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1、专项素养综合全练（二）力的有关实验类型一探究弹簧形变与弹力的关系1.【跨 学 科 数 学】（2 0 2 2江苏常州实验初中期末）某实验小组的同学对4月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（如图甲所示），记录橡皮筋受到的拉力大小月和橡皮筋的伸长量 工,根据多组测量数据作出的图线如图乙所7J o 当 在A橡 皮 筋 上 悬 挂 重 力 为6 N的物体时，4橡皮筋的伸长量为c m;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（选填“4，或B”）制成的测力计的精确度高；（3）根据图像信息可知，若将两根橡皮筋A或两根橡皮筋刀分别串联起来使
2、用 代 替 弹 簧 测 力 计，则 能 够 测 量 力 的 最 大 值 为_N o2 .（2 0 2 2江苏扬州中考）利用一根长橡皮筋自制简易测力计，装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时，小明和小华的方法不同。小明：在回形针上挂6个 5 0 g的钩码，记下指针静止时的位置，等分刻度,画出的刻度线如图2 所示。小华:在回形针上每次加挂一个5 0g的钩码，分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线如图3 所示。0N0 TtTj 工J0 5-0 5-1.0-一指针1.51.0-1.5-2.02.5-3.0 白纸四形v 竖直木板/支架2.0 2.5-3.0-图1图2图3图45 cm2.0 2.5-=
3、-7匚8图5图6实际操作后发现两人的刻线并不完全重合，你认为图的刻度较准确；若采用小明的测力计测力，读 数 为2.0 N,则测量值 真实值。小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1 N的刻线，但未找到1 0 g的钩码。他注意到拉力越大，橡皮筋形变，于是想通过探寻形变与拉力的定量关系进行细分刻度。他测量了每根刻线到零刻线的距离4数据记录在表中。他在坐标纸上画出对应的F-L图像如图4所示，请你利用图像信息在图5中标出2.2 N力对应的刻度线。拉力/v N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0刻线到零刻线的距离L/cm1.00 2.2 0 3.6 0 5.2 07.00 9.0 0小华
4、将钩码逐个取下，测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F-L图像,如图6中图线所示,与拉力逐渐增大过程的图线不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小 于3 N）,为 使 测 量 准 确，请 针 对 此 橡 皮 筋 的 特 性 提 出 操 作 要求:O类型二探究重力与质量的关系3.（2 0 2 2江苏南京南师附中树人学校期中）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”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的关系时,实验数据记录如表：被测物体质量/k g重力G/G与m的比值/(N/k g)在探究过程中，需要的测量工具有
5、托盘天平和 010.111 020.221 030.331 0根据表格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与质量关系的图像是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，来探究物体所受重力大小与质量的关系，你认为小明同学的做法 0A.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B,不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化本实验需要多次测量，其目的与以下实验中多次测量的目的相同的是0A.用刻度尺测量课本的长度B,探究质量与体积的关系小华同学在探究重力的方向时，实验装置如图乙所示，操作如下：将小球用细线悬挂在支架上，并让其自由下垂到一个
6、装有一定量水的水槽中，慢慢改变木板的倾角,让小球始终位于水槽内的水中，悬线与水面的夹角（选 填“会”或 者“不 会”）改 变，由此说明重力的方向始终o类型三 探究滑动摩擦力的影响因素4.（2 0 2 2江苏江阴期中）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，用将木块放在水平木板上，弹簧测力计必须沿水平方向拉动，使木块做运动。此 时 木 块 受 到 的 滑 动 摩 擦 力（选 填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关;在甲实验中，若拉力增大为2 N,则木块所受到的摩擦力（选 填“大于”“等于,，或“小于”）2 N；比较乙、丙 两 图 中 的 测
7、力 计 示 数，可 得 出 结论:O利 用 此 结 论，如 果 要 在 拔 河 比 赛 中 获 胜，应 该 选 用 下 图 中 的类型的鞋。A.鞋底花纹较深 B.鞋底花纹较浅 C.旱冰鞋 比 较 甲、丁实验，发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,他的结论是（选 填“正 确”或“错 误”）的。理由是O5.（2022江苏淮安开明中学期中）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。实 验 过 程 中，弹 簧 测 力 计 必 须 沿 水 平 方 向 拉 木 块 在 木 板 上 做运动,此时,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。按
8、图甲、乙操作，可探究滑动摩擦力大小与 有关；为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，小明进行了图丙的实验，当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 此 实 验 探 究，你 建 议 小 明 可 采 取 的 办 法是,测出滑动摩擦力的大小，再和实验（选 填“甲”或“乙”）进行比较。(4)小明在探究后反思：操作中测力计读数不方便；经老师引导后，将实验装置改成如图丁所示。当他向左拉出木板的过程中，木块受到的摩擦力方向(选填“向左”或“向右”)，若发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是oA.没有匀速拉动木板B.木块的下表面粗糙程度不均匀C.长木板的
9、上表面粗糙程度不均匀D.以上三种情况均有可能答案全解全析1.(1)1 2 (2)J (3)1 5解 析(1)由图乙可知,4 橡皮筋在受到的拉力不大于1 0 N的情况下，夕橡皮筋在受到的拉力不大于1 5 N的情况下,橡皮筋伸长量牙与橡皮筋受到 的 拉 力 厂 成 正 比，设Fhk/A旗,xB,由图知，尸5 N,筋=1 0c m,/1 0 N,A x 尸 1 0 c m,解得，=0.5 N/c m,A 尸 1 N/c m,所以，当在 A 橡皮筋上悬挂重力为6 N的物体时,4 橡皮筋的伸长量项=;7用一=1 2 c m;(2)0.5 N/c m由图乙可知，在测量范围内，受到同样大小的力时，/橡皮筋的
10、伸长量更大，所以，用/橡皮筋制成的测力计的精确度高；(3)将两根A或两根方橡皮筋分别串联起来使用代替弹簧测力计,将两根夕橡皮筋串联时量程大,每根B橡皮筋最大受到1 5 N的拉力，根据力的作用是相互的，两根橡皮筋串联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为1 5 N o2.(1)3 小 于(2)越大 如 图 所 示(3)先测小的拉力，后测大的拉力5 cm三三解析 根据小华的实际测量可知，该测力计的刻度是不均匀的，故小明利用平均法等分刻度是不合理的;对比图2和 图 3可知，小明的测力计测2.0 N的力在实际值的下方，即小于真实值；(2)根据小华的实际测量可知,拉力越大，橡皮筋的形变量越大；由图4 的
11、曲线可知,2.2 N对应的刻度为5.9 c m,所 以 图5标记如图所示；(3)由题知，拉力减小时，橡皮筋不能完全恢复到原来的形状,为了测量准确应先测小的拉力,后测大的拉力。3 .(1)弹簧测力计 B (2)A (3)B(4)不 会 竖 直 向 下解 析(1)根据表中数据，要测量质量和重力，故实验所需要的测量工具是天平和弹簧测力计;因物体所受的重力与它的质量成正比，故重力随质量变化的关系图像为过原点的直线,故选B;(2)小明的做法合理,这样得出的结论更具有普遍性，故 选A;本实验中多次测量是为了使实验结论具有普遍性;用刻度尺测量物体的长度，多次测量是为了求平均值,减小误差，故 选B;(4)因为
12、重力的方向总是竖直向下的，而水面始终是水平的，所以悬线与水面的夹角不会改变。4.(1)匀速直线 等 于(2)压力大小 小 于(3)压力大小一定时，接触面越粗糙，滑 动 摩 擦 力 越 大A (4)错误没有控制压力大小相同解 析(1)弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数；(2)甲、乙两图中接触面粗糙程度相同、压力大小不同，弹簧测力计的示数不同，即滑动摩擦力大小不同，可探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系。在甲实验中，由弹簧测力计的示数可知，滑动摩擦力大小为1.5 N,若拉力增大为2 N,因压力大小
13、和接触面粗糙程度不变，故木块所受到的摩擦力大小仍是L 5 N,小 于2 N;(3)比较乙、丙两图中的测力计示数,压力大小相同，接触面粗糙程度不同，丙中接触面粗糙程度较大，丙中弹簧测力计的示数大于乙中弹簧测力计的示数，可以得出结论：压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。利用此结论，如果要在拔河比赛中获胜应选用鞋底有较深花纹的A类型的鞋；(4)比较甲、丁实验可知，没有控制作用在物体表面的压力大小相同，故这个结论是错误的。5.（1）匀 速 直 线（2）压 力 大 小（3）取下祛码 甲（4）向 左C解 析（1）实验中为了测量滑动摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，使木块做匀速直
14、线运动，目的是使弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力；（2）甲、乙中接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，即滑动摩擦力大小不同，故图甲、乙可探究滑动摩擦力大小与压力大小有关；（3）丙是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同，由于摩擦力较大,测力计量程不够,可以将丙实验中木块上的祛码取下，测出滑动摩擦力的大小,再和甲实验进行比较。在将木板向左拉出的过程中，木块对木板有水平向右的摩擦力，根据力的作用是相互的，木块受到的摩擦力方向是水平向左的；根据影响摩擦力大小的因素可知，在压力不变的情况下，弹簧测力计的示数不稳定，即摩擦力是变化的，说明木板表面的粗糙程度不均匀，故C正确。