中考物理二輪復習核心素養(yǎng)提升專題08 物理探究實驗（3）-運動和力中的4個探究實驗練習 （含解析）

專題08初中物理探究實驗（3）——運動和力中的四個探究實驗梳理探究實驗一：探究重力大小跟質量的關系【提出問題】物體所受重力的大小跟質量有什么關系？【設計實驗】1.實驗器材：彈簧測力計、鉤碼多個（質量已知）。2.實驗過程：①用彈簧測力計分別測量不同質量的鉤碼所受的重力；分析比較質量不同的鉤碼受到的重力大小，得出重力與質量之間的關系。②測量鉤碼重力的大小的方法：將彈簧測力計豎直放置，把鉤碼掛在彈簧測力計上，靜止時彈簧測力計的示數(shù)等于鉤碼所受的重力大小。實驗序號1實驗序號123456鉤碼的質量m/kg0.050.10.150.20.250.3鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.0③設計實驗記錄表格?！具M行實驗與收集證據(jù)】1.觀察彈簧秤的量程、最小刻度值，并沿豎直方向調零。2.用彈簧測力計測量100g鉤碼所受的重力，并填在相應表格內。3.用彈簧測力計分別測量50g、100g……鉤碼所受的重力，并填在相應表格內?！痉治雠c論證】1.數(shù)據(jù)處理以質量為橫坐標、重力為縱坐標建立坐標系。描點連線，畫出重力與質量關系圖象（G-m）。2.分析表格中數(shù)據(jù)，觀察畫出的G-m圖像，歸納結論：①由實驗數(shù)據(jù)可知，當質量成倍增加時，重力也成倍增加，圖像是一條過原點的直線，即正比例函數(shù)圖像。表明物體所受的重力跟它的質量成正比。②對實驗數(shù)據(jù)進一步分析，計算出每一次實驗中重力與質量的比值。發(fā)現(xiàn)重力與質量的比值是一個不變的值，比值大約是10.0N/kg。3.實驗結論：物體所受的重力跟它的質量成正比?！窘涣髋c討論】數(shù)據(jù)的處理上采用圖像的方法，能夠準確的體現(xiàn)物理量之間的關系。圖像法是物理學中處理數(shù)據(jù)的一種重要方法，應該作為重點內容學習。【例題1】小明同學在探究“重力的大小跟質量的關系”實驗中，得到下表中的實驗數(shù)據(jù)。（1）實驗中，需要的測量工具包括彈簧測力計，以及______；實驗次數(shù)被測物體物體質量m（kg）重力G（N）比值G/m（N/kg）1物體10.10.999.92物體20.43.88973物體30.5____________（2）第3次實驗“物體3”的重力如圖（a）所示（物體處于靜止狀態(tài)），根據(jù)實驗結果完成表格中第3次實驗的有關數(shù)據(jù)。（a）（a）（b）（3）根據(jù)上面實驗結果可知：同一物體重力與質量的比值為______N/kg；（4）月球對它表面附近的物體也有引力，這個引力是地球對地面附近同一物體引力的1/6。若一個連同隨身裝備共90kg的航天員到達月球表面，根據(jù)上面實驗結果，月球對他的引力是______N；（5）小明對太空中的星球比較感興趣，他從網上查得：甲、乙兩個星球表面上物體的重力（G）與其質量（m）的關系如圖（b）所示，從圖中信息可知，相同質量的物體在甲星球表面上的重力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力?！敬鸢浮浚?）天平；（2）4.9，9.8；（3）9.8；（4）147；（5）大于.【解析】（1）實驗要探究“重力的大小跟質量的關系”，需用彈簧測力計測物體的重力，用天平測物體的質量，故需要的測量工具包括彈簧測力計和天平。（2）分析圖a可知，彈簧測力計示數(shù)為4.9N，即物體重力G=4.9N。（3）G與m的比值EQ\F(G,m)=EQ\F(4.9N,0.5kg)=9.8N/kg將表中三次測得的比值取平均值，即（9.9N/kg+9.7N/kg+9.8N/kg）/3=9.8N/kg（4）地球對該物體的吸引力G=mg=90kg×9.8N/kg=882N月球對他的吸引力只有地球對他吸引力的1/6，所以月球對他的引力F月=G/6=882N/6=147N（5）分析圖b可知，質量相同的物體在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力.探究實驗二：探究阻力對物體運動的影響【設計實驗】1.實驗器材：小車、斜面、長木板、毛巾、棉布等。2.實驗方法：讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下，如圖所示，改變水平面表面的粗糙程度，使其對小車運動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾，第二次鋪棉布，第三次將棉布去掉，只剩下木板，比較小車每次在水平面上滑行的距離。【進行實驗與收集證據(jù)】小車從斜面某一高度由靜止開始自由滾下，在鋪有毛巾的水平面上滑行的距離最近，在木板上滑行的距離最遠。表面材料阻力大小小車運動的距離（m）小車速度減小情況毛巾大3.45比較快棉布中18.72比較慢木板小37.52最慢【分析與論證】對物體運動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。1.運動物體受到的阻力越小，速度減小得越慢，運動得越遠。2.若運動的物體不受阻力，物體的運動速度將不會減小，將保持做勻速直線運動。【交流與討論】1.實驗方法①控制變量法：控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放，使小車到斜面底端時具有相同的初速度；②轉換法：通過小車在水平面上滑行距離的長短來間接判斷小車所受阻力大??；③科學推理法：若小車不受阻力時，小車的速度將不會減小，將永遠做勻速直線運動。2.對小車受力情況的分析：小車在水平面上運動時，在豎直方向受重力和支持力，這兩個力相互平衡，對物體的運動沒有影響；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做減速直線運動。3.本實驗選用小車而不選用木塊的原因是：相同條件下，小車受到的阻力較小，實驗現(xiàn)象較明顯?！纠}2】小華同學用如圖所示的實驗裝置探究阻力對物體運動的影響。他在水平臺面上分別鋪上材料不同的物體，讓同一小車從同一斜面上的相同高度由靜止滑下，在小車停下的位置分別作上標記a、b、c。（1）實驗中讓同一小車從同一斜面的相同高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時的相同。（2）讓小車從斜面上滑下后沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到的重力和力相平衡，其作用效果相互抵消，相當于小車只受水平方向上的力作用。（3）實驗中通過改變來改變小車所受的阻力大小。（4）若水平臺面上鋪的物體分別是毛巾、木板、棉布，則標記c位置是小車在表面運動時停下的位置。（5）由實驗現(xiàn)象可以得出結論:水平面粗糙程度越小，小車運動的距離越；由此說明小車受到的阻力越小，速度減小得越。（6）對上述實驗進行分析并進一步推理:運動的物體在沒有受到阻力的作用時，將。（7）若在水平臺面上鋪上相同材料的物體，讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止滑下，還可以探究小車的的關系（選填下列選項的序號）。①重力勢能與質量②重力勢能與高度③動能與質量 ④動能與速度（8）上述探究實驗中用到的科學研究方法有、和。（9）本實驗為定律提供了實驗支持?！敬鸢浮浚?）速度；（2）支持，摩擦；（3）水平面的粗糙程度。（4）木板；（5）遠，慢；（6）以恒定不變的速度運動下去；（7）②④；（8）控制變量法、轉換法、實驗推理法；（9）牛頓第一?！窘馕觥浚?）實驗中讓同一小車從同一斜面的相同高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時的速度相同。（2）讓小車從斜面上滑下后沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到的重力和支持力相平衡，其作用效果相互抵消，相當于小車只受水平方向上的摩擦力作用。（3）實驗中通過改變水平面的粗糙程度來改變小車所受的阻力大小。（4）若水平臺面上鋪的物體分別是毛巾、木板、棉布，則標記c位置是小車在木板表面運動時停下的位置。（5）由實驗現(xiàn)象可以得出結論：水平面粗糙程度越小，小車運動的距離越遠；由此說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。（6）對上述實驗進行分析并進一步推理:運動的物體在沒有受到阻力的作用時，將以恒定不變的速度運動下去。（7）若在水平臺面上鋪上相同材料的物體，讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止滑下，還可以探究小車的重力勢能與高度、動能與速度的關系，所以選②④。（8）上述探究實驗中用到的科學研究方法有控制變量法、轉換法和實驗推理法。（9）本實驗為牛頓第一定律提供了實驗支持。探究實驗三：探究二力平衡的條件方案一、用小車探究二力平衡的條件【設計實驗】1.實驗器材：小桌、小車、托盤、砝碼。2.實驗裝置如圖所示。3.明確研究對象——小車，并對小車進行受力分析，小車水平方向所受的拉力大小與托盤中砝碼質量的多少有關。換句話說，拉力的大小可以通過質量的多少來改變?！具M行實驗與收集證據(jù)】甲甲乙操作1：用手按住小車不動，兩邊分別加質量不同的砝碼和質量相同的砝碼，放手后觀察兩次小車運動狀態(tài)的變化（圖甲與乙）。操作2.用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同側，加入相等的砝碼，放手后觀察小車運動狀態(tài)的變化。操作3.在兩托盤中加相等的砝碼，使小車靜止，用手旋轉小車至某一角度，使兩個力不作用在同一直線上，放手后觀察小車運動狀態(tài)的變化（圖丙）。操作4.用兩個相同的小車分別系住一個托盤，用手按住，保證二力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，放手后觀察小車運動狀態(tài)的變化（圖?。?。丙丙丁【分析與論證】1.操作1中，法碼質量不同時，小車兩邊受到的拉力大小不同、方向相反、在一條直線上，小車由靜止變?yōu)檫\動；砝碼質量相同時，小車不動，其運動狀態(tài)沒有改變。2.操作2中，靜止的小車雖然受到兩個大小相等的力的作用，但是由于方向相同，小車不是保持靜止狀態(tài)，而是由靜止變?yōu)檫\動。3.操作3中，小車發(fā)生轉動，運動狀態(tài)發(fā)生改變。4.操作4中，放手后兩個小車的運動狀態(tài)都發(fā)生了改變，由靜止變?yōu)檫\動。5.實驗結論：二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。【評估】1.本實驗中選用了小車而不選用木塊，是為了減小摩擦給實驗帶來的誤差。2.本實驗設計的優(yōu)點是：可以不考慮物體的重力對實驗的影響。3.實驗中，桌面必須水平，否則小車的重力會影響實驗。4.實驗中，如果兩側的砝碼個數(shù)不相等但小車仍然處于靜止狀態(tài)，則原因是小車受到桌面的靜摩擦力比較大.方案二、用小卡片探究二力平衡的條件【進行實驗】1.該方案以小卡片為研究對象，鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。2.當兩線端所掛鉤碼質量相等時，小卡片靜止；當兩線端所掛鉤碼質量不等時，小卡片運動；把小卡片轉過一個角度，再松手時，小卡片轉動；用剪刀把小卡片從中間剪開，再松手時，小卡片運動?！緦嶒灲Y論】二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。【評估】1.本方案選用硬紙片的原因是減小摩擦對實驗的影響，但是還受重力，因此對實驗結論也有影響。2.定滑輪的作用是改變力的方向。【例題2】在“探究二力平衡條件”實驗中，主要通過探究力對物體的作用效果來實現(xiàn)探究目的的.甲乙丙甲乙丙①如圖甲的探究方案中，研究對象是。在該方案中，是通過調整來改變拉力的大小的。②小明將系于小卡片兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪后，在線的左右兩端掛上數(shù)量不同的鉤碼，然后觀察小卡片的運動狀態(tài)，小明這樣做是為了探究。③小明又在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼，使小卡片處于平衡狀態(tài)，然后把小卡片轉過一個角度再松手。這樣做是為了探究。④接下來，小明想探究沒有作用在同一物體上的力是否為一對平衡力，則小明應如何操作：。⑤小紅采用如圖乙所示的實驗裝置進行探究，在實驗中，小紅向左盤和右盤同時加入質量相等的砝碼時，木塊兩邊所受的拉力(選填“相等”或“不相等”)，木塊處于狀態(tài)。⑥接著，小紅把右盤中的砝碼換成一個質量較大的砝碼時，發(fā)現(xiàn)木塊仍處于靜止狀態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是；于是她把木塊換成小車，并換用較(選填“光滑”或“粗糙”)的實驗桌面，繼續(xù)完成實驗。⑦小紅把木塊換成小車是通過改變摩擦的，換用實驗桌面是通過改變摩擦的。⑧小敏設計的實驗裝置如圖丙所示，A、B小車內裝有電磁鐵，電磁鐵的通、斷電可遙控實現(xiàn)，當通電時，A、B小車吸合成一體。若要探究一對平衡力是否必須作用在同一個物體上，需要進行的操作是?！敬鸢浮竣傩】ㄆ?，鉤碼的數(shù)量；②大小不相等的兩個力是否為一對平衡力；③不在同一直線上的兩個力是否為一對平衡力；④在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼，使小卡片處于平衡狀態(tài)，然后用剪刀將小卡片從中間位置剪開，觀察小卡片的運動狀態(tài)；⑤相等，靜止；⑥桌面與木塊間的摩擦較大，光滑；⑦變滑動為滾動，減小接觸面的粗糙程度；⑧使電磁鐵斷電，觀察兩小車是否處于平衡狀態(tài)?！窘馕觥竣偃鐖D甲所示的探究方案中，研究對象是小卡片；小明選擇圖甲所示的實驗方案進行探究，在該方案中，是通過調整鉤碼的數(shù)量來改變拉力的大小.②小明將系于小卡片兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪后，在線的左右兩端掛上數(shù)量不同的鉤碼，然后觀察小卡片的運動狀態(tài)，小明這樣做是為了探究大小不相等的兩個力是否為一對平衡力.③小明又在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼，使小卡片處于平衡狀態(tài)，然后把小卡片轉過一個角度再松手。這樣做是為了探究不在同一直線上的兩個力是否為一對平衡力.④接下來，小明想探究沒有作用在同一物體上的力是否為一對平衡力，則小明應如何操作：在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼，使小卡片處于平衡狀態(tài)，然后用剪刀將小卡片從中間位置剪開，觀察小卡片的運動狀態(tài).⑤小紅采用如圖乙所示的實驗裝置進行探究，在實驗中，小紅向左盤和右盤同時加入質量相等的砝碼時，木塊兩邊所受的拉力相等，木塊處于靜止狀態(tài).⑥小紅把右盤中的砝碼換成一個質量較大的砝碼時，發(fā)現(xiàn)木塊仍處于靜止狀態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是桌面與木塊間的摩擦較大；為了減小摩擦力，可以把木塊換成小車，并換用較光滑的實驗桌面，繼續(xù)完成實驗.⑦小紅把木塊換成小車是通過變滑動為滾動改變摩擦的，換用實驗桌面是通過減小接觸面的粗糙程度改變摩擦的.⑧小敏設計的實驗裝置如圖丙所示，A、B小車內裝有電磁鐵，電磁鐵的通、斷電可遙控實現(xiàn)，當通電時，A、B小車吸合成一體。若要探究一對平衡力是否必須作用在同一個物體上，需要進行的操作是使電磁鐵斷電，觀察兩小車是否處于平衡狀態(tài)。探究實驗四：探究影響滑動摩擦力大小的因素【提出問題】滑動摩擦力的大小與什么因素有關?【猜想和假設】由生活經驗進行猜想與假設：當你推箱子時，箱子越重，推起來越費力；地面越粗糙，推起來越費力。①滑動摩擦力的大小可能跟壓力大小有關？②滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度有關？③滑動摩擦力的大小可能跟接觸面積有關？【設計實驗】1.實驗器材：彈簧測力計、木塊、木板3塊（粗糙程度不同）、砝碼等。2.實驗過程：①用彈簧測力計拉木塊在水平木板上做勻速直線運動，則此時彈簧測力計示數(shù)就是摩擦力的大小。②控制接觸面的粗糙程度不變，通過加減砝碼改變木塊對木板的壓力，測出摩擦力。③控制壓力不變，改變木板的粗糙程度，測出摩擦力。④分析數(shù)據(jù)，歸納結論。3.實驗原理：勻速拉動木塊時，木塊在水平方向所受到的力有拉力F、滑動摩擦力f。因為木塊勻速直線運動，所以拉力與滑動摩擦力是平衡力，滑動摩擦力的大小等于拉力的大小，即f=F。4.實驗數(shù)據(jù)表格（見下）?！具M行實驗與收集證據(jù)】1.用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力；2.在木塊上放上砝碼，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，測出此時滑動摩擦力；3.換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持放在木塊上的砝碼不變，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，測出此時的滑動摩擦力大小。4.實驗數(shù)據(jù)表格。次數(shù)次數(shù)壓力的大小程度接觸面粗糙程度摩擦力（N）1小光滑22大光滑33大粗糙4【分析與論證】分析上表記錄，得出影響滑動摩擦力大小的因素。1.在第1與2次實驗中，接觸面的粗糙程度不變，改變壓力，得到的結論是：接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大。2.在2與3次實驗中，壓力保持不變，接觸面的粗糙程度不同，得到的結論是：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。實驗結論：滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，接觸面受到的壓力越大，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大?！窘涣髋c討論】1.探究方法①控制變量法：探究滑動摩擦力的大小與壓力的關系時，控制接觸面的粗糙程度不變，改變物塊對接觸面的壓力；探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時，控制壓力不變，改變接觸面的粗糙程度。②轉換法：通過讀取彈簧測力計的示數(shù)來間接測量滑動摩擦力的大小。2.實驗中要水平勻速拉動木塊，做勻速直線運動，才能保證滑動摩擦力等于的大小拉力大小?！緦嶒炘u估】實驗中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計，所以會導致彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定。因此，將實驗方案改進如下，木塊位于長木板上，用彈簧測力計拉住一端，彈簧測力計的另一端固定。改進后，水平向左拉動長木板，當木塊保持靜止時，木塊處于平衡狀態(tài)，此時無論長木板是否做勻速直線運動，都可以保證拉力的大小始終等于滑動摩擦力的大小?！纠}3】如圖甲、乙、丙是探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗裝置.（1）為了測出滑動摩擦力的大小，實驗中應沿方向拉動使木塊做運動。（2）為了得出滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力大小之間的比例關系，某同學利用兩圖所示的實驗裝置取得的實驗數(shù)據(jù)如表所示，分析表中數(shù)據(jù)，并寫出得出的結論：。（3）在第4次實驗中，如果加速拉動木塊，則彈簧測力計示數(shù)1.4N，此時木塊受到的滑動摩擦力1.4N（均選填“大于”“小于”或“等于”）。（4）探究“滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系”時，應選用兩圖所示的實驗裝置進行探究。（5）下列現(xiàn)象中，你認為可以利用甲、丙兩次實驗所得出的結論進行解釋的是（填序號）A.用力捏住杯子可以防止下滑B.車輪上有凹凸不平的花紋（6）一位同學想探究滑動摩擦力的大小與接觸面積是否有關，于是他將圖甲中的木塊豎直切去一半，按照正確的操作方法拉動木塊在木板上運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)為0.4N；與第1次實驗的數(shù)據(jù)對比后，他得出“滑動摩擦力的大小與接觸面積有關”的結論。你認為他的實驗設計是（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是.（7）由于上述實驗存在一定的缺陷，故對實驗方案進行了改進，如圖丁，改進后，水平向左拉動長木板，當木塊保持靜止時，木塊處于狀態(tài)，彈簧測力計的拉力（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊所受的摩擦力，此時不要求長木板做勻速直線運動。（8）在圖丁所示的實驗中，由于滑動摩擦力的大小與相對速度大小，因此彈簧測力計的示數(shù)應該是穩(wěn)定的；若實驗中正確操作卻發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，可能的原因是?！敬鸢浮浚?）水平，勻速直線；（2）當接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力大小成正比；（3）大于，等于；（4）甲、丙；（5）B；（6）錯誤，沒有控制壓力大小不變；（7）平衡，等于；（8）無關，長木板表面粗糙程度不均勻?！窘馕觥浚?）為了測出滑動摩擦力的大小，實驗中應沿水平方向拉動使木塊做勻速直線運動，產生拉力與滑動摩擦力是平衡力，大小相等。（2）為了得出滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力大小之間的比例關系，應該控制接觸面的粗糙程度不變，壓力改變，應該利用甲、乙兩圖所示的實驗裝置取得實驗數(shù)據(jù)。實驗結論：當接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力大小成正比。（3）在第4次實驗中，如果加速拉動木塊，則拉力大于摩擦力，因為滑動摩擦力大小不變，所以彈簧測力計示數(shù)大于1.4N，此時木塊受到的滑動摩擦力等于1.4N（均選填“大于”“小于”或“等于”）。（4）探究“滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系”時，應該控制壓力不變，應選用甲、丙兩圖所示的實驗裝置進行探究。（5）下列現(xiàn)象中，A.用力捏住杯子可以防止下滑，是通過增大壓力來增大滑動摩擦力的。B.車輪上有凹凸不平的花紋，是通過增加接觸面粗糙程度增大滑動摩擦力的?？梢岳眉?、丙兩次實驗所得出的結論進行解釋的是B。（6）想探究滑動摩擦力的大小與接觸面積是否有關，應該控制壓力和接觸面的粗糙程度不變。他將圖甲中的木塊豎直切去一半，壓力和接觸面的粗糙程度都變。按照正確的操作方法拉動木塊在木板上運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)為0.4N；與第1次實驗的數(shù)據(jù)對比后，他得出“滑動摩擦力的大小與接觸面積有關”的結論。你認為他的實驗設計是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是沒有控制壓力大小不變。（7）由于上述實驗存在一定的缺陷，故對實驗方案進行了改進，如圖丁，改進后，水平向左拉動長木板，當木塊保持靜止時，木塊處于平衡狀態(tài)，彈簧測力計的拉力等于（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊所受的摩擦力，此時不要求長木板做勻速直線運動。綜合練習1.在“探究重力的大小跟質量的關系”的實驗中，按照圖甲所示，把鉤碼逐個掛在彈簧測力計上，分別測出它們受到的重力，并記錄在下面的表格中.質量m/kg0.10.20.30.40.5重力G/N1______345（1）使用前，除了觀察彈簧測力計的量程和分度值外，還應將彈簧測力計的指針調節(jié)到______刻度線；把鉤碼掛在彈簧測力計上，當鉤碼靜止時，彈簧測力計示數(shù)______鉤碼所受的重力大小。（2）讀出圖甲彈簧測力計示數(shù)填入上表格的空格橫線中______。（3）根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出重力與質量的關系圖像______。（4）由此得出實驗結論：物體所受的重力跟它的質量成______。（5）如圖丙所示是做“判斷重力方向”的實驗裝置。將裝置放在水平桌面上，逐漸改變木板M與桌面的夾角a，觀察到懸線方向是______（選填“OA”或“OB”）；從實驗觀察到的現(xiàn)象可以得出：重力的方向總是______?！敬鸢浮浚?）零，等于；（2）2.6；（3）見圖；（4）正比；（5）OA，豎直向下?！窘馕觥浚?）測量物體重力時，由于重力是豎直向下的，應將彈簧測力計在豎直方向調零。測量物體重力時，當物體靜止時，物體受到的重力與彈簧測力計的拉力是一對平衡力，大小相等。（2）由圖可知，測力計的量程為0-5N，分度值為0.2N，示數(shù)為2.6N。（3）通過描點的方法畫出重力與質量的關系圖像，如圖所示。（4）根據(jù)重力與質量的關系圖像可知，質量是原來幾倍，重力也是原來幾倍，即物體所受的重力跟它的質量成正比。（5）將裝置放在水平桌面上，逐漸改變木板M與桌面的夾角a，懸線的方向始終為豎直方向，懸線方向是OA，從而得到重力的方向總是豎直向下。2．如下表是小華在探究“重力的大小跟什么因素有關”實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)。（1）實驗中，需要的測量工具是和。測量對象測量對象質量m/kg重力G/N比值g/（N/kg）物體10.10.989.8物體20.21.969.8物體30.32.949.8（2）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：。（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：重力和質量的比值是g=9.8N/kg，意思是。A．1kg=9.8NB．重1N的物體質量為9.8kgC．質量為1kg的物體所受重力為9.8N（4）小明同學取了質量不同的蘋果、小木塊、小鐵球各一個，并分別測出它們的質量和重力，來探究物體所受重力大小與質量的關系你認為小明同學的做法。A．不合理，因為他沒有用同種物質的物體做實驗B．不合理，因為他沒有使物體的質量成整數(shù)倍變化C．合理，因為他同樣可以得到的物體所受重力大小與質量的關系D．合理，因為他的操作比甲同學更簡便（5）為了探究物體所受重力大小是否與形狀有關，小剛同學找了一些橡皮泥，用小刀刻成不同的形狀，分別測量出重力，從而得出結論。請問這種探究方法可行嗎？，理由是?！敬鸢浮浚?）天平；彈簧測力計；（2）物體所受的重力跟它的質量成正比；（3）C；（4）C；（5）不可行；探究時沒有控制橡皮泥的質量相等?！窘馕觥浚?）從表中看出，測量的物理量是：質量與重力，所以測量工具是：天平、彈簧測力計；（2）分析表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是：物體所受的重力跟它的質量成正比；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：重力和質量的比值是g=9.8N/kg，意思是：質量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N，故選C；（4）要探究物體所受重力的大小與質量的關系，必須改變物體的質量，蘋果、小木塊、小鐵球的材料不同，不影響探究結果。所以小明同學的做法合理，故選C。（5）把一塊橡皮泥用小刀刻劃成不同形狀，在改變形狀的同時，質量也發(fā)生了變化。所以這種探究方法不可行。3．某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”和“判斷重力方向”的實驗中，進行了如下的實驗探究。（1）在探究物體所受重力大小與物體質量關系時，實驗記錄如表：被測物體物體質量m（kg）重力G（N）G/m（N/kg）物體10.10.989.8物體20.21.969.8物體30.32.949.8①在探究過程中，需要的測量工具有___________、___________。②分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出的結論是：___________。③根據(jù)上表中測量的實驗數(shù)據(jù)分析圖甲，其中能正確描述物體所受的重力G與質量m關系的圖像是___________（選填字母符號）。（2）該組同學在探究重力方向時，實驗裝置如圖乙所示，操作如下：①將該裝置放在水平桌面上后，逐漸改變木板M與桌面的夾角α，會觀察到懸線OA的方向______（選填“變化”或“不變”）；剪斷懸線OA，小球___________（選填“豎直”或“垂直”）下落。②從以上實驗現(xiàn)象分析得到：重力的方向總是___________?！敬鸢浮浚?）①天平，彈簧測力計。②物體所受重力與其質量成正比，③B。（2）①不變；豎直；②豎直向下?！窘馕觥浚?）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，要測量質量和重力，實驗所需要的測量工具是天平和彈簧測力計。②因重力與質量之比為一定值，故分析表中實驗數(shù)據(jù)得出的結論是：物體所受重力大小與其質量成正比。③由于物體所受的重力跟它的質量成正比，所以重力隨質量的變化關系圖像為過原點的傾斜直線，故選B。（2）①因為重力的方向總是豎直向下的，所以逐漸改變木板M與桌面的夾角α，會觀察到懸線OA由于受重力的作用方向保持豎直方向不變；剪斷懸線OA，小球受到重力的作用會豎直下落。②從以上實驗現(xiàn)象分析得到：重力的方向總是豎直向下的。4.如圖所示，在“探究阻力對物體運動的影響”實驗中，觀察將毛巾、棉布分別鋪在水平木板上和只有水平木板的三種情況下，讓小車分別從斜面頂端由靜止自由下滑，研究小車在水平面上滑行的距離．（1）下面是記錄實驗情況的表格，請你將其中a、b兩項內容補充完整．實驗序號水平部分材料a.b.①②③（2）實驗中每次都讓小車從斜面頂端由靜止下滑的目的是：使小車每次在水平面上開始滑行時的初速度大小______（選填“相等”或“不相等”）．（3）實驗中是通過改變______來改變小車所受阻力的大?。?）實驗中發(fā)現(xiàn)小車在毛巾表面滑行的距離最小；在棉布表面滑行的距離較??；在木板表面滑行的距離最大．由此說明小車受到的阻力越_____（選填“大”或“小”），速度減小得越___（選填“快”或“慢”）．（5）推理：如果小車在水平面上滑行，受到的阻力越來越小，直到變?yōu)榱悖鼘⒆鯻_____．（6）在大量實驗事實的基礎上，牛頓總結了伽利略等人的研究成果概括出了牛頓第一定律，所以牛頓第一定律雖然不是直接由實驗得出的，但是通過符合邏輯的_____得出的正確結論．（7）牛頓第一定律告訴了我們物體的運動___（選填“需要”或“不需要”）力來維持，一切物體都有保持原來_____不變的性質，而_____是改變物體運動狀態(tài)的原因．【答案】（1）a.小車受阻力的情況，b.小車運動的路程；（2）相等；（3）水平面的粗糙程度；（4）小、慢；（5）勻速直線運動；（6）推理；（7）不需要，運動狀態(tài)，力?！窘馕觥浚?）實驗中每次都讓小車從斜面頂端由靜止下滑的目的是：使小車每次在水平面上開始滑行時的初速度大小相等。（3）實驗中是通過改變水平面的粗糙程度來改變小車所受阻力的大?。?）毛巾表面的摩擦力最大，木板表面的摩擦力最?。辉诿薏急砻婊械木嚯x較??；在木板表面滑行的距離最大。由此說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。（5）推理：如果小車在水平面上滑行，受到的阻力越來越小，直到變?yōu)榱?，它將做勻速直線運動。（6）在大量實驗事實的基礎上，牛頓總結了伽利略等人的研究成果概括出了牛頓第一定律，所以牛頓第一定律雖然不是直接由實驗得出的，但是通過符合邏輯的推理得出的正確結論．（7）牛頓第一定律告訴了我們物體的運動不需要力來維持，一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質，而力是改變物體運動狀態(tài)的原因．5．在探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，小華設計如圖所示的實驗：將棉布鋪在水平木板上，讓小球從斜面的頂端靜止?jié)L下，觀察小球在水平棉布表面滾動的距離；再去掉棉布，重復上述操作。（1）兩次實驗，小球都從斜面的頂端靜止釋放，目的是：。（2）讓小球在不同的表面上運動，目的是：。（3）實驗時，小球都運動到兩個表面的A點以外，無法比較小球在兩個水平表面上滾動的距離。①在圖中畫出小球在木板表面運動時的受力示意圖。②利用已有的裝置，設計一個改進實驗的方案，能比較小球在不同表面的滾動距離。方案是：?！敬鸢浮浚?）使小球到達底端具有相同的速度；（2）改變阻力大??；（3）①如圖示；②將斜坡的坡度改小，讓小球早停下來?！窘馕觥浚?）為了比較小車運行的距離與阻力的關系，因此應使小車在斜面的同一高度滑下，使其到達底端具有相同的速度；（2）讓小球在不同的表面上運動，目的是：通過改變接觸面的粗糙程度，改變阻力大??；（3）①小球在木板上運動時，受到沿水平向左的摩擦阻力的作用，重力和木板對小球的支持力，受力示意圖如下所示：（2）探究水平面上摩擦阻力對車運動的影響，要比較小球在不同表面的滾動距離，應將斜坡的坡度改小，讓小球早停下來。6．某物理學習小組在“探究二力平衡的條件”實驗時，自制了一套如圖所示的實驗裝置，將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的細線，分別跨過左右支架上的定滑輪。（1）本實驗觀察的對象是______；（2）在細線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向______（選填“相同”或者“相反”），并通過調整鉤碼的數(shù)量來改變兩端拉力的______；（3）當兩端所掛鉤碼數(shù)量相同時，把小卡片轉至如圖所示位置，松手時小卡片將______（選填“轉動”或“靜止”），說明不在同一直線上的兩個力______（選填“能”或“不能”）平衡；（4）將小紙片從中間用剪刀剪斷，發(fā)現(xiàn)小紙片運動，說明______在同一物體上的兩個力平衡。【答案】（1）小卡片；（2）相反，大小。（3）轉動，不能，作用點?！窘馕觥浚?）實驗中通過觀察小卡片能否靜止，確定其是否處于平衡狀態(tài)，故研究對象是小卡片。（2）小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，鉤碼的數(shù)量越多，拉力就越大，通過調整鉤碼的數(shù)量來改變兩端拉力的大小。（3）小卡片轉過一個角度，小卡片兩端的拉力就不在一條直線上，紙片就會轉動，說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡。（4）將小紙片從中間用剪刀剪斷，兩個力不在同一個物體上，小紙片運動，說明作用點在同一物體上的兩個力平衡。7.在探究“二力平衡的條件”的實驗中，小剛同學采用的實驗裝置如圖1甲所示，小華同學采用的實驗裝置如圖乙所示。（1）圖1這兩個實驗裝置中，你認為裝置_____（選填“甲”或“乙”）更科學；（2）在裝置乙中，將小車旋轉一定角度，松手后，發(fā)現(xiàn)小車旋轉后又恢復原狀。這說明兩個力必須作用在同一_____（選填“物體”或“直線”）上，物體才能平衡；（3）在圖2中，當卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象。這說明兩個力必須作用在同一_____（選填“物體”或“直線”）上，物體才能平衡；（4）在進行如圖1乙所示的實驗時，小華在小車左端掛上2N的鉤碼，右端掛上2N的鉤碼時，小車靜止，此時小車受到的_____（選填“可能”“一定”或“一定不”）是平衡力。【答案】（1）乙；（2）直線；（3）物體；（4）一定.【解析】（1）為了減小摩擦力對該實驗的影響，故乙裝置更合理，小車與桌面間屬于滾動摩擦，比滑動摩擦小得多。（2）用手將木塊扭轉一個角度，這樣兩個力不在同一直線上，木塊將無法在這個位置平衡，說明兩個力必須滿足兩個力在一條直線上。（3）當小卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，由于二力不在同一物體上，所以卡片會動，說明二力平衡的又一個條件是必須作用在同一物體上。（4）在小車左端掛上2N的鉤碼，右端掛上2N的鉤碼時，小車靜止，雖然兩個拉力不相等，但此時小車還受到摩擦力的作用，由于小車靜止時處于平衡狀態(tài)，所以此時小車受到的一定是平衡力。8．如圖甲所示是小明同學設計組裝的“探究二力平衡的條件”實驗裝置。（1）實驗中，小明將系于小車兩端的線分別跨過桌面左右兩端的滑輪，在線兩端的小盤上放上砝碼，通過調整______來改變F1和F2的大?。唬?）實驗中，保持F1和F2大小相等，用手將小車扭轉一個角度，松手后，小車將______（選填“轉動”或“保持靜止”），設計這一步驟是為了探究兩個力是否______；（3）小華同學設計組裝了如圖乙所示的實驗裝置，比較甲、乙兩種實驗裝置，______的實驗裝置更合理，原因是該設計減小了______對實驗的影響?！敬鸢浮浚?）砝碼個數(shù)；（2）轉動，在同一直線上；（3）甲，摩擦力?！窘馕觥浚?）小車水平方向受到向左和向右兩個拉力的作用，實驗中通過調整砝碼的數(shù)量來改變小車所受拉力的大小。（2）實驗中，保持F1和F2大小相等，用手將小車扭轉一個角度，松手后，小車將轉動，因為此時小車受到的兩個拉力大小雖然相等，但兩個力不在同一條直線上，即設計這一步驟是為了探究相互平衡的兩個力是否在同一條直線上。（3）甲實驗中小車受到的是滾動摩擦力，乙實驗中小車受到的是滑動摩擦力，而滾動摩擦力小于滑動摩擦力，實驗甲實驗裝置更加的合理，因為甲實驗裝置可以減小摩擦力對實驗的影響。9．在“探究二力平衡條件”的活動中，通過探究力對物體的作用效果來實現(xiàn)探究目的。甲乙甲乙（1）如圖，甲裝置是探究二力平衡條件的一種方法，實驗中通過改變砝碼的_______來探究二力大小的關系；通過扭轉小車松手后觀察小車的狀態(tài)，來探究二力是否____________________。（2）小明發(fā)現(xiàn)用圖甲裝置無法完成全部探究過程，又設計了圖乙所示的裝置．在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象，由此可以得到二力平衡的又一個條件____________。把硬紙板支撐起來，不再與桌面接觸的目的是_______________________?！敬鸢浮浚?）質量，在同一條直線上；（2）作用在同一物體上，在同一直線上；減小摩擦(力)對實驗的影響?！窘馕觥浚?）甲裝置實驗中通過改變砝碼質量來改變對小車拉力的大小，所以可探究二力平衡與二力大小的關系。保持兩邊力相等，用手將小車扭轉一個角度后松手，小車不能處于靜止狀態(tài)，要發(fā)生轉動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上。（2）當小卡片平衡時，用剪刀沿虛線迅速剪斷小卡片，由于二力不在同一物體上，所以兩側鉤碼落下，說明二力平衡的又一個條件是兩個力必須在同一物體上。把硬紙板支撐起來，不再與桌面接觸，硬紙板與桌面間就不存在摩擦力，即減小了摩擦力對實驗的影響。10.如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景：（1）小華將系在小卡片(重力可忽略不計)兩對角上的細線分別跨過左右支架上的滑輪，并在細線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整_________來改變拉力的大小。（2）當小卡片時，說明小卡片處于平衡狀態(tài)；卡片平衡后，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片_____(填“能”或“不能”)平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究___________。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：________________________。（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們都認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗，其主要原因是。A．減小摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．小卡片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉（5）為了減?。?）中小明的問題，可以采取的措施是：。（舉一個例子即可）（6）利用圖丙裝置(選填“能”或“不能”)探究二力平衡的條件。（7）如圖丙實驗時，如果將右側兩個砝碼取下，替換為彈簧測力計，使其豎直向下拉。發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)和左側兩個鉤碼的重力不相等，其可能的原因是。（8）實驗完成后，請你幫小華總結一下二力平衡的條件：。【答案】（1）相反；鉤碼個數(shù)；（2）靜止；不能；不在同一直線上的二力能否平衡；（3）把小卡片剪為兩半；（4）A；（5）將小木塊改為小車或者選擇相對光滑的桌面；（6）能；（7）彈簧自身重力的影響；（8）當同一物體受到等大、反向、在同一條直線上的兩個力時，該物體就處于二力平衡狀態(tài)。【解析】（1）鉤碼因為重力的作用，會對小卡片施加一個拉力的作用，左端的鉤碼對小卡片施加一個向左的拉力，右端的鉤碼對小卡片施加了一個向右的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力；（2）當物體處于靜止或者勻速直線運動狀態(tài)時，稱之為平衡狀態(tài)；小卡片轉過一個角度，小卡片上受到的兩個拉力就不在一條直線上，是驗證不在同一直線上兩個力是否平衡；（3）探究二力平衡時，兩個力是否需要作用在同一個物體上，可把小卡片分成兩半變成兩物體；

（4）小明將木塊放在水平桌面上，木塊在水平桌面上靜止或運動都可能受到摩擦力的作用，就會影響實驗效果；

（5）為了減小木塊與桌面之間的摩擦，可以用滾動摩擦代替滑動摩擦，或減小接觸面的粗糙程度。（6）該裝置能夠滿足到達平衡力的四個條件，可以研究。（7）由于彈簧測力計正常使用時是豎直向上拉，當豎直向下拉時，由于彈簧測力計自身的重力，會使得測量的數(shù)據(jù)小于真實的數(shù)據(jù)。（8）當同一物體受到等大、反向、在同一條直線上的兩個力時，該物體就處于二力平衡狀態(tài)。11.小明同學為了測出木塊A在水平桌面上運動的過程中所受滑動摩擦力的大小，采用了如圖所示的實驗裝置．（1）他用彈簧測力計水平拉動木塊A，應使木塊A沿水平桌面做________直線運動．（2）請你畫出（1）中木塊A的受力示意圖（）；并分析說明這種運動狀態(tài)下彈簧測力計的示數(shù)能表示木塊A所受滑動摩擦力大小的依據(jù)______?！敬鸢浮浚?）勻速；（2）木塊做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，在水平方向所受合力是0，故f=F，則彈簧測力計的示數(shù)能夠表示木塊A所受滑動摩擦力大小.【解析】（1）實驗時，應水平勻速拉動木塊，木塊處于平衡狀態(tài)，則滑動摩擦力大小等于彈簧測力計的示數(shù)；（2）水平勻速拉動木塊，木塊處于平衡狀態(tài)，水平方向受拉力和摩擦力，拉力和摩擦力是平衡力；豎直方向受重力和支持力，重力和支持力是平衡力，受力示意圖如圖所示：彈簧測力計的示數(shù)能表示木塊A所受滑動摩擦力大小的依據(jù)是：由于木塊做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，在水平方向所受合力是零，故f=F，則彈簧測力計的示數(shù)能夠表示木塊A所受滑動摩擦力大?。?2．小蘭為了驗證猜想“滑動摩擦力的大小與壓力大小有關”，找來了調好的彈簧測力計、上表面粗糙程度均勻且一端帶有一個高度可調節(jié)的定滑輪的長木板、表面粗糙程度不同且質量不等的物塊A和物塊B，設計了如圖所示的裝置進行探究。請你幫助小蘭將實驗步驟補充完整：（1）如圖所示，將長木板放在水平桌面上，將物塊A放置在水平木板上，細線一端與物塊A的掛鉤相連，另一端穿過定滑輪與彈簧測力計相連。調節(jié)定滑輪的高度，直至細線和木板平行；（2）豎直向上拉動彈簧測力計，使物塊A在長木板上做___________運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1，此時物塊所受滑動摩擦力f1=F1，將數(shù)據(jù)記錄表格中；（3）_______，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F2，此時物塊所受滑動摩擦力f2=F2，將數(shù)據(jù)記錄表格中。（4）比較f1與f2的大小，若發(fā)現(xiàn)f1______f2（選填“=”、“≠”），則說明物體受到的滑動摩擦力的大小與其受到的壓力大小有關?！敬鸢浮浚?）勻速直線；（3）把物塊B疊放在物塊A上，重復步驟（2）的實驗；（4）≠.【解析】（2）豎直向上拉動彈簧測力計，使物塊A在長木板上做勻速直線運動，此時物塊A在水平方向上受到水平向右的拉力和向左的滑動摩擦力，由二力平衡條件可知，此時物塊A所受滑動摩擦力f1=F1。（3）為了探究滑動摩擦力的大小與其受到的壓力大小關系，應該控制接觸面的粗糙程度不變，改變壓力的大小，可以把物塊B疊放在物塊A上，重復步驟（2）的實驗，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F2，此時物塊A所受木板的滑動摩擦力f2=F2，將數(shù)據(jù)記錄表格中。（4）比較f1與f2的大小，若發(fā)現(xiàn)f1≠f2，則說明物體受到的滑動摩擦力的大小與其受到的壓力大小有關；若發(fā)現(xiàn)f1＝f2，則說明物體受到的滑動摩擦力的大小與其受到的壓力大小無關。13.在學習摩擦力時，小華與小王兩位同學猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：①接觸面所受的壓力；②接觸面的粗糙程度。他們進行合作，做了如圖所示實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)：實驗序號實驗序號接觸面壓力（牛）彈簧測力計示數(shù)（牛）1木板面40.62木板面60.93毛巾面62.5a.如圖甲，在木板上用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力。b.如圖乙，在木塊上加一砝碼，從而改變木塊