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文檔簡介
試卷第=page22頁,共=sectionpages2525頁實驗09探究阻力對物體運動的影響小車、斜面、長木板、刻度尺、毛巾、棉布。(1)棉布、毛巾、長木板(棉布、毛巾鋪在水平木板上,改變小車受到的阻力);(2)刻度尺測量小車在水平面上運動的距離。(1)將小車放在斜面上,從靜止開始釋放,觀察其在毛巾表面滑行的距離;(2)將小車放在同一個斜面的同一高度處,從靜止開始釋放,觀察其在棉布和木板表面滑行的距離;(3)分析比較小車在不同表面滑行的距離,得出結論;實驗序號水平部分的材料阻力大小小車在水平面運動的距離1毛巾2棉布3木板(1)物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動的距離越遠。(2)若物體不受阻力時,速度不會減小,物體將做勻速直線運動。(1)控制變量法的應用:通過小車從同一斜面的同一高度處有靜止開始釋放來控制小車到達水平面時的速度相同,通過改變鋪在水平部分的材料來改變小車受到的阻力;(2)轉換法的應用:用小車在水平面上運動的距離顯示阻力對運動的影響,運動距離越近,說明阻力對運動的影響越大;(3)科學推理法(理想實驗法):水平面越光滑,小車運動的距離越遠,由此推理出,小車在不受力時將永遠運動下去;(4)讓小車沿水平面運動的目的:使小車在豎直方向受到的重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力;【知識拓展】伽利略認為,當小球沿左側斜面的某一高度向下運動時,無論右側斜面的坡度如何,小球都會沿斜面上升到一定的高度。如果各種阻力都小到可以忽略,在理想情況下,小球將會沿右側斜面上升到與左側下落點等高的地方(如圖),而且右側斜面的坡度越小,小球要上升到相同高度所用的運動時間就越長;如果右側成了水平面,那么,小球將因為永遠無法達到那個高度而一直沿直線運動下去。1.在“探究阻力對物體運動的影響”時,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車。
(1)為了探究運動到底需不需要力來維持,只需研究力對物體運動的影響。實驗中小明讓同一小車從斜面上滑下后沿水平面運動,因為小車在豎直方向受到的重力和支持力是一對,其作用效果相互抵消,相當于小車只受水平方向上的摩擦阻力。只要研究運動的小車在不同的摩擦阻力作用下速度如何變化就可以了。小明在實驗中是如何讓小車受到不同摩擦阻力的?;(2)實驗時要固定斜面,并將小車從斜面上同一位置由靜止釋放,目的是;(3)分析圖中運動情況可知:小車在毛巾表面上滑行的距離最短,說明小車受到的阻力越大,速度減小得越(選填“快”或“慢”);(4)從實驗現象可推理,若水平面絕對光滑,則運動的小車將在水平面上做;這里采用了法;(5)如圖丙,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,則(選填“需要”或“不需要”)重做本實驗以獲取可靠的證據;(6)在本實驗中,“小車在水平面上運動的距離”反映的是。A.小車所受阻力值的大小
B.阻力對小車運動的影響情況
C.A、B選項均正確【追問】(7)如圖丙所示,讓同一小車從斜面的不同高度由靜止開始下滑,則還可以探究小車的關系(選填序號);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。【答案】平衡力讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運動使小車在滑到水平面時的初速度相同快勻速直線運動科學推理不需要B②④【詳解】(1)[1]沿水平面運動,是為了使小車在豎直方向上受到的支持力和重力相平衡,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。[2]通過觀察實驗的過程可知,小明在實驗中讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運動從而使小車受到不同的阻力。(2)[3]為了使小車在滑到水平面時的初速度相同,在實驗中應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下,這里采取的研究方法是控制變量法。(3)[4]實驗中發現:小車在毛巾表面上滑行的距離最短,在木板上滑行的距離最遠,說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢,行駛的距離越遠,阻力越大,速度減小得越快,行駛的距離越短。(4)[5][6]進一步推理可知,若水平面絕對光滑,即小車不受摩擦力,小車的速度不再減小,則小車將做勻速直線運動。這是運用了科學推理法。(5)[7]本實驗中,通過觀察小車在水平面上運動的距離來反映阻力對小車運動的影響情況,三次實驗小車運動的距離不同,可以說明阻力對小車運動的影響,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,無需要重新實驗。(6)[8]本實驗中,在壓力不變時,小車在水平表面受到阻力的大小由接觸面的粗糙程度決定,通過觀察小車在水平面上運動的距離來反映阻力對小車運動的影響情況,利用了轉換法,無法知道小車受到阻力值的大小。故選B。(7)[9]如圖丙所示,讓同一小車從斜面的不同高度由靜止開始下滑,通過小車運動的距離可知克服阻力做功的多少,從而可判斷小車原來具有重力勢能的大小,所以可以探究重力勢能與高度的關系;由于小車從不同高度由靜止滑下,到達水平面時的初速度不同,通過小車運動的距離可知小車達到水平面時的動能大小,所以還可探究動能與速度的關系。故選②④。真題演練1.(2023·西藏·統考中考真題)在“探究阻力對物體運動的影響”實驗中,實驗裝置如圖所示。
(1)實驗過程中,讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止滑下,其目的是使小車進入水平面時的相同;(2)讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,最終小車靜止時的位置如圖所示,可觀察到小車在表面滑行的距離最遠,由此可得出:小車受到的阻力越,速度減小越慢。進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持運動狀態;(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結合該實驗結論,開車時應才能保證行駛安全(寫出一個合理答案即可)。【答案】速度木板小勻速直線減速慢行【詳解】(1)[1]實驗中,為了使小車到達水平面時速度相同,讓小車在同一斜面上從同一高度由靜止滑下。(2)[2][3][4]在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩擦力最小,以上實驗表明:小車受到的阻力越小,速度減小的越慢,運動的距離越遠;進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持勻速直線運動狀態。(3)[5]雪天氣路面濕滑,阻力較小,開車時應減速慢行才能保證行駛安全,否則剎車時汽車運動的距離較大,容易發生追尾事故。2.(2023·內蒙古呼和浩特·統考中考真題)自古以來,就有很多人認為,力是維持物體運動的原因。后來,伽利略提出,物體的運動不需要力來維持。我們通過實驗來研究:如圖所示,讓同一小車從同一斜面的相同位置由靜止滑下,保證小車到達水平面的速度相同,結果發現,隨著小車受到的阻力減小,小車在水平面上滑行的距離變大。分析,思考,推理,得出正確結論:(1)如果小車靜止,不受力,小車將保持靜止狀態;(2)如果小車運動,不受力,小車將保持勻速直線運動狀態。進而思考得出:
(1)如果一個物體不受力,這個物體將保持;(2)力(選擇“是”或“不是”)改變物體運動狀態的原因;(3)牛頓第一定律(選填“能”或“不能”)由實驗直接驗證。【答案】靜止狀態或勻速直線運動狀態是不能【詳解】(1)[1]由題意可知,如果一個物體不受力時,原來靜止的物體將保持靜止狀態;原來運動的物體將永遠做勻速直線運動,速度的大小和方向都不改變,故這個物體將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。(2)[2]由實驗現象可知,在其它條件不變的情況下,小車受到的阻力越小,小車在水平面上滑行的距離越遠;受到的阻力越大,其滑行的距離越近,根據推理,如果小車受到的阻力為0,則小車做勻速直線運動,說明力是改變物體運動狀態的原因。(3)[3]牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步分析、推理、概括出來的科學結論,而不是直接通過實驗得出的,所以不能由實驗直接驗證。3.(2023·山東聊城·統考中考真題)利用如圖所示的裝置,探究“阻力對物體運動的影響”。
(1)讓小車從同一高度由靜止滑下,目的是為了控制小車每次滑到水平面時的相同;(2)實驗通過觀察(選填字母)來反映阻力對物體運動的影響;A.小車滑行的距離
B.接觸面的粗糙程度(3)由實驗可以知道,小車在(選填“棉布”或“木板”)表面上運動時,速度減小得慢;(4)下列對此實驗的分析或推理正確的是;A.實驗中運動的小車會停下來,說明運動要靠力來維持B.如果小車在水平面運動時不受阻力,它就不會停下來(5)實驗完成后,同學們在一起討論運動和力的關系,其中觀點正確的是。A.物體受力,運動狀態一定改變
B.物體不受力,一定會保持靜止C.物體運動,一定受到力的作用
D.物體運動狀態改變,一定受力【答案】速度A木板BD【詳解】(1)[1]根據控制變量法,為了使小車到達水平面的速度相同,需要將小車從斜面的同一高度滑下。(2)[2]實驗中通過觀察小車滑行的距離來反映阻力對物體運動的影響,小車滑行的距離越長,說明阻力越小,故選A。(3)[3]表面越光滑,小車速度減小的越慢,木板比棉布光滑,小車在木板上運動時,速度減小的慢。(4)[4]A.實驗中運動的小車會停下來,因為小車受到阻力的作用,說明力是改變物體運動狀態的原因,故A錯誤;B.表面越光滑,小車速度減小的越慢,推理:如果小車在水平面運動時不受阻力,它就不會停下來,故B正確。故選B。(5)[5]A.物體受力平衡時,可以保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,故A錯誤;B.根據牛頓第一定律,物體不受力,會保持靜止或勻速直線運動,不一定靜止,故B錯誤;C.根據牛頓第一定律,物體不受力的作用,也可以做勻速直線運動,故C錯誤;D.力是改變物體運動狀態的原因,物體運動狀態改變,一定受到力的作用,故D正確。故選D。4.(2023·湖北鄂州·統考中考真題)在學習牛頓第一定律時,同學們分組進行了“探究阻力對物體運動的影響”實驗,如圖所示。
(1)實驗中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,目的是使小車到達水平面時具有相同的;(2)按照圖甲、乙、丙的順序實驗時記錄的內容見下表:接觸面材料小車受阻力情況小車在水平面運動的距離s/cm毛巾大23.2棉布較大45.3木板小97.5同學們分析表中內容,得到的實驗結論是:在其他條件相同時,小車受到的阻力越小,運動的距離越遠;進一步推理得出的結論是:不受阻力作用時,運動的小車將;(3)上述實驗除了用到實驗推理的方法外,還用到了控制變量法和法。【答案】速度做勻速直線運動轉換【詳解】(1)[1]探究阻力對物體運動的影響實驗時,應控制速度相同,改變接觸面粗糙程度,所以使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,目的是使小車到達水平面時速度相同。(2)[2]通過實驗發現,在其他條件相同時,小車受到的阻力越小,運動的距離越遠,所以可以進一步推理,小車在不受阻力作用時,將保持原來的運動狀態,做勻速直線運動。(3)[3]實驗中通過改變接觸面的材料來改變小車受到的阻力大小,所以還運用了轉換法。5.(2023·山東日照·統考中考真題)小明“五一”假期到游樂場體驗了一項驚險刺激的游戲項目“過山車”,滿載游客的“過山車”從軌道的最高端飛馳而下,到達大回環的頂端,再疾馳而下、體驗了“過山車”的驚險刺激后,小明做了以下的實驗探究。
(1)小明設計了如圖甲所示的裝置,右側斜面上可以鋪設不同材質的面料,右側的斜面傾角可以調節:①保持右側斜面傾角不變,在斜面鋪上毛巾,讓小球從左端等高線A處自由下滑,小球(選填“能”或“不能”)到達右側等高線處;②更換較光滑的棉布面,重復剛才的操作,發現滑到右側斜面最高點比第一次距離等高線(選填“遠”或“近”);③繼續更換成更光滑的面料,重復上述操作……;通過以上實驗現象,小明進一步推理得出:當右側斜面時,小球將到達右側等高線處;(2)小明在上述第①次實驗中,取下毛巾,其他條件不變,只減小了右側斜面的傾角。他發現傾角越小,小球在右側斜面上運行的距離越大;
進一步推理得出:當傾角為0°時,如圖乙,如果小球在水平面運動時受到的阻力為0,則小球將做運動。英國科學家牛頓在此類研究成果上,概括總結出一條重要的物理規律“牛頓第一定律”;(3)通過以上實驗,小明發現物體接觸表面的粗糙程度是影響滑動摩擦力大小的因素之一,為了驗證是否還有其他影響因素,小明進一步設計了以下實驗進行探究。如圖丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的兩個物塊,與木板的接觸面的粗糙程度不變:
①實驗要求拉動物塊時均需要保持物塊做運動,此時物塊受力平衡,拉力大小等于物塊受到的滑動摩擦力大小;②由圖丙、圖丁兩次實驗測得(物塊AB一起運動),可得出結論:當接觸面的粗糙程度相同時,接觸面受到的越大,滑動摩擦力越大;③由圖丁和圖戊兩次實驗可以探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小的關系(物塊AB一起運動),實驗測得。可得出結論:。【答案】不能近絕對光滑勻速直線勻速直線壓力滑動摩擦力的大小與接觸面積大小無關【詳解】(1)①[1]由于右側斜面鋪有毛巾,小球在其上面運動時,會受到阻力作用,故在小球運動的過程中,需要克服摩擦力做功,小球的機械能減小,小球不能到達右側等高線處。②[2]更換較光滑的棉布面,小球在運動過程中克服摩擦力做的功變少,機械能減小的少,故小球滑到右側斜面最高點更接近等高線,即比第一次距離等高線近。③[3]根據以上分析可推理出:當左側斜面絕對光滑時,小球在運動的過程中,不需要克服摩擦力做功,機械能守恒,小球將到達右側等高線處。(2)[4]由于力是改變物體運動狀態的原因,如果小球在水平面運動時受到的阻力為0,因此沒有力改變運動的小球的運動狀態,小球將做勻速直線運動。(3)①[5]當物體處于靜止狀態或者勻速直線運動狀態時,物體處于平衡狀態,受的是平衡力作用。因此該實驗中,拉動物塊時均需要保持物塊做勻速直線運動,此時物塊受力平衡,拉力大小等于物塊受到的滑動摩擦力大小。②[6]由圖丙、圖丁兩次實驗可知,圖丁物塊對木板的壓力大于圖丙物塊對木板的壓力,物塊與木板的接觸面的粗糙程度相同,實驗測得,故圖丁中物塊受到的摩擦力大于圖丙中物塊受到的摩擦力。故可得出結論:當接觸面的粗糙程度相同時,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。③[7]由圖丁和圖戊所示實驗可知,物體間的壓力相等、接觸面的粗糙程度相同,接觸面積大小不同,彈簧測力計的示數相同,摩擦力相同,所以可以得出:滑動摩擦力的大小與接觸面積大小無關。跟蹤訓練1.在探究“阻力對物體運動的影響”時,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車。
(1)實驗時要固定斜面,并將小車從斜面上(選填“同一”或“不同”)位置由靜止釋放。目的是;(2)分析小車運動情況可知,小車受到的阻力越小,小車運動的距離越,由此推理可知,若水平面絕對光滑,則運動的小車將在水平面上;(3)如圖,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,是否需要重做本實驗以獲取結論?答:(選填“需要”或“不需要”);(4)不考慮空氣阻力,三次實驗中小車克服摩擦力所做的功(選填“相等”或“不相等”)。【答案】同一見解析遠做勻速直線運動不需要相等【詳解】(1)[1][2]根據控制變量法,要控制小車下滑到水平面的速度相同,實驗時要固定斜面,并將小車從斜面上同位置由靜止釋放,目的是控制小車下滑到水平面的速度相同。(2)[3][4]木板表面最光滑,小車運動時受到的阻力最小,通過的距離最長,分析小車運動情況可知,小車受到的阻力越小,小車運動的距離越遠,由此推理可知,若水平面絕對光滑,小車通過的距離無限長,即運動的小車將在水平面上做勻速直線運動。(3)[5]本實驗根據小車在水平面上通過的距離長短來表示小車在水平面受到的阻力大小,如圖,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,說明在木板上小車受到的阻力最小,不需要重做本實驗以獲取結論。(4)[6]小車下滑到水平面的速度相同,最終的速度相同,動能變化量相同,不考慮空氣阻力,故三次實驗中小車克服摩擦力所做的功相等。【點睛】本題探究“阻力對物體運動的影響”,考查控制變量法、推理法的運用及功與能的關系。2.小亮利用如圖所示的裝置,探究在水平面上阻力對物體運動的影響。
(1)小亮在調試實驗裝置時,將小車從斜面頂端靜止釋放,發現小車一直滑出水平木板右端而掉落下去。為不讓小車滑出木板,他應采取的措施是;(說出一條即可)(2)調試成功后,小亮進行實驗,他每次均將小車放在斜面的同一位置,然后輕輕推動使小車滑下,他操作時的錯誤是;(3)實驗中需要小車每次從同一斜面的同一高度靜止釋放,目的是使小車到達斜面底端時的相同;(4)小亮多次實驗分析論證得出:小車受到的阻力越小,速度減小得越,運動得越遠。并進一步推測:若水平面完全光滑且足夠長,小車將一直做,表明物體的運動(選填“需要”或“不需要”)力來維持。【答案】降低小車從斜面上滑下時的高度輕輕推動小車速度慢勻速直線運動不需要【詳解】(1)[1]將小車從斜面頂端滑下,小車滑出水平木板右端而掉落,說明小車到達水平面的動能較大,速度較大,通過的路程比較大,所以為讓小車不滑出木板,可以換一個更長的木板;或者將小車從高度較低處滑下,或者可以減小斜面的傾角,從而減小小車到達水平面的動能,減小小車在水平面的速度,減小小車通過的路程。(2)[2]實驗時,應使小車從同一高度由靜止自由滑下,而不能去推動小車,因此,“輕輕推動使小車滑下”的做法是錯誤的。(3)[3]實驗中需要小車每次從同一斜面的同一高度靜止釋放,目的是使小車到達斜面底端時的速度相同。(4)[4][5][6]實驗中通過對比小車滑行的距離發現:接觸面越光滑,受到的阻力越小,小車運動的距離越遠,速度減小得越慢,進一步推理可知,如果運動物體不受力時,小車會在水平面上做勻速直線運動,由此可知物體的運動不需要力來維持。3.如圖所示是小蘭同學探究“阻力對物體運動的影響”設計的實驗裝置。
(1)為使滑塊每次到達水平面開始滑行時的速度相同,三次實驗小蘭應讓滑塊從同一斜面的自由下滑;為了讓滑塊在水平面滑行時受到的阻力不同,采取的做法是使水平面的不同。(2)實驗過程中,小蘭忘記記錄滑塊在棉布上滑行的距離s2,請根據圖中標記的s1、s3,確定s2的取值范圍是。滑塊從斜面滑行至水平面時速度較大,動能較大,但滑塊最終靜止在水平面上動能變為零,這是因為滑塊的動能轉化為了。(3)小蘭通過實驗得出的實驗結論是:水平面越光滑,滑塊受到的阻力就越小,滑塊滑行的距離就越(填“遠”或“近”)。但由于阻力始終存在,所以我們無法觀察到滑塊在水平面上做的情形。(4)牛頓在伽利略等人的研究基礎上概括出牛頓第一定律:一切物體在沒有受到外力作用時,總保持勻速直線運動狀態或狀態;牛頓第一定律告訴我們:物體的運動(填“需要”或“不需要”)力來維持。【答案】同一高度粗糙程度內能遠勻速直線運動靜止不需要【詳解】(1)[1]實驗中每次均讓同一滑塊從斜面的相同高度由靜止自由下滑,目的是使滑塊在水平面上開始滑行時獲得的速度大小相等。[2]本實驗中,在水平木板上鋪毛巾和棉布的主要目的是改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大小。(2)[3]棉布的粗糙程度比毛巾光滑,比木板粗糙,所以棉布的粗糙程度比毛巾小,比木板大;滑塊在棉布表面運動的距離比在木板表面運動的距離小,比在毛巾表面運動的距離大,所以滑塊在棉布表面移動的距離;[4]滑塊從斜面滑行至水平面時速度較大,動能較大,滑塊在水平面上克服摩擦力做功,動能轉化為內能,所以滑塊最終靜止在水平面上動能變為零。(3)[5][6]分析圖中運動情況得出:水平面越光滑,小車受到的摩擦力越小,小車的速度減小得越慢,小車運動的距離就越長,若水平面對小車完全沒有摩擦,則小車速度不發生改變,即小車將做勻速直線運動,但由于阻力始終存在,所以無法觀察到滑塊在水平面上做勻速直線運動的情形。(4)[7][8]牛頓在伽利略等人的研究基礎上,概括出牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,所以說力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。4.在“探究阻力對物體運動的影響”的實驗中,讓小車每次從斜面頂端處由靜止自由滑下,改變水平面的粗糙程度,測量小車在水平面上滑行的距離,結果記錄在下表中。接觸面毛巾棉布木板小車受到的阻力大小大較大小小車運動的距離s/cm18.3026.83(1)每次實驗均讓小車從斜面頂端由靜止自由下滑,目的是使小車在水平面上開始滑行時獲得的速度大小(選填:“相等”或“不相等”);本實驗是通過觀察小車在水平面上運動的距離來判斷阻力對物體運動的影響,這種研究問題的方法叫法;小車到達水平面的初始動能是由勢能轉化而來的:(2)第三次實驗中,小車在水平木板上滑行后,停下來的位置如圖所示,讀出小車在木板上滑行的距離并填寫在上面表中相應空格處:;(3)分析表中內容可知:水平面阻力越小,小車滑行的距離就越遠,則小車的速度;進一步推理得出:如果水平面絕對光滑,物體受到的阻力為零,物體的速度將不會減小,則物體將在水平面上做運動。【答案】相等轉換小車的重力勢能32.50減小的越慢勻速直線運動【詳解】(1)[1][2][3]每次都從斜面上同一位置釋放,小車下滑時,重力勢能轉化成小車的動能,使小車運動到斜面底端時的速度相等;實驗通過觀察小車在不同表面運動距離的長短,就可知道阻力對物體運動的影響,這里運用了轉換法。(2)[4]由圖可知,刻度尺的分度值為0.1cm,第三次實驗中,小車在水平木板上滑行時的停止位置到達32.50cm,則小車運動的距離是32.50cm。(3)[5][6]分析表中數據,由毛巾、棉布、到木板,接觸面阻力減小,小車運動的距離增大;由此可知:水平面阻力越小,小車滑行的距離就越遠,則小車的速度減小的越慢;進一步推理得出:如果水平面絕對光滑,物體受到的阻力為零,物體的速度將不會減小,則物體將在水平面上做勻速直線運動狀態。5.(1)探究“阻力對物體運動的影響”的實驗,如圖甲所示:
①讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下,可使小車到達平面時的相同;②讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,小車在(選填“毛巾”、“棉布”或“木板”)表面速度減小得最慢。由實驗進一步推理得出:若運動的小車不受阻力,將做運動;③小車在三個表面克服阻力所做的功(選填“相等”或“不相等”);(2)探究“物體的動能與哪些因素有關”的實驗;①讓質量不同的鋼球分別從同一斜面的同一高度由靜止滾下,撞擊水平木板上相同位置的木塊。如圖乙、丙所示。實驗表明:速度相同時,物體的越大,動能越大;②利用丙圖器材,在木板上用彈簧測力計水平勻速直線拉動木塊,彈簧測力計的示數如圖丁所示。則木塊受到的滑動摩擦力為N。此時如果用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊做加速運動,則木塊受到的滑動摩擦力將(選填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】初速度木板勻速直線相等質量1.6不變【詳解】(1)[1]用同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時小車的初速度相同。[2][3]接觸面越粗糙,小車受到的摩擦力越大,速度減小得越快,毛巾表面最粗糙,阻力最大,木板表面最光滑,速度減小的最慢,小車受到的阻力越小,由上述實驗可推理得:如果運動的物體在沒有受到力的作用時,速度不再減小,將做勻速直線運動。[4]讓小車從同一高度(由靜止)下滑,根據決定重力勢能大小的因素,下滑到水平面時的動能也相同,最終停下來時,克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉化為內能,小車在三個表面克服摩擦力做功相等。(2)[5]因從同一高度由靜止滾下,下滑到水平面時速度一定,推動木塊運動的距離越長。[6][7]由圖丁知,彈簧測力計的示數為1.6N,木塊在木板上做水平勻速直線運動,木塊受到的滑動摩擦力等于彈簧測力計拉力,即1.6N,物體間的滑動摩擦力由接觸面的粗糙程度和物體間的壓力決定,故此摩擦力不變。6.小毅為探究“運動與力的關系”,設計了如圖所示的斜面實驗。讓同一小車滑到接觸面分別為毛巾、棉布和木板的水平面上,觀察小車在水平面上滑行的距離。
(1)為了使小車滑到水平面時的相同,實驗時應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下,這種研究問題的方法是(填“轉換法”“模型”或“控制變量”)法。(2)比較甲、乙、丙三次實驗,發現阻力越小,小車滑行的距離就越(填“遠”或“近”),說明小車運動的速度改變得越(填“快”或“慢”)。(3)伽利略對類似的實驗進行了分析,并進一步推測:如果水平面光滑,小車在運動時不受阻力,則小車將在水平面上。這就說明物體的運動(填“需要”或“不需要”)力來維持。(4)牛頓在1687年他的巨著《自然哲學的數學原理》中,表述了自己的運動和力的關系,后人稱之為“牛頓第一定律”,上述實驗及科學家研究成果給予我們的啟示是。(將正確說法前的字母填寫在橫線上)A.科學定律都可以通過實驗直接得出B.科學推理是科學研究的方法之一C.大多數人認同的觀點就是正確的觀點D.普通人觀點可以質疑,科學家觀點不可以質疑【答案】速度控制變量法遠慢做勻速直線運動不需要B【詳解】(1)[1][2]為了使小車在滑到水平面時的初速度相同,在實驗中應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下,這里采取得的研究方法是控制變量法。(2)[3][4]實驗中發現:小車在木板上滑行的距離最遠,說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢,滑行的距離越遠。(3)[5][6]進一步推理可知,若水平面絕對光滑,即小車不受阻力,則小車將做勻速直線運動,說明物體的運動不需要力來維持。(4)[7]牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律,該定律是在大量經驗事實的基礎上,通過進一步的推理概括得出的。故選B。7.小明發現:滑板車在沿水平方向運動時,如果不再蹬地,它最終就會停下來。實驗小組的同學就這一現象討論的過程中,出現了兩種觀點。一種觀點認為:運動需要力來維持;另一種觀點認為:運動不需要力來維持。兩種觀點相持不下,于是他們準備通過實驗來研究這個問題。他們準備如圖所示的實驗裝置,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,分別在幾種粗糙程度不同的木板上運動,觀察和比較小車滑行的距離。(1)實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是:;(2)實驗中發現:小車在粗糙的木板上滑行的距離最短,在較光滑的木板上滑行的距離最遠,這說明小車受到的阻力越小,速度減小得越(選填“快”或“慢”)。由此他們聯想到雨天駕駛汽車應該(選填“增大”或“減小”)汽車之間的距離;(3)實驗小組的同學們根據實驗現象得出實驗結論;。
【答案】小車每次滑到水平面時的速度相等慢增大物體的運動不需要力來維持【詳解】(1)[1]小車在斜面下滑時做加速運動,根據控制變量法,實驗中每次均讓小車從斜面頂端由靜止下滑,目的是控制小車每次滑到水平面時的速度相等。(2)[2][3]實驗中發現:小車在粗糙的木板上滑行的距離最短,在較光滑的木板上滑行的距離最遠,這說明小車受到的阻力越小,小車運動的距離越遠,速度減小得越慢。因此雨天駕駛汽車應該增大汽車之間的距離,防止因剎車不及時追尾。(3)[4]由實驗可以得出結論,水平面越光滑,小車受到的阻力越小,在水平面上運動的距離越遠,小車速度減小的越慢,據此推理知若水平面絕對光滑,對小車沒有阻力,小車將以不變的速度永遠運動下去,即小車將做勻速直線運動,說明物體的運動不需要力來維持。8.如圖所示,在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中,讓小車分別從斜面頂端由靜止下滑。
(1)實驗中每次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運動時;(2)當小車沿水平面運動時,共受到個力的作用(忽略空氣阻力);(3)實驗表明:表面越光滑,小車受到的阻力越小,小車運動的距離越;(4)通過以上實驗推理得出:如果小車在水平面上滑行,受到的阻力越來越小,直到變為零,它將運動;(5)在大量經驗事實的基礎上,牛頓通過符合邏輯的推理總結出了牛頓第一定律。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。【答案】速度相同3遠做勻速直線不需要運動狀態【詳解】(1)[1]為了比較小車在水平面上運動距離的遠近,需控制小車在滑到水平面時的速度相同,為了達到這一目標,在實驗中應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下。(2)[2]忽略空氣阻力,小車沿水平面運動時,在豎直方向上受到豎直向下的重力和支持力作用,還受到運動方向相反的摩擦力作用,故共受到3個力的作用。(3)[3]由實驗可知,毛巾表面最粗糙,受到的摩擦力最大,小車在毛巾表面上滑行的距離最短;玻璃表面最光滑,受到的摩擦力最小,在玻璃上滑行的距離最遠。說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠。(4)[4]由于小車受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠,進而推理:如果小車在水平面上滑行,受到的阻力越來越小,直到變為零,它的運動狀態將不再改變,一直做勻速直線運動。(5)[5]通過實驗可知,物體不受力時,可以做勻速直線運動,它的運動狀態不改變,說明運動的物體不需要力來維持。[6]通過牛頓第一定律可知,一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質,直到有力改變它的運動狀態為止。9.如圖所示,是“探究阻力對物體運動的影響”的實驗。(1)需將小車從斜面的同一位置由靜止釋放,以保證小車到達水平面時的相同;(2)讓小車先后在鋪有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行,最后所停的位置分別如圖中的小旗1、2、3所示。由此可知,小車受到的阻力越小,小車運動的路程越遠,推理出阻力減小到零時,運動的小車將;(3)小車從斜面下滑的過程,重力勢能轉化為能和內能,由此實驗還可得出的結論是,摩擦力大小與有關。【答案】初速度一直做勻速直線運動動接觸面的粗糙程度【詳解】(1)[1]實驗中每次均讓小車從斜面的同一位置由靜止釋放,是為了使小車運動到斜面底端時的速度相等。(2)[2]讓小車先后在鋪有錦布、木板和玻璃板的水平面上滑行,小車通過的距離不同,由實驗知:接觸面越光滑,阻力就越小,小車運動的距離就越遠,這說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;如果運動的小車不受力時,小車的運動狀態將不會改變,則它將做勻速直線運動。(3)[3][4]小車從斜面下滑,高度減小,速度變大,重力勢能轉化為動能和內能。此實驗改變水平面的粗糙程度,小車受到摩擦力隨之改變,所以可以得出結論:摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關。10.如圖所示,在“探究阻力對物體運動的影響”實驗中,讓小車分別從斜面頂端由靜止滑下,研究小車在毛巾、棉布、木板水平面上滑行的距離。
(1)實驗中每次均讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是:使小車每次在水平面上開始滑行時速度大小(選填“相等”或“不相等”);(2)實驗中發現小車在毛巾表面滑行的距離最近,在棉布表面滑行的距離較遠,在木板表面滑行的距離最遠。說明小車受到的阻力越小,速度減小得越(選填“快”或“慢”);(3)在大量經驗事實的基礎上,牛頓概括出了牛頓第一定律。牛頓第一定律(選填“是”或“不是”)直接由實驗得出的,物理學中把這種科學推理的方法叫做法(選填“控制變量”或“理想實驗”、“轉換”)。【答案】相等慢不是理想實驗【詳解】(1)[1]根據控制變量法,實驗中每次均讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是:使小車每次在水平面上開始滑行時速度大小相等,比較小車在阻力不同的平面上滑行的距離。(2)[2]木板表面最光滑,實驗中發現小車在毛巾表面滑行的距離最近,在棉布表面滑行的距離較遠,在木板表面滑行的距離最遠。說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢。(3)[3][4]根據(2)推理可知,當小車在水平方向上不受力時,小車的速度不會變小,小車做勻速直線運動,在大量經驗事實的基礎上,牛頓概括出了牛頓第一定律。生活中不受力的物體不存在,因此牛頓第一定律不是直接由實驗得出的,而是在實驗的基礎上推理得出的,物理學中把這種科學推理的方法叫做理想實驗法。11.在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中,小華讓同一小車從相同斜面上的同一高度由靜止滑下,小車在水平面上停下的位置如圖所示。(不考慮空氣阻力的影響)
(1)小車從斜面上滑下的過程中,轉化為動能。讓同一小車從相同斜面上的同一高度由靜止滑下,目的是使小車到達斜面底端時的相同,采用控制變量法來探究阻力對物體運動的影響;(2)實驗發現:小車分別在毛巾、棉布和木板表面上運動時,在木板表面運動的距離最遠,說明小車受到的阻力越小,它的速度減小得就越。由此推測:如果小車在水平面上受到的阻力為零,它將(填小車的狀態);(3)小車從斜面上滑下,在水平面上運動的過程中會克服阻力做功,若在毛巾、棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別為P1、P2、P3,則最大(選填“P1”、“P2”或“P3”);(4)在不增加任何器材的情況下,若要探究速度對動能大小的影響,可使小車從斜面的(選填“相同”或“不同”)高度由靜止滑下,比較小車在同一水平面上滑行的距離即可。【答案】重力勢能速度慢做勻速直線運動P1不同【詳解】(1)[1][2]在探究阻力對物體運動的影響的實驗中,應控制小車的初速度相同,為了使小車到達水平面具有相同的初速度,應使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下;小車由斜面上靜止滑下時,其質量不變,高度下降,重力勢能減小,速度增大,動能增大重力勢能轉化為動能。(2)[3]實驗中通過對比發現,由于木板表面最為光滑,小車在木板上滑行距離最遠,說明接觸面越光滑,其在運動過程中受到的阻力越小,速度減小得越慢。[4]由此推理可知:若水平面絕對光滑,則小車滑行時不受阻力影響,小車的運動狀態不變,它將做勻速直線運動。(3)[5]同一小車從斜面上同一個位置滑下,相同的重力勢能轉化為相同的動能,在水平面上運動后停下,該過程中,小車克服摩擦力做功,動能全部轉化為內能,動能相同,內能相同,故克服摩擦力做的功也相同,而小車在毛巾上滑行的時間最小,在棉布上滑行的時間長一點,而在木板上滑行的時間最長,根據可知,當毛巾上克服摩擦力做功的功率大于在棉布上克服摩擦力做功的功率,大于在木板上克服摩擦力做功的功率,即P1最大。(4)[6]若要探究“速度對動能大小的影響”,需要改變小車的速度,即可將小車從斜面的不同高度由靜止滑下,高度越高,速度越大;比較小車在相同水平面上滑行的距離即可。12.在研究“阻力對物體運動的影響”實驗中,可供使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾、天平和小車。(1)上述器材中,不需要用到的器材是;(2)固定斜面,分別將小車從斜面上(填“同一”或“不同”)高度由靜止釋放;(3)圖中描述了先后實驗中所呈現的現象,根據實驗現象可做出如下科學推理:若沒有阻力,則運動的小車將在水平面上(填“靜止”或“勻速直線運動”)。在初中物理學習中,運用科學推理法的實驗還有:中是否可以傳聲;
(4)此實驗說明了力是(填“維持物體運動”或“改變物體運動狀態”)的原因;(5)設實驗中運動的小車在棉布上克服阻力做功為W1,在木板上克服阻力做功為W2,則W1(填“>”“=”或“<”)W2。【答案】天平同一勻速直線運動真空改變物體運動狀態=【詳解】(1)[1]本實驗通過比較小車在水平面
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