需要控制小车到达水平面时的初速度相同,因此要将同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,保证初速度一致。
(2)[1][2]毛巾表面最粗糙,阻力最大,小车滑行距离最短;木板表面最光滑,阻力最小,小车滑行距离最远。由此可得,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远。
[3][4]如果运动的物体不受阻力,小车的速度将不再减小,它将做匀速直线运动;这说明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。
(3)本实验已经通过毛巾、棉布、木板三组的对比得到了阻力对运动的影响规律,小车滑出木板右端,说明小车在木板上运动距离足够大,不影响实验结论的推导,因此不需要重新实验。
(4)本实验中,小车初速度相同,最终都会停下,速度变化量都是从初速度减到0,因此运动距离反映的是阻力对小车运动的影响,阻力越小,运动距离越远。故B正确。
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六、探究阻力对物体运动的影响
· 必考知识点速记
1.实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同,即动能相等。
2.实验中通过改变水平面的粗糙程度的办法改变小车在水平面上受到的阻力大小。
3.小车到达水平面后继续向前运动是因为小车具有惯性。
4.小车在水平面最终停下来,是受到非平衡力作用。
5.小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小相等,
理由是小车到达水平面的动能相等。
6.若增添一个小木块,此装置就可用来探究影响动能大小的因素。
7.实验方法:
(1) 转换法:通过比较小车在水平面运动距离的远近来比较阻力的大小,运动的距离越远,阻力越小。
(2) 科学推理法(理想实验法):如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,它将做匀速直线运动。
(3) 控制变量法。
8.实验结论:
在其他条件相同时,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车前进的距离就越远。
· 一题搞定常考知识点
小明在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,过程如图所示。
(1)实验时,每次让小车从斜面上的________(选填“同一”或“不同”)位置由________释放,目的是使小车到达斜面底端时的________相同。
(2)实验中是通过________________改变小车在水平面上运动时所受阻力大小的;通过________________反映阻力对物体运动的影响。
(3)比较 a、b、c 三次实验得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力
越________,在水平面上运动的距离越________(选填“远”或“近”)。
(4)由实验现象可进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到
的阻力为零,它将一直做________运动,可见物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)同学小华做该实验时,小车仅在木板表面上滑行时滑出了右端,(选填“需要”或“不需要”)重做本实验以获取可靠的证据,原因是________________________。
(6)实验后小明又思考了一个问题:当自己荡秋千时刚好运动到右侧最高点时,假设受到的力全部消失,自己将处于怎样的运动状态呢?你认为下列选项中正确的是________(选填字母)。
A. 保持静止 B. 继续来回摆动 C. 做匀速直线运动
· 习题速练
【例1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面顶端自由滑下,如图甲所示。
(1)每次实验都让小车从斜面顶端静止滑下,目的是使小车到达水平面的_________相同。
(2)实验时是通过观察_________来反映阻力对物体运动的影响。
(3)小车在木板表面、棉布表面和毛巾表面上运动时速度随时间的变化关系如图乙所示,其中表示小车在木板上运动的图线是_________(选填“”“”或“”);根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越_________(选填“快”或“慢”)。进一步推理可知:如果小车在水平面上运动时不受阻力,它将做_________运动。
【例2】物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。
(1)让小车从同一斜面上的同一高度处,沿斜面从静止开始运动,目的是使小车到达水平面时的______相同;
(2)小车在______(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面速度减小得最慢;
(3)我们可以推断:如果水平面绝对光滑,运动的物体将保持______;
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?______(选填“需要”或“不需要”)。在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出。你的做法是______
【例3】小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,分别在毛巾、棉布和木板表面运动,记录小车停止时的位置。
(1)让小车从同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)实验中发现,小车在毛巾表面滑行的距离最________,在木板表面滑行的距离最________。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________。
(3)进一步推理:如果运动的小车不受阻力,它将做________运动。此实验运用了________法。
【例4】在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面,并将同一小车从同一斜面的________由静止释放。
(2)小车在毛巾表面滑行的距离最短,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________,运动的距离越________;进一步推理:运动的物体如果不受阻力,它将________,说明物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)如图所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了木板右端,________重做实验以获取可靠的证据(选填“需要”或“不需要”)。
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是________。(选填下面的选项)
A.小车在水平面上速度的变化量
B.阻力对小车运动的影响情况
C.A、B选项均正确
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