初中物理平衡状态的判断实验题

阅读下列材料，按要求回答问题。
小轮车
2011年5月20日，亚洲小轮车锦标赛在江苏开赛。
小轮车是指车轮半径为20英寸的自行车。车身一般采用合金材料制成，可以承受从几米高的地方快速落下的冲力。车把可以转动360度,前后轮都装有供脚踩的“火箭筒”等。
本次比赛属于平地花式赛，它最基本的动作有后轮点地跳、前轮点地跳、擦轮、定车、飘、过桥等。赛场上，运动员首先用力蹬车加速上升，越过最高坡道，而后又疾驰而下，跨过不同坡道，不断上升、下降，最终冲向终点。比赛过程中，优秀运动员一次可跨越几个坡道。车手们的精彩表现给市民带来了速度、力量与美的享受。
（1）小轮车的坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部所受的     ，小轮车的车身可以承受从几米高的地方快速落下的冲力又能轻松的完成点地跳、跨越坡道等花式动作，所以车身一般采用密度小、     大的合金材料制成。
(2)运动员用力蹬车可加速上升，表明力可以改变物体的       ，到达坡道最高点时自行车仍要继续向前运动，这是因为自行车具有     
（3）运动员骑车离地飞跃到最高空时，受力     （选填“平衡”或“不平衡”）。

在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时（如图所示），应使木块在弹簧测力计的拉力作用下做___________________运动，此时拉力与摩擦力是________________力。
比较___________图和___________图中的弹簧测力计示数可知，接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。

在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中：
（1）小华的三次实验情况如图甲、乙、丙所示．实验时，用弹簧测力计拉木块在水平木板（或毛巾）上做　　     _______运动，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。图甲中物体受到的摩擦力为      N.
（2）比较甲和乙两组数据可知，压力一定时，　             　，滑动摩擦力越大．
（3）小华比较甲和丙两组数据得出结论：压力越大，滑动摩擦力就越大．老师指出这样得出的结论是不对的．理由是：　                   　．

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。

小明和小莲为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小莲设计了如图所示的三次实验。
（1）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：在压力相同时，               ，滑动摩擦力越大。
（2）在丙图中，当物体A匀速运动时，弹簧测力计示数F₃为1.8 N，若弹簧测力计示数增大到2.2N，此时的木块A所受滑动摩擦力为      N。
（3）小明仔细观察了小莲的实验过程，发现除实验次数少之外，还存在着不足，请你帮小明写出其中一条：　                                 　。

在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，小明同学认为滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关。请你利用下列器材设计一个实验证明小明的观点是错误的。
实验器材：一端装有定滑轮的长木板、带挂钩的木块一个、细线、弹簧测力计一个。写出实验步骤和结论。

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       。

在探究“二力平衡条件”的实验中：
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：________________________________。


(2)在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够________的特点，并通过调整________来改变F₁和F₂的大小。
(3)保持F₁与F₂相等，用手将小车扭转到图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？___________________________。

“探究二力平衡的条件”实验的目的是：探究当物体只受两个力作用而处于静止或_________状态时，这两个力有怎样的关系。实验时，需要记下_________的示数。若实验时作用在物体上的两个力方向相同，则物体_________处于平衡状态（选填“可能”或“不可能”）。

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）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩使作用在小卡片上的两个拉力方向_______，并通过调整_________________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“二力平衡时是否需要_____________________________”。
（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

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，从钩码质量看，卡片两边所受的拉力________．
（2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片_________________，释放时观察其是否保持平衡．
（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）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是___________________ ．

物体速度越来越大，所受空气阻力也会随速度增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度。小明猜想物体达到收尾速度时受到的空气阻力可能与收尾速度的大小、及物体的体积等因素有关系。他用几个半径不同的小球在相同环境下进行实验探究，得到了如下的数据。请你根据表中的数据分析，完成下列问题：

小球编号	1	2	3	4	5
小球质量/（kg）	1	2	8	12	0.75
小球半径/（m）	0.5	1	1	1.5	1.5
小球的收尾速度/（m/s）	20	20	40	40	10

（1）根据表中的数据，求出1号小球以收尾速度运动时，所受空气阻力f₁=＿＿＿＿N；
（2）由1、2或3、4号小球的数据分析，可得出在收尾速度v相同时，空气阻力f与小球半径r的关系：＿＿＿＿；
（3）由2、3或4、5号小球的数据分析，可得出在小球半径r相同时，空气阻力f与收尾速度v的关系：＿＿＿＿。

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，从钩码质量看，卡片两边所受的拉力  ．
（2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片  ，释放时观察其是否保持平衡．
（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）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是          ．

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）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

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 （   ）