初中物理运动和力实验题

生活处处有物理，只要你留心，身边的许多物品都可以用来做物理小实验。现有一个矿泉水瓶，一块海绵，适量的水，请利用这些物品设计物理小实验，只需写出简单的实验做法及对应的物理 知识即可。（要求：物理知识不能重复）

示例：矿泉水瓶放手从高处落下，说明矿泉水瓶受到重力作用。

（1）　　

（2）　　。

实验小组要探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。

（1）如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时F₁、F₂的方向　 　，大小　 　；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止，此时F₃　 　F₄；当右端再挂上一个钩码时，如图丙，小车将做变速运动，此时F₅　 　F₆。

（2）在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后，观察小车的情况，这样做可以探究什么问题？

（3）对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到两个力的大小关系如何？还能看出小车受非平衡力作用时，运动状态将怎样？

测量仪器是科学探究中必不可少的，不同的测量仪器有不同的用途和使用方法。请根据已有的知识回答下列问题：

（1）甲图中刻度尺的测量结果是　　cm。

（2）写出乙图中使用弹簧测力计时的注意事项　　。（写出一条即可）

（3）小逸同学用一架已调平的天平测量一块金属的质量为96.4g。当天平平衡时，天平右盘中共有　个砝码，丙图是该天平的标尺，则游码应调到 　g的位置（只填数据，不需要在标尺上画游码位置）。

（4）实验室需要100g纯水，如果用丁图所示的量筒来直接盛装，则水的体积为　　ml。

（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为　　N。

（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。

a．小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮只改变了力的　　，不改变力的　　（均选填“大小”或“方向”）。所以，小明认为图1中b绳对乙的拉力为3N。

b．图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对　（选填“相互作用力”或“平衡力”）。为了探究这两个力的大小关系，再做如图4的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等。于是可以得出，b绳对乙的拉力　　乙对b绳的拉力（选填“等于”或“不等于”）。由此可知，图1中b绳对乙的拉力为　　N。

（3）再通过受力分析可得，图1中地面对乙有　　N的支持力。

张刚同学在完成"测量物体运动的平均速度"后，还想用如图所示实验装置探究从斜面下滑物体运动的快慢与哪些因素有关。他对小车下滑快慢的因素进行如下猜想：

猜想一，与斜面的高度有关：猜想二，与斜面的长度有关。

"测量物体运动的平均速度"实验的原理是 　 　。为了验证猜想一，他设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放，测出下滑时间。通过测量，发现每次下滑的时间不同，于是得出猜想一是正确的。

请对张刚这一探究作出评价，指出他存在的问题是： 　 　。

学校在运动会上要举行拔河比赛。某班级组队时。同学们陷入了不同意见之中。请你仔细观察。认真分析，帮体育委员解决问题。

探究真知：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，同学们做了如图甲所示的实验。实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做　　运动，这样做可以根据　　的知识得出拉力与摩擦力的大小相等。

分析总结：实验现象说明。在拔河比赛中可以通过　　（选填“增大”或“减小”）接触面的粗糙程度和　　来增大人与地面的摩擦力。使班级贏得比赛。

科学决策：组队时。在班上选体重　　（选填“大”或“小”）的同学参加比赛。同时在比赛时脚穿图2中　　（选填“甲“、“乙”或“丙”）种鞋。

图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1m。移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v₀＝0.05m/s，水的密度为1.0×10³kg/m³，求：

（1）移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强；

（2）球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度；

（3）已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f＝kv，球的体积用V，水的密度用ρ₀表示，请推导球的密度表达式（用字母表示）

在“测量物体运动的平均速度”的实验中；

（1）如图甲所示，把小车放在斜面的顶端，金属片放在斜面的底端，用刻度尺测出小车将要通过的距离s＝

　　cm，如图乙所示，用停表测出小车从顶端滑下到撞击金属片的时间t＝　　s，利用速度公式就可以计算出小车通过斜面全程的平均速度。

（2）如图丙所示，当小车静止在水平桌面上时，请画出小车受力的示意图。

物理实验课上，某实验小组利用带有刻度尺的斜面，小车和数字钟测量小车的平均速度，如图所示，图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时刻的情形，显示时间的格式是"时：分：秒"。

（1）小车从斜面下滑过程中，其能量转化情况是 　 　。

（2）由图可知，小车从乙位置运动至丙位置的平均速度是 　 　m/s；

（3）小组同学们讨论后认为实验时斜面的倾斜度不宜太大，你认为这样做的理由是 　（答案合理即可）。

小明用六个重力G均为10牛，体积不同的球体，研究放入球体前后容器底部受到水的压力增加量△F的情况。他分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中，待球体静止，得到容器底部受到水的压力增加量△F，实验数据和实验现象如表

实验序号	1	2	3	4	5	6
放入的球体	A	B	C	D	E	F
△F（牛 $)$	5	6	8	10	10	10
实验现象

（1）观察序号1或2或3中的实验现象并比较△F和G的大小关系，可得出的初步结论是：当放入的球体在水中沉底时， 　　。

观察序号4或5或6中实验现象并比较△F和G的大小关系，可得出的初步结论是， 　　。

（2）小明得出"在盛有等质量水的相同容器中，当放入球体的重力相同时，球体的体积越大，△F越大"的结论。由表中实验序号 　　的现象，数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确。

（3）分析表中序号1-6的现象，数据及相关条件，可得出：在盛有等质量水的相同容器中，当放入球体的重力相同时， 　　体积越大，△F越大。

小明和同学打乒乓球时，注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下，落地点时远时近。小明思考：若运动着的小球从桌上滚落后，小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢？他的猜想如下：

猜想一：小球的落地点到球台的水平距离 $s$ 可能与小球离开桌面的速度大小有关；

猜想二：小球的落地点到球台的水平距离 $s$ 可能与桌子的高度 $H$ 有关。

然后，小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置，并进行了实验，得到了部分数据如表。

同一钢球， $H=1.2m$
次数	小球高度 $h/m$	落地点到桌子的水平距离 $s/m$
1	0.1	0.65
2	0.2	0.96
3	0.3	1.16

（1）在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下，其目的是： 　　。

（2）分析表中数据你可得到的结论是： 　　。

同学们利用如图甲所示的实验装置，测量物体所受的滑动摩擦力。

（1）实验中，应在水平方向拉着木块做 　　直线运动；根据 　　得出滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。

（2）"创新"小组在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出了如图乙所示的图象，分析图象可以得出的结论是 　　。

次数	1	2	3	4	5	6
$F_{压}/N$	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
$f/N$	0.8	1.3	1.6	1.9	2.4	2.8

（3）"牛顿"小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是 　　。

小李同学想要利用如图13所示的装置来探究"物体动能大小与什么因素有关"。

（1）在探究"动能的大小与速度的关系"时，应保持小车的 　　相同，让小车从斜面上 　　（选填"相同"或"不同" $)$ 的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。

（2）本实验运用了两种研究方法：一是 　　，二是转换法。就本题来说用木块 　　来反映小车动能大小的方法就是转换法。

他在实验的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究"阻力对物体运动的影响"。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。

（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的 　　。

（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最 　　，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做 　　运动。

在探究阻力对物体运动的影响时：

（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是 　　。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 　　。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将 　　。

（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是 　　。

在探究"影响滑动摩擦力大小的因素"实验中，小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。

（1）将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使木块做 　　运动，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

（2）甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 　　有关； 　　两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。

（3）小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关，于是他在上述用实验的基础上，将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验，将测得的数据记录在表格中，由表中数据验证了自己的猜想，这种做法 　　（正确/错误），理由是 　　。

次数	木块大小	接触面积S/cm ^2	摩擦力f/N
1	整块	150	1.5
2	三分之二块	100	1.0
3	三分之一块	50	0.6