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1、2022年中考物理复习探究性试题汇编之运动和力一.速度与物体运动(共1 小题)1.(2021 如皋市校级模拟)“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是怎么回事呢?原来从高空下落的物体,开始时的速度会越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,当速度增大到一定程度,空气阻力增大到与物体的重力相等时,这时物体将以这一速度做匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度,所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发,小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等,得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系,部分实验数据如表所示。(g=10N/kg)小球编号12345小球质量m(g
2、)254540小球半径r(cm)0.50.51.523小球的收尾速度v(m/s)16404020(1)从图中可以看出该小球在BC段做 运动。(2)实验中,测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是;编号为1的小球在B处 所 受 空 气 阻 力 为。(g=10N/kg)(3)通过比较 号和 号小球可以初步得出结论:半径相同时,小球受到的最大空气阻力与速度成正比。(4)通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是:速度相同时,小球受到的最大空气阻力与(5)如果上述规律具有普遍性,为了与4号小球作对比,再次探究最大空气阻力与小球半径的关系,5号小球的质量应设置为 g=B1 C二.力的作用效果(共 1 小题)
3、2.(2020盐城)将一小段黄瓜悬挂,小明用强磁铁靠近其一端,发现黄瓜发生了微微的转动。他猜想强磁铁对水产生了力的作用,并通过实验验证自己的猜想。下列实验可验证其猜想的是()A.将塑料袋装满水后悬挂,用强磁铁靠近水袋,水袋静止不动B.将一小段香蕉悬挂,用强磁铁靠近其一端,香蕉微微转动C.将另一小段黄瓜悬挂,用强磁铁靠近其一端,黄瓜微微转动D.将水放置在盆中,用强磁铁靠近水面,水面向下微微凹陷三.阻力对物体运动影响的探究实验(共 3 小题)3.(2020春江津区期中)在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙 述 不 正 确 的 是()毛巾 棉布 木板甲 乙 丙A.每次实验时,让
4、小车从同一斜面的顶端由静止开始下滑B.实验中运动的小车可能会停下来、也可能滑出木板外,若滑出木板外可以将这次实验下滑的高度降低C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,速度减小得越慢D.在类似甲、乙、丙的实验现象的基础上,推测:如果运动的物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去4.(2021 镇江二模)小江同学骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和车子速度有关,为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。(1)为了探究小球在
5、水平面上的滑行距离与速度的关系,小江应该先后三次将小球从斜面的(同一/不同)高度处释放,比较小球在(同一/不同)粗糙面上滑行的路程。(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,小江先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放,三次实验结果如图所示,小江在此现象的基础上,通过科学推理得出结论:运动的物体如果不受力的作用,将。(3)在 上 述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为Wi,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则 W i W2(选填或=)。(4)而后,他又利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块,如图所示。利用该实验探究超载带来的安全隐患,该实验方案 (可行/不
6、可行),若他按此方案操作,他会看到的现象是:。5.(2 0 2 1 贵阳模拟)在 探 究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车每次从斜面顶端由静止滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离(每次测量时都观察小车右端所对刻度线的位置),结果记录在下表中。丙甲乙接触面毛巾棉布木板阻力的大小大较大小小车运动的距离s/c m1 8.32 6.8(1)该实验通过反映阻力对物体运动的影响;(2)第三次实验中,小车在水平木板上滑行时的停止位置如图中所示,则小车在木板上滑 行 的 距 离 为;(3)分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的距离就越,速度减小得越 (选 填“快
7、”或“慢(4)根据实验结果推理可得:运动的物体,如果不受力时,将。(5)小丽同学通过上面的探究学习了解到的知识,思考了一个问题:当自己荡秋千运动到最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想,你 认 为 其 中 正 确 的 是。(图中的黑点表示小丽同学)A.做匀速圆周运动B.做匀速直线运动C.继续来回摆动D.保持静止状态(6)小丽同学想探究木块在木板上滑行的摩擦力大小,如图乙所示,拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动,则摩擦力 (选 填“大于”“小于”“等于)弹簧测力计示数,原因是;小明在竖直方向上将弹簧测力计调零后,如图丙所示将弹簧测力计沿水平方向拉着木块
8、做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小 (选 填“大于”“等于”“小于”)弹簧测力计的示数。四.二力平衡条件的应用(共 2 小题)6.(2021 金牛区模拟)利用如图所示的器材,探 究“二力平衡的条件”实验:(1)小车所受摩擦力越,对实验影响越小。(2)在左右两边挂上 个数的钩码(选 填“相同”或“不同”),再将小车扭转一个角度后释放,这样的操作可以研究二力平衡所需要满足“”的条件。(3)下列选项中最容易判断出二力是否平衡的是 oA.左右两边钩码的质量是否相等B.左右两边钩码的重力是否相等C.桌上小车是否做匀速直线运动D.桌上小车是否处于静止的状态(4)王海同学在对本实验进行评估时认为,利用这套
9、装置研究二力平衡的条件,从原理上来分析是有瑕疵的,你认为他提出这一想法最可能的依据是A.小车还受重力和支持力作用B.钩码还受到重力和拉力作用C.桌子受到重力和支持力作用D.同一条细绳受两个拉力作用7.(2021 衡阳)小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:甲 乙 丙 丁(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C 分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但 不相等,则这
10、两个力不平衡。(2)按住塑料块,把跨过B 轮的细线移到C 轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过C 轮的细线移到B 轮上,把塑料块转过90。,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同一物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方 向 成 某 一 角 度 或 方 向 相 反 但,这两个力不平衡。(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其 主 要 原 因 是。A.塑料块容易扭转B.塑料块是比较容易获取的材料C.减少了摩擦力对实验结果的影响五.力的合成与应用(共 2小
11、题)8.(2 0 2 1 海淀区校级模拟)小吴同学利用如图所示的装置探究同一直线上两个力合成时,合力与其中一个分力的大小关系。首先将弹簧的B端固定,再用两个测力计沿两个相反方向拉A端,使 A端到达某一点O并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端,仍将A端拉伸到O点记录下此时拉力的大小与方向,实验中都将弹簧A端拉至O点的目的是:。请分析小吴的数据:在分力F 2 不变时,合力F与分力F i 的关系式为:。分力与合力的关系左 B架效 飒AAAoE v 右0拉力F i/N22.52.83 55.5拉 力 F 2/N1111 11拉力F/N11.51.82 4
12、4.59.(2 0 2 0 泸州)小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个(2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F i=3.0 N、F 2=4.0 N:小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点,弹簧测力计的示数F=7.0 N,如图乙所示。F的作用效果与F i、F 2 共同作用的效果相同,即 F为 F i 和 F 2 的合力,这种探究物理规律的方法是 (选 填“控制变量法”或“等效替代法”);(3)小聪在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F 3=3.0 N、F
13、4=4.0 N;然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F =N.根据你对合力与分力的理解,判断F (选 填 是”或“不是)F 3、F 4 的合力。六.探究弹簧测力计原理的实验(共 2 小题)1 0 .(2 0 2 1 锦江区模拟)某实验小组的同学对两根原长都为8 c m、粗细不同的A、B 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,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量*,根据多组测量数据做出的图线如图乙(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 c m。(2)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示两
14、测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选 填 A”或 B”)制成的测力计测量的精确程度较高。(3)若将本实验中A、B 两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为N。(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 1 0 N/k g),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。液体种类酒精植物油弹簧的示数(N)2.62.7液体密度p(X 1 03k g/m3)0.80.91 1 .小
15、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,将钢锯片夹在厚书内,伸出的长度(简称长度)用L 表示;钢锯片的形变量(弯曲程度)用末端偏移量x 表示,钢锯片弹力用F 表示,其大小等于测力计的读数。实验数据如表:实验次数12345678910长度L/cm15202525252525252525形变量x/cm2212345678弹力F/N0.480.220.060.120.180.240.300.390.510.66(1)由第 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 (填
16、“增大”或“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)分析图像,进 一 步 归 纳 可 得 结 论。(5)钢锯条产生的弹力还可能与 有关。七.探究重力大小跟什么因素有关的实验(共1 小题)12.(2021 永春县模拟)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”的实验中,进行了如下的实验探究。(1)在探究物体所受重力大小与物体质量关系时,实验记录如表:被测物体 物体质量m(kg)重力G(N)G 与 m 的比值(N/kg)物 体 10.
17、10.9 89.8物体20.21.9 69.8物体30.32.9 49.8在探究过程中,需要的测量工具有弹簧测力计、o根据上表中测量的实验数据分析图甲,其中能正确描述物体所受的重力G与质量m 关系的图像是A B C D图甲 图乙(2)该组同学在探究重力方向时,实验装置如图乙所示,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a,会观察到悬线OA的方向(选 填“变化”或“不变”):剪断悬线0A,小球(选 填“竖直”或“垂直”)下落。从以上实验现象分析得到:重 力 的 方 向 总 是。(3)小明同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所
18、受重力大小与质量的关系,你 认 为 小 明 同 学 的 做 法。A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化C.合理,因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系D.合理,因为他的操作比甲同学更简便八.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共3小题)1 3.(2 0 2 2 咸安区校级模拟)在学校冬季运动会上举行拔河比赛,同学们组队时有不同意见。为解决问题,同学们进行了分析和实验探究。(1)理论分析:拔河比赛过程中,甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力,假如甲队获胜,则甲队受到的地面的摩擦力 (选 填“大于”“等于”或“小于”)乙队受到地面的摩
19、擦力。(2)为研究影响滑动摩擦力大小的因素,同学们在老师的帮助下用如图所示的装置进行探究,往沙桶中装沙子的目的是改变(3)实验中用到的两种传感器中,通过.传感器的示数可以知道木板所受摩擦力。(4)成果应用:组队时,应选体重(选 填“大”或“小”)的同学参加比赛。压力传感器1 4.(2 0 2 2东营模拟)如图所示是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)。祛 码、长 木 板(足 够 长)和 毛 巾 探 究“影 响 滑 动 摩 擦 力 大 小 的 因 素”。甲 乙W/7/,丙T(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
20、可知,木块受到的滑动摩擦力为 N o(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,若拉着木块以更大的速度运动,木块所受摩擦力将(选 填“变大”“变小”或“不变”)。(3)实验小组在图甲实验的基础上,又把木块立放在木板上,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 o(选 填“有关”或“无关”)(4)实验小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,于是进行了如图丙所示的实验,但是当弹簧测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成该探究,可 采 取 的 办 法 是。(5)实验小组改用如图丁所示
21、装置进行探究,用 力F水平向右拉动长木板,当弹簧测力计示数稳定时,木块相对于地面(选 填“运动”或“静 止“),其受到的摩擦力方向向,此时的摩擦属于(选 填“静”“滑动”或“滚动”)摩 擦。15.(2021鹿城区一模)科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时,有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小,他们采用如图所示的装置进行了探究,具体步骤如下:取含水率为 1 0.7%的 同品种谷粒若干,用泡沫胶泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方,并在钢板上方放置一定质量的配重.用弹簧测力计水平匀速动钢板,记录弹簧测力计的读数F,重复
22、操作3次。将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板,并分别调整配重的质量,重 复 步 骤 。获得实验结果如表。实验 拉动不同材质薄板的拉力F/牛次数钢板铁板亚克力板11.691.901.8221.621.951.7831.731.871.85(1)实验中每次都要调整配重的目的是 o(2)通过本实验研究,可得出的结论是。(3)为使实验结论更具普遍性,还需选择怎样的谷粒进行进一步实验?2022年中考物理复习探究性试题汇编之运动和力参考答案与试题解析一.速度与物体运动(共1 小题)1.(2021 如皋市校级模拟)“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。这是怎么回事呢?原来从高空
23、下落的物体,开始时的速度会越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,当速度增大到一定程度,空气阻力增大到与物体的重力相等时,这时物体将以这一速度做匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度,所以轻重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此启发,小明认为可以通过测量不同的小球的收尾速度等,得出最大空气阻力跟球的半径和速度的关系,部分实验数据如表所示。(g=10N/kg)小球编号12345小球质量m(g)254540小球半径r(cm)0.50.51.523小球的收尾速度v(m/s)16404020(1)从图中可以看出该小球在BC段做 匀速直线 运动。(2)实验中,测量出小球受到最大空气阻力大小的原理是
24、 二 力 平 衡;编 号 为1的小球在B处所受空气阻力为 O02N。(g=10N/kg)(3)通过比较 1号 和 号 小 球 可 以 初 步 得 出 结 论:半径相同时,小球受到的最大空气阻力与速度成正比。(4)通过比较2号和3号小球可以初步得出结论是:速度相同时,小球受到的最大空气阻 力 与 小球半径的平方成正比。(5)如果上述规律具有普遍性,为了与4号小球作对比,再次探究最大空气阻力与小球半径的关系,5号小球的质量应设置为3 2 _ g。B1 C【考点】速度与物体运动.【专题】实验题;长度、时间、速度;探究型实验综合题;分析、综合能力.【分析】(1)根据相同时间比路程的方法判断物体的运动状
25、态;(2)根据二力平衡条件进行分析,然后根据阻力与重力的关系即可求出阻力的大小;(3)结合控制变量法,根据表中数据找出半径相同的数据即可;(4)通过比较2号和3号小球的相关数据,结合控制变量法得出相应的结论:(5)探究最大空气阻力与小球半径的关系时,需保证小球的速度相同,根据二力平衡的条件可知,质量与小球半径的平方成正比得出质量的大小。【解答】解:(1)已知两个小球间的时间相同,而图示中BC间两球间的距离也相等,由于小球在BC段内,相等的时间内通过的路程相等,因此小球在BC段做匀速直线运动;(2)要测量小球受到的最大空气阻力,根据做匀速直线运动的物体受平衡力分析即可,即阻力等于重力即可求出阻力
26、的大小,因此其原理为二力平衡;阻力:f=G=2 X 1 0 3k g X 1 0 N/k g=0.0 2 N;(3)要得出:半径相同时,小球受到的最大空气阻力与速度成正比的结论,需保证小球的半径相同,根据表中数据可知,1 号和2号小球的半径相同,因此选择1 号和2号的数据;(4)通过比较2号 和 3号小球可知,小球的速度相同,当小球的阻力变为原来至=95倍时,半径的平方之比为(1 5 c m):=%因此速度相同时,小球受到的最大空气阻力(0.5cm)2与小球半径的平方成正比;(5)因为速度相同时,小球受到的最大空气阻力与小球半径的平方成正比,所以比较4号和5 号数据可知,5 号的速度应为20m
27、/s,则质量之比与半径关系如下:m(3 c n 0,解得:m=90g。40g(2cm)2故答案为:(1)匀速直线;(2)二力平衡;0.02N;(3)1;2;(4)小球半径的平方成正比;(5)90。【点评】本题考查了判断小球的运动性质、实验数据分析等问题,关键知道物体达到收尾速度时重力等于阻力,要学会应用控制变量法解题,还要学会分析数据。二.力的作用效果(共 1 小题)2.(2020盐城)将一小段黄瓜悬挂,小明用强磁铁靠近其一端,发现黄瓜发生了微微的转动。他猜想强磁铁对水产生了力的作用,并通过实验验证自己的猜想。下列实验可验证其猜想的是()A.将塑料袋装满水后悬挂,用强磁铁靠近水袋,水袋静止不动
28、B.将一小段香蕉悬挂,用强磁铁靠近其一端,香蕉微微转动C.将另一小段黄瓜悬挂,用强磁铁靠近其一端,黄瓜微微转动D.将水放置在盆中,用强磁铁靠近水面,水面向下微微凹陷【考点】力的作用效果.【专题】应用题;运动和力;应用能力:科学探究能力.【分析】力可以使物体发生形变,物体的形变包括:形状的变化和体积的变化,由题意可知,需要验证强磁铁对水产生了力的作用,只能用强磁铁靠近水,观察水的变化情况得出结论。【解答】解:ABC、塑料袋装满水、一小段香蕉和另一小段黄瓜,用强磁铁靠近它们,可以验证强磁铁对这些物体的作用,不能验证强磁铁对水的作用,故 ABC不符合题意;D、将水放置在盆中,用强磁铁靠近水面,水面向
29、下微微凹陷,可以验证强磁铁对水的作用,故 D 符合题意。故选:D。【点评】本题考查了力的作用效果,力的这两个作用效果有明显的不同,比较容易辨别。三.阻力对物体运动影响的探究实验(共 3 小题)3.(2020春江津区期中)在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙 述 不 正 确 的 是()毛巾 棉布 木板甲 乙 丙A.每次实验时,让小车从同一斜面的顶端由静止开始下滑B.实验中运动的小车可能会停下来、也可能滑出木板外,若滑出木板外可以将这次实验下滑的高度降低C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,速度减小得越慢D.在类似甲、乙、丙的实验现象的基础上,推测:如果运动的物
30、体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去【考点】阻力对物体运动影响的探究实验.【专题】定性思想;探究型实验综合题;科学探究能力.【分析】实验中要求从同一高度滑下,是为了保证小车到达水平面时有相同的速度,从而看出在不同材料上的滑行的距离。而这三种材料我们非常熟悉,从而比较出受阻力的不同,然后我们可以猜想如果没有任何阻力的话,物体的速度将不会改变。【解答】解:A、实验中,小车从同一斜面的顶端由静止开始下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较,故 A 正确;B、实验中,小车从同一斜面的顶端由静止开始下滑,若实验中小车滑出木板外,可以将三次的高度都降低,
31、不能只降低这次实验下滑的高度,故 B 错误;C、实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,速度减小得越慢,故 C 正确;D、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢。由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将做匀速直线运动,牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故 D 正确。故选:Bo【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。4.(2021 镇江二模)小江同学骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多
32、次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和车子速度有关,为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,小江应该先后三次将小球从斜面的 不同(同一/不同)高度处释放,比较小球在 同一(同一/不同)粗糙面上滑行的路程。(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,小江先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放,三次实验结果如图所示,小江在此现象的基础上,通过科学推理得出结论:运动的物体如果不受力的作用,将 做 匀 速 直 线 运 动。(3)在 上 述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的
33、摩擦力做的功为Wi,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则 W i =W 2 (选填或=)。(4)而后,他又利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块,如图所示。利用该实验探究超载带来的安全隐患,该 实 验 方 案 不 可 行(可行/不可行),若他按此方案操作,他会看到的现象是:木块最终移动的距离相同。【考点】阻力对物体运动影响的探究实验.【专题】实验题;探究型实验综合题;科学探究能力.【分析】(1)要探究滑行距离与速度的关系,则应使小球的速度不同,接触面的粗糙程度相同;(2)通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论,最后进行合理的推理得出假如不受力的情况;(
34、3)小球消耗的动能都克服摩擦力做功了,根据小球原来动能的大小比较做功的多少;(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量。【解答】解:(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,应让小球从不同高度处释放,比较小球在同一粗糙面上滑行的路程;(2)通过实验结果可以看出:初速度相同时,水平面越光滑,小球滑行距离越远,小球速度减小的越慢。进一步推理,运动的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动。(3)在本实验中,小球的动能都用来克服摩擦力做功了,由于小球质量和速度相同,所以每次的动能相同,做的功也相同,即 W 1=W 2。(4)若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击
35、同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验目的。故答案为:(1)不同;同一;(2)做匀速直线运动;(3)=;(4)木块最终移动的距离相同。【点评】本题将“阻力对物体运动的影响”、“影响动能大小的因素”两个实验相结合,考查了学生分析实验现象的能力以及严谨的科学观,这就要求我们在平常的实验中多注意分析实验的方法。5.(2 0 2 1 贵阳模拟)在 探 究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车每次从斜面顶端由静止滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离(每次测量时
36、都观察小车右端所对刻度线的位置),结果记录在下表中。甲 乙 丙接触面毛巾棉布木板阻力的大小大较大小小车运动的距离s/c m1 8.32 6.8(1)该实验通过 小车在水平面滑行的距离 反映阻力对物体运动的影响;(2)第三次实验中,小车在水平木板上滑行时的停止位置如图甲所示,则小车在木板上滑行的距离为 6 9.0 c m ;(3)分析表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的距离就越远,速度减小得越 慢(选 填“快”或 慢”)。(4)根据实验结果推理可得:运动的物体,如果不受力时,将 做 匀 速 直 线 运 动。(5)小丽同学通过上面的探究学习了解到的知识,思考了一个问题:当自己
37、荡秋千运动到最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想,你认为其中正确的是 D 。(图中的黑点表示小丽同学)BCDA.做匀速圆周运动B.做匀速直线运动C.继续来回摆动D.保持静止状态(6)小丽同学想探究木块在木板上滑行的摩擦力大小,如图乙所示,拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动,则摩擦力 小于(选 填“大于”“小于”“等于”)弹簧测力计示数,原因是 弹簧测力计没有水平方向拉动木块做匀速直线运动;小明在竖直方向上将弹簧测力计调零后,如图内所示将弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小 大于(选 填“大于”“等于”“小于”)弹簧测力计
38、的示数。【考点】阻力对物体运动影响的探究实验.【专题】实验题;运动和力;分析、综合能力.【分析】(1)实验中通过小车滑行的距离来反映阻力对运动的影响,距离越长,说明阻力越小,速度减小得越慢;(2)根据所给出的分度值,在图中刻度尺上读出小车右边缘所对应的示数,就是小车在木板上滑行的距离;(3)分别比较表格中小车在毛巾、棉布、木板表面所滑行的距离,可得出阻力大小对小车前进距离的影响;(4)根据实验事实,进行合理的推理,即可得出正确结论;(5)首先要明确,当秋千在最高点时的运动状态,再根据前面实验中的研究结论,当物体不受外力时,将保持外力消失一瞬间时的状态;(6)弹簧测力计水平拉动木块时,弹簧测力计
39、显示拉力大小,当木块进行匀速直线运动时,水平方向上受到的滑动摩擦力和拉力是平衡力,滑动摩擦力等于拉力;在竖直方向上对弹簧测力计调零,因弹簧自身重力的作用,会使指针所指的初始位置偏下方,再水平使用时,指针回缩,则测出的力的示数会变小。【解答】解:(1)在实验中,通过小车在水平面上滑行的距离反映阻力对运动的影响;(2)图中刻度尺的分度值为1 c m,则小车在木板上滑行的距离为6 9.0 c m;(3)毛巾、棉布、木板依次越来越光滑,阻力也越来越小,从小车前进的距离来看,阻力越小,小车速度减小的就越慢,小车运动的距离越远;(4)根据实验结果推理可得:运动的物体,如果不受力时,小车将保持原速度做匀速直
40、线运动;(5)当秋千运动到最高点时,人和秋千在这一瞬间是静止的,所以当此时外力全部消失时,人和秋千都会保持静止的状态不再改变。故只有选项D 符合题意。(6)木块在水平面上运动,受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的滑动摩擦力和斜向上的拉力,此时木块对水平面压力变小,滑动摩擦力变小,此时滑动摩擦力小于拉力;当弹簧测力计在竖直方向调零时,挂钩受到重力作用,零点远离拉环。当弹簧测力计水平使用时;挂钩的重力对测量没有影响,零点靠近拉环,所以弹簧测力计在竖直调零,在水平拉动木块时,测量的力小于实际的滑动摩擦力,所以滑动摩擦力的大小大于弹簧测力计的示数。故答案为:(1)小车在水平面滑行的距离;(
41、2)69.0cm;(3)远;慢;(4)做匀速直线运动;(5)D;(6)小于;弹簧测力计没有水平方向拉动木块做匀速直线运动;大于。【点评】此题考查了“探究运动和力的关系”实验,即牛顿第一定律的实验,考查对实验数据的分析处理能力,要深入分析实验收集的信息,分析出数据所反映的物理知识,最后得出结论。四.二力平衡条件的应用(共 2 小题)6.(2021 金牛区模拟)利用如图所示的器材,探 究“二力平衡的条件”实验:(1)小车所受摩擦力越 小,对实验影响越小。(2)在左右两边挂上 相同 个数的钩码(选 填“相同”或“不同”),再将小车扭转一个角度后释放,这样的操作可以研究二力平衡所需要满足“两个力作用在
42、同一条直线 上”的条件。(3)下列选项中最容易判断出二力是否平衡的是 D。A.左右两边钩码的质量是否相等B.左右两边钩码的重力是否相等C.桌上小车是否做匀速直线运动D.桌上小车是否处于静止的状态(4)王海同学在对本实验进行评估时认为,利用这套装置研究二力平衡的条件,从原理上来分析是有瑕疵的,你认为他提出这一想法最可能的依据是 A 1,A.小车还受重力和支持力作用B.钩码还受到重力和拉力作用C.桌子受到重力和支持力作用D.同一条细绳受两个拉力作用【考点】二力平衡条件的应用.【专题】探究型实验综合题;科学探究能力.【分析】(1)桌面越光滑,小车所示摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小;(2)二力平衡
43、的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡;理解二力平衡的含义,要抓住两个要点:一个物体,同时受两个力作用;物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即物体处于平衡状态),在这里需要进一步说明的是:在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动.反之,静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力,匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力.【解答】解:(1)把小车放在较光滑的水平桌面上,小车受到的摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小,对得出实验结论更有利;(2
44、)由题意知,将小车扭转一个角度,这两个力就不在同一条直线上了,所以这样的操作可以研究二力平衡所需要满足“两个力作用在同一条直线上”的条件,根据控制变量法可知,此时应该让这两个力的大小相等,故要在左右两边挂上相同个数的钩码;(3)二力平衡时物体处于受力平衡状态,则物体将保持静止或匀速直线运动状态,这里小车原本静止,故桌上小车是否处于静止状态最容易判断出二力是否平衡,故选D;(4)因为二力平衡理论上只有两个力,但实际上小车还受重力和支持力作用,从而导致小车与桌面之间产生压力从而产生水平方向上的摩擦力影响实验结果,所以有瑕疵,故选A o故答案为:(1)小;(2)相同;两个力作用在同一条直线上;(3)
45、D;(4)A。【点评】本题考查二力平衡条件的应用以及控制变量法的应用,可根据二力平衡条件分析解答本题。7.(2 0 2 1 衡阳)小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:甲 乙 丙 丁(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但 大小 不相等,则这两个力不平衡。(2)按住塑料块,把跨过B轮的细线移到C轮上,在两线端挂上相同质量的钩
46、码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过C轮的细线移到B轮上,把塑料块转过9 0。,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同-物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但 不在同一直线上,这两个力不平衡。(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是 C。A.塑料块容易扭转B.塑料块是比较容易获取的材料C.减少了摩擦力对实验结果的影响【考点】二力平衡条件的应用;二力平衡的概念.【专题】实验题;运动和力;实验基本能力.【分析】(1)(2)二力平衡的条件是作用在同一个
47、物体上的两个力,方向相反,大小相等并且作用在同一直线上;(3)小华的实验塑料块不与木板接触,减少了摩擦力对实验结果的影响。【解答】解:(1)二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力,方向相反,大小相等,两侧所挂钩码不相同,则两侧受到的力大小不等,所以塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但大小不相等,则这两个力不平衡。(2)把塑料块转过9 0。,松手后塑料块由静止开始转动,由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上,这两个力不平衡;(3)小华的实验塑料块不与木板接触,减少了摩擦力对实验结果的影响,故选:Co故答
48、案为:(1)大小;(2)不在同一直线上;(3)C【点评】探究二力平衡的条件考查对实验现象的分析,以及方案的比较,学生应具备相应的动手能力。五.力的合成与应用(共2小题)8.(2 0 2 1 海淀区校级模拟)小吴同学利用如图所示的装置探究同一直线上两个力合成时,合力与其中一个分力的大小关系。首先将弹簧的B 端固定,再用两个测力计沿两个相反方向拉A端,使 A端到达某一点O并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端,仍将A端拉伸到0点记录下此时拉力的大小与方向,实验中都将弹簧A端拉至O点的目的是:保证力F的作用效果与力F i、F 2共同作用的效果相同。请分析
49、小吴的数据:在分力F 2=IN不变时,合力F与分力F 1 的关系式为:F=B -1 N 。拉力F i/N22.52.83 55.5拉力F 2/N1111 11拉力F/N11.51.82 44.5【考点】力的合成与应用.【专题】实验题;运动和力;分析、综合能力.【分析】力 F的作用效果与力F i、F 2 共同作用的效果相同时,这个力F才叫做F i,F 2的合力。同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即 F=F i -F2O【解答】解:(1)力 F的作用效果与力F i、F 2 共同作用的效果相同时,这个力F才叫做F i,F 2 的合力。故将弹
50、簧A端拉到。点再读数的原因是保证力F的作用效果与力F 1、F 2 共同作用的效果相同。(2)根据表中实验数据,比较F与 F i、F 2 的大小关系得出:F=FI-F 2,在分力F 2=1 N不变时,F=F i -I N o故答案为:(1)保证力F的作用效果与力F i、F 2 共同作用的效果相同;(2)I N;F=F i -I N,【点评】本题考查一个力的作用效果与两个分力共同作用的效果的关系,效果相同时这个力才叫这两个力的合力。9.(2 0 2 0 泸州)小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。(1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示,其分度值为 0.