初中物理运动和力实验题

课外活动小组的同学们猜想：空气阻力的大小与物体相对空气的运动速度及物体与空气相接触的受力面积两因素有关。为了验证猜想，他们利用实验室的铁架台及两块木板组装成如图23所示的装置：一段斜面与一段平面对接在一起；其中一位同学从家里带来了一辆性能很好的玩具小车，此小车在被推动放手后，能在水平木板上滑行很远的距离，表明木板给车的摩擦力很小。他们将硬纸板垂直固定在小车上，用有“高”、“中”“低”三个风速档位的吹风机对着纸板吹风模拟空气阻力。

（1）保持每次实验时          一定，将小车由静止释放，在小车运动到斜面底端时，打开吹风机对着纸板吹风，小车运动过程中始终使吹风机与小车保持一定距离，小车在风力作用下做减速运动，当速度减到零时及时关闭吹风机，由小车停下时距斜面底端的距离可判断空气阻力的大小。
（2）请写出初步探究空气阻力与空气流速这一因素之间关系的实验步骤，并画出实验记录的表格。

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_______________________________________。

小明用如图甲、乙、丙的步骤探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。

（１）实验中，他应将弹簧测力计沿    方向拉动木块，使木块在水平面上做        运动，并记下弹簧测力计的示数。
（２）比较步骤甲与乙可得：摩擦力的大小跟作用在物体表面上的     有关，且压力越大摩擦力越大。
比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的        有关。
（３）实验中若木块被拉而没有动，则拉力      摩擦力。（选填大于、等于或小于）
（４）上学路上，小明看见一辆汽车陷进了泥坑里，司机将一些稻草塞进后轮底下，汽车很快就爬上来了，这是利用增大                   的方法增大摩擦力。

如图甲所示，圆形物体的直径是 　 cm，如图乙所示，秒表的读数为 　 　s

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端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       ，并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
（2）当小卡片平衡时，小华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华下一步的操作是：        。
（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，同学们认为小华的实验优于小明的实验．其主要原因是       。

A．减少，摩擦力对实验结果的影响

B．小书片是比较容易获取的才料

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

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，根据            原理，因此应使弹簧测力计沿水平方
向               拉动木块，实验数据如下：

（2）分析1、2两次实验数据可以得出                                                   ；
（3）分析1，3两次实验数据可以得出：                               ___________________。

小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：

$a$．如图1中甲图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$b$．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板 $B$上，木块 $A$平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$c$．如图1中丙图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，并在木块 $A$上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

（1）该实验主要采用的探究方法是　　。

（2）由图1中　　两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越　　（选填“大”或“小” $)$。

（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是　　长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要” $)$。实验中小丽发现：当 $F$为 $3N$时，木块 $A$相对于地面静止且长木板 $B$刚好做匀速直线运动，则长木板 $B$受到地面的摩擦力大小为　　 $N$。

（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体 $C$受到方向不变的水平拉力 $F$的作用， $F-t$和 $v-t$图象分别如图3图4所示。则物体 $C$在第4秒时受到的摩擦力大小为　　 $N$。

小宇用如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，小华记录的部分实验数据如下表：

序号	木块放置情况	接触面情况	接触面所受压力 $F_{压}/N$	弹簧测力计示数 $F_{拉}/N$
1	平放	木板	4	1.2
2	平放	木板	6	1.8
3	平放	木板	8	2.4
4	平放	棉布	6	2.4
5	平放	毛巾	6	2.8

（1）在实验操作中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，这样做的目的是　　；

（2）分析序号为1、2、3的三组实验数据可得：滑动摩擦力 $f$的大小与接触面所受压力 $F_{压}$大小的关系式是　　；

（3）通过分析序号为　　的三组实验数据可得：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关；

（4）某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中，弹簧测力计对木块的拉力 $F$随时间 $t$的变化图像如图乙所示，其中 $0-3s$木块处于静止状态，分析图像可知：要使木块由静止开始运动，至少要用　　 $N$的水平拉力拉木块；如果实验时木块受的拉力是 $1.8N$，下列对木块所处状态的判断，正确的是　　；

$A$．始终静止                    $B$．始终做匀速直线运动

$C$．静止或匀速直线运动          $D$．条件不足，无法判断

（5）实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是　　。

利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”．
（1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上．当卡片平衡时，通过钩码质量可知：卡片两边所受的拉力   ．
（2）为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一条直线上，可用手   （选填“下压”、“翻转”或“旋转”）平衡的小卡片，松手后观察小卡片是否能保持平衡．
（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象．由此可以得到二力平衡的又一个条件是   ．
（4）做该实验时，选择小卡片，目的忽略卡片的重力对实验的影响．这种突出问题的主要方面，忽略次要因素，是物理学中经常采用的一种科学研究方法．以下四个实例中所用研究方法中与此相同的是   

A．选用小磁针探究磁体周围的磁场

B．选用质量相等的小球探究物体的动能和速度的关系

C．选用轻绳探究使用定滑轮的特点

D．选用2Ω和8Ω两个电阻串联代替10Ω的电阻

（5）如果完全忽略摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片（钩码始终不着地），则小卡片离开手指后将做   （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动，直至碰上右侧的滑轮．

实验表明：密度大于液体的固体球，在液体中开始时是竖直加速下沉，但随着下沉速度变大，其所受的阻力也变大，到一定深度后开始匀速下沉。下表是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”实验时得到的数据记录（水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³ ，球的体积计算公式为V=4/3πr³）。

次序	固体球的半径 r/（×10^-3m）	固体球的密度 ρ/（×10^3kg•m^-3）	固体球匀速下沉的速度v/（m•s^-1）
1	0.5	2.0	0.55
2	1.0	2.0	2. 20
3	1.5	2.0	4.95
4	0.5	3.0	1.10
5	1.0	3.0	4.40
6	0.5	4.0	1.65
7	1.0	4.0	6.60

（1） 第1、2、3三组数据可知，因为阻力的原因，固体球在水中竖直匀速下沉时受到重力与浮力并不相等，重力与浮力之比恰好为  ；
（2） 由第1、2、3三组数据可知：密度相同的固体球在水中匀速下沉的速度与固体球的 成正比。
（3）若固体球的半径为2.0×10^－3m，密度为3.0×10³kg/m³，则其在水中匀速下沉的速度
是  m/s。
（4）对于固体球在水中从静止开始竖直下沉的过程，四位同学描述出了重力对固体球做功的功率与其下落时间关系的P－t图像如图所示，其中描述正确的是 （   ）

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）实验中选择小卡片的目的是    （填“考虑”、“不考虑”） 小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的    ．
（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：    （填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否    。
（3）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和    ，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着重2N钩码在    （选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计示数     （大于/等于/小于）2N时，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。

在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，小黄同学提出了以下猜想：
A、滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关．
B、滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关．
C、滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关．
①小黄同学进行了如下图的甲、乙、丙三个实验探究过程：

在实验中，小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做                 运动．
②对比图中          两个探究过程，可以验证猜想C．
③在甲探究过程中，小黄正确操作，拉动物体时，测力计示数是2N，此时摩擦力为        N，若拉力增大到3N时，摩擦力为       N．
④实验探究中，小黄采用的实验探究方法是（       ）
A、类比法      B、科学推理法    C、控制变量法．

某同学在研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中，得到下列数据，请你分析实验数据，并写出每一个表格的到的结论。
表一

次数	接触面	压力/N	摩擦力/N
1	木块和木板	2	0.4
2	4	0.8
3	8	1.6

表二

次数	接触面	压力/N	摩擦力/N
1	木块和木板	2	0.4
2	木块和棉布	0.9
3	木块和毛巾	1.2

（1）由表一可以得出的结论是：_______________________________。
（2）由表二可以得出的结论是：_______________________________。

（1）图甲中木块的长度为　　cm；

（2）图乙中温度计的示数为　℃；

（3）图丙中电阻箱的阻值为　   Ω。

在学习《牛顿第一定律》时，为了探究“阻力对物体运动的影响，我们做了如图所示的实验①、②、③及推理④。

（l）在实验中应让小车从同一斜面、    由静止开始滑下．其目的是    。
（2）实验表明表面越光滑，小车运动的距离越    （选填“远”、或“近”）这说明小车受到的阻力越小，速度减小得 （选填“快”或“慢”）。
（3）进而推理得出：如果运动物体不受力，它将    ．
（4）此实验中用到了除控制变量法之外的一种重要方法，这种方法是：    。上学期在学声现象时，有一个实验也用到了类似的方法，此实验是：    。
（5）《牛顿第一定律》的得出除了牛顿做出了伟大的贡献外，还有很多的物理学家也发挥了积极的作用，请写出其中比较著名的一位：