初中物理运动和力实验题

小宇骑车时发现，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．

⑴探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，应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．
⑵ 为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系．小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图甲所示，由此得到结论：                 ．小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，将            ．
⑶ 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W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁    W₂（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）．
⑷ 为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他的实验设计有问题，问题是：             ．更正后完成实验，在如图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲   f_乙（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）.

一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。

(1)①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F_左和F_右，若F_左>F_右，则木板的       侧更粗糙，实验时         （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板        侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置，进行如下操作：
A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触。
B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板。
C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x₁和x₂。
小明想根据x₁和x₂的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义。
①为能根据x₁和x₂的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是         。
②简述改进方法：                                                             。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线   （选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是       。

如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验．

(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             拉动木块；
实验数据如下：

序号	接触面	压力/N	滑动摩擦力/N
1	木块与木板	2.0	0.4
2	木块与木板	2.5	0.5
3	木块与砂纸	2.0	0.6

(2)分析         (选填序号)两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；
(3)由1、2两次实验数据可以得出                                                                                                    
(4)在第一次实验中如果用0.5N的力水平拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力为      N．

图甲是小盛同学探究“阻力对物体运动的影响”的实验

（1）三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止下滑，目的是保证小车到达平面起始端时　 　相同。在水平面上、小车每次停止时的位置如图甲所示，由实验可以看出，在阻力越小的表面上速度减小得越　   　（填“快”或“慢”）从而推理得出：运动的物体不受阻力时，将保持　       　运动状态。

（2）小盛又将小车系上细线，分别倒放、立放在铺有不同材料的水平木板上，用测力计拉动小车，探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，实验如图乙所示。

①实验中，沿水平方向匀速直线拉动测力计，根据　      　原理可测出滑动摩擦力的大小；

②比较第　    　两次实验可知，滑动摩擦力大小与接触面积无关；

③比较第4、5两次实验可知，压力一定时，　           　滑动摩擦力越大。

斜面是一种简单机械，下图是探究这种机械的特点的装置。
（1）如图甲所示那样，测量木块重量时，应使木块保持  状态，并依据   条件得出木块重量的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）将木块放在如图乙所示的斜面上，并用测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到如表的数据：

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	斜面长度s/m	沿斜面拉力F/N
较缓	5	0.2	1	2
较陡	5	0.3	1	2.6
最陡	5	0.4	1	3.2

（3）① 求最陡时斜面的效率；在此过程中木块所受的摩擦力。
② 分析表格数据发现摩擦力    拉力（选填“大于”、“小于”或“等于”），从做功的角度分析，原因是    。

“在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料，小车自斜面顶端由静止开始滑下，比较小车在水平面运动的距离”（如图所示）。伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似实验，并在此基础上分析推理得出著名的牛顿第一定律。请回答下列问题：

（1）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是                                          。
（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）三次实验中小车在       表面上停止得最慢，是因为小车在该表面受到的阻力最    。
（4）进一步推理可知，若水平面绝对光滑（小车不受阻力），则小车会在水平面上做     运动。

小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。

（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是　                　。

（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是　　。

（3）保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且　　，这两个力才能彼此平衡。

（4）小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现象说明力可以改变物体的　　。

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：

（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．	$A.$ 塑料块容易扭转
B．	$B.$ 塑料块是比较容易获取的材料
C．	$C.$ 减少了摩擦力对实验结果的影响

请读出所列各仪表的读数：图1中电阻箱接线柱间的电阻值是 　     　Ω；用细线拴一金属块放入盛有20mL水的量筒中，液面位置如图2所示，则金属块的体积为 　     　cm³；图3中被测物体的长度是 　     　cm；用天平测量一金属块的质量，天平平衡时所用砝码及游码如图4所示，则金属块的质量为 　     　g。

在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）此实验是根据　       　原理测出摩擦力大小的。

（2）小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力　      　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为 $3N$，他认为这时摩擦力的大小为 $3N$，他操作中的错误是　        　。

（3）改正错误后，小明完成了探究过程，比较乙、丙两次实验可得出的结论是　         　。

（4）在图甲、图乙实验中，假如把木板换成海绵，拿掉弹簧测力计，会发现　         　（选填“甲”或“乙”）图中海绵凹陷得更深。说明在受力面积一定时，压力作用效果与　     　有关。

在一次物理兴趣小组活动中，某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。

（1）实验中每次都使同一辆小车从斜面的　　高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的　　。

（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表：

接触面材料	小车受摩擦力情况	小车在水平面运动的距离 $s/\mathit{cm}$
毛巾	大	20.2
棉布	较大	40.0
木板	小	90.1

分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越　　；进一步推理出的结论是：运动的小车不受阻力作用时，将　　。早在300多年前，意大利物理学家　　就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究　　（填写实验名称即可）。

（3）上述实验除用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和　　法。

（4）实验中若再添加一小木块，就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的　　由静止自由滑下，去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。

“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。如图所示，甲、乙两图是同一辆玩具小车两次不同运动的频闪照片，频闪灯的闪光时间间隔为 $1s$，图中数字的单位为 $\mathit{cm}$。根据照片记录的小车位置，回答下列问题：

（1）甲图中小车做　　直线运动，乙图中小车做　　直线运动（选填“加速”、“匀速”或“减速” $)$；

（2）甲图中小车的平均速度是　　 $m/s$，乙图中小车前 $2s$内的平均速度是　　 $m/s$；

（3）物体的运动情况常常可以用图象来描述，图丙中能反映甲图小车运动情况的是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

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）

如图甲是小东同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小东将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向          （选填“相同”或“相反”），并通过调整            来改变拉力的大小。所用滑轮起的作用是             。
（2）当小卡片平衡时，小东将小卡片转过一个角度，松手后小卡片          （选填“能”或“不能”）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究                             。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小东下一步的操作是：                                       。

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小东的实验优于小明的实验。其主要原因是                            。

A．减少了摩擦力对实验结果的影响

B．小卡片是比较容易获取的材料

C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡

D．小卡片容易扭转