初中物理运动和力实验题

（6 分）某学习小组利用如图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：
猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关。

为了验证猜想，学习小组进行了如图乙所示实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动。实验中，用手感受绳子的拉力大小。做几次实验后，得到实验数据如下表：

实验次数	小球的质量（g）	运动的快慢	绳子的长度（cm）	绳子的拉力
1	15	慢	10	很小
2	20	慢	10	小
3	20	快	10	大
4	20	快	15	很大

（1）实验中，小球在竖直方向上受到的      力和     力是一对平衡力（不计空气阻力）。
（2）实验中，在绳子拉力的作用下，小球的运动方向不断改变。这一现象可说明绳子拉力的作用效果是           。若绳子断了，小球       （选填“能”或“不能”）继续做圆周运动。
（3）分析对比实验次数1 、2 的数据，可以初步验证猜想      ；
分析对比实验次数2 、3 的数据，可以初步得出的结论是：                                    。

如下图所示，在“探究运动和力的关系”的实验中，每次都让小车从斜面顶端处由静止开始滑
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，结果记录在下表中。

接触面	小车运动的距离s/(单位：cm)
毛巾	18.00
棉布	26.58
木板

 
（1）从能量转化角度看，小车每次滑行到斜面底端时具有相同的＿＿＿能。
（2）若小车在水平木板上滑行3s后停止，位置如上图所示。则小车的平均速度为＿＿＿m/s。
（3小车在铺有毛巾表面上滑行距离最短，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：一切运动的物体不受外力作用时，它将＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车从同一斜面的顶端下滑到底端，使小车以相同的速度分别在棉布表面和木板表面上运动，小车滑行的距离如图所示：

（1）当小车从斜面顶端下滑到底端过程中，小车的重力势能转化为________和内能。
（2）当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是________。（填选项前的字母）
A.小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B．小车受到的重力和小车对木板的压力
C．小车受到的重力和木板对小车的支持力
（3）实验中可以看出，去掉木板上的棉布后，运动的小车所受的摩擦力减小，向前滑行的距离变大。小车所受摩擦力减小的原因是________________________。
（4）在大量类似实验基础上，牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律。它是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用。
一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图所示。请你认真分析后作出正确的选择：
①不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为________图。
②实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为________图。

在探究阻力对物体运动的影响时，利用的器材有斜面、木板、玻璃板、棉布和小车，如图所示．
（l）每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑，使小车每次进入水平部分时          大小相等．
（2）下面是记录实验情况的表格，请将其中（a）、（b）两项内容补充完整，

实验序号	水平部分材料	（a）	（b）
①
②
③

（3）牛顿第一定律是由此实验直接得来的吗？                     

阅读短文，回答问题
日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。（g取1 0 N／kg）

（1）下列          实验，可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”

A．比较纸锥下落的快慢

B．研究气泡的运动规律

C．探究动能大小与哪些因素有关

D．探究阻力对物体运动的影响

（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为     m/s，此时空气阻力为         依据           原理。
（3）半径相同的小球，质量        （大／小）的收尾速度大。
（4）对于3号小球，当速度为20 m/s时，空气阻力             （大于／等于／小于）重力。
（5）轿车的外形常做成         ，目的是       ；在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车     被（前面／后面）的车撞击时对乘者的伤害。
（6）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议：                     

请按照要求设计实验
（1）利用以下器材：硬纸片、玻璃杯、水、鸡蛋．设计一个最简单的探究物体具有惯性的实验。选用的器材：       ； 探究的方法                    。
（2）利用你考试中的草稿纸，按照示例设计两个实验，指出研究或说明的物理问题

主要实验过程	研究或说明的物理问题
抖动纸张	声音的产生

探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”，需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论。实验室内的实验装置如图所示（定滑轮按45°角固定在桌边上）。小红利用此装置做实验过程中，将木块进行扭转，小亮说：“由于定滑轮无法扭转，所以会影响实验效果”。
（1）在木块不扭转的情况下，“二力平衡”的三个条件中，对哪些平衡条件的探究存在缺陷？
（2）根据实验需要改进该实验装置，简述你的改进方案。

小强受航天员王亚平在太空授课的实验情景启发，他设计了如图所示实验:在竖直悬挂的弹簧下吊一个物体，当把静止的物体从0点沿竖直方向向下拉至A点，放手后，物体在0点上下来回振动。物体振动的快慢与什么因素有关?小强提出猜想一:物体振动的快慢与它的质量有关;猜想二:物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离有关。

（l）请你提出猜想三:物体振动的快慢与                      有关。（l分）
（2）小强找来质量不同的祛码、计时器（停表）、刻度尺等器材，验证他的猜想，所测量的部分实验数据记录如下表:

分析表格中的数据，可以得出结论:                                        。

在实验中经常会出现实验现象与理论的“不配合”，理性思考这些现象有助于提高我们的科学素养．
（1）甲图是研究二力平衡的实验装置，此时小车保持静止．若在右盘中加入一个较小的砝码，小车理应向右运动，但实际操作时小车往往扔保持静止．你认为出现这种现象的原因是                         
（2）乙图是验证质量守恒定律的实验装置，此时天平平衡，当吸滤瓶中的白磷燃烧并冒出大量白烟时，“砰”的一声，橡皮塞冲出，瓶中的白烟也随之冒出．重新塞上橡皮塞，此时会发现天平仍然平衡，你认为出现这种现象的原因是                   ．为了避免在实验过程中橡皮塞被冲出，可以打开吸滤瓶支管上的夹子，并接上一个                                      ．
（3）当实验现象与理论之间出现“不配合”时，可取的做法是       ．
A、否定相应的理论B、放弃实验，直接认同相应的理论C、查阅资料，了解理论的适用条件．

如图所示，是探究“摩擦阻力对物体运动的影响”的实验：

（1）每次实验，小车都是从同一高度下滑，这是为了使小车在不同的水平桌面上开始运动时具有相同的        。
（2）由于摩擦阻力的大小与             有关，所以小车在不同表面上运动的距离不等，表面越光滑，小车受到的阻力越           （选填“大”或“小”），小车运动得越        （选填“远”或“近”）．由此我们进一步推理，若小车受到的摩擦阻力为零，小车将                                  。
（3）上述实验中，若小车上放入钩码，则小车从光滑斜面的同一高度滑下，则达到水平面时的速度将        ，小车在水平面上的距离将         。（选填“增大”、“不变”或“减小”）

物理学中把物体在单位时间内通过的路程叫速度，速度计算公式为：速度＝路程／时间，即v＝s/t。初中物理中还有很多这样定义的物理量，如密度、压强、功率、热值等，这种定义物理量的方法叫做比值定义法。高中物理中也有很多这样定义的物理量，如：把物体在单位时间内速度的变化量叫加速度（注：速度的变化量用△v表示，它等于前后速度之差；加速度用字母a表示，国际单位是m/s²）。由加速度的定义可知：

（1）若一个物体开始运动的速度v₀＝2m/s，经过5s后它的速度变为v_t＝6m/s，则这个物体在5s内的速度变化量△v＝     m/s。
（2）若问题（1）中的物体做匀加速直线运动（单位时间内速度的增加量相等），求出物体的加速度大小a＝m/s₂。
（3）加速度的定义公式a＝     。
（4）匀速直线运动的v－t图像如（甲）所示，图中阴影部分面积表示以速度v匀速直线运动的物体，运动时间为t时通过的路程s；匀加速直线运动的v－t图像如（乙）所示，其中阴影部分面积表示做匀加速直线运动物体，速度由v₀到v_t，运动时间为t时通过的路程s。用v₀、t、a写出s的表达式，s＝     。

在探究“气泡的速度”实验中，小雪选用长80cm、内径10mm的均匀玻璃直管进行实验，在管内注满水，在管的下方用注射器注入小气泡。测量小气泡在管内上升过程中的速度。
（1）该实验的原理是              。
（2）小雪的实验数据如下表所示，根据小雪的实验数据，请你用“实心圆点”在图中标出不同时刻气泡的位置，并将这些点用光滑曲线连接起来。



（3）分析以上探究过程，小气泡的运动特点是                          。
（4）晓彤在小雪实验的基础上进行了改动，利用10cm长的试管做实验，用注射器分三次向试管内注入不同的小气泡，获取相关的数据后，画出图像如图所示，并求出速度的平均值。请你对晓彤的实验进行合理评价。

如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图象可知，当t=1s时，物体处于        （选填“加速”、“匀速”或“减速”）状态：当t=3s时，物体受到的摩擦力为     N，当t=5s时，物体受到的摩擦力为           N，物体在整个过程中通过的路程为    m.

用如图所示的实验装置研究“运动和力"的关系．

（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的   力和     力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力；
（2）每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的         ；
（3）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越       ，速度减小得越      ；
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受外力时，它将              。

某小组同学为了“研究物体的动能大小与哪些因素有关”，让若干小球先后从光滑斜面上由静止滚下，从A到B沿水平面做匀速直线运动，然后在B点分别撞击同一个小木块，并推着木块水平移动一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块被推得越远，表示小球撞击前的动能越大。他们在如图甲所示的装置上安装了数据采集系统，自动生成小球在AB段运动中的S-t图像，并测量了不同小球在水平面推动同一木块移动的距离，部分数据记录在下表中。图乙所示是其中两次质量为0.1千克的小球中从不同高度滚下来在AB段运动的S-t图像。

实验序号	小球质量 （千克）	小球速度 （米/秒）	木块移动的距离 （米）
1	0.1	______	0.2
2	0.1	______	0.8
3	0.2	0.2	1.6
4	0.3	0.2	2.4
5
6

 
（1）请根据s-t图所提供的信息将表格中的数据填写完整。
（2）该小组同学在检查实验数据时发现还有甲（0.1千克、0.3米/秒、1.8米）、乙（0.4千克、0.2米/秒、3.2米）两组数据没有填写入表格。随后马上将甲、乙两组数据依次补填在实验序号5和6中。
请你根据上述实验的所有数据及相关条件进行分析，可得出初步结论：
①分析比较_______________________________________。
②分析比较_______________________________________。