初中物理平衡状态的判断实验题

在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图所示：

（1）当物体处于静止状态或________状态时我们认为它受到的力是相互平衡的.
（2）实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是_______________________，这时木块在水平方向受到的力___________（填“平衡”或“不平衡”）。要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：________________________________。
（3）某同学认为：物体在平衡力的作用下，其机械能可能会增大。你认为他的观点是___________的。（填“正确”或“错误”）

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，在线的两端挂上钩码，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   （选填“翻转”或“旋转”） 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）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．容易让小卡片在水平方向上保持平衡

B．小卡片是比较容易获取的材料

C．减少了摩擦力对实验结果的影响

D．小卡片容易扭转

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，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？___________________________。

如图所示，是研究“滑动摩擦力与什么因素有关”的实验装置图。则：

（1）如图a、b、c所示，把长方体木块平放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向用逐渐增大的拉力拉木块，但木块始终保持静止状态，分别记下三种情况下弹簧测力计的示数。根据实验可以得出的结论是：木块和水平桌面间的静摩擦力随着拉力的增大而       。
（2）由图可知，木块和水平桌面间的滑动摩擦力为    N。当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，如果木块有1/3伸出到桌面边缘外，那么，此时滑动摩擦力的大小为     N。

快速骑自行车，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越快，感觉空气阻力越大．由此小华同学猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关．

在一个无风的周末，小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上．小华打开汽车天窗，将如图所示装置固定在汽车车顶．爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中．根据二力平衡．弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力．

汽车速度v/（m•s^﹣1）	5	10	15	20
弹簧测力计示数F/N	0.1	0.5	1.1	1.9

（1）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小　  　对实验结果的影响．
（2）分析上表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越　 　．
（3）实验完毕后，小华又进行了新的思考：空中下落的物体速度会增大，那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？
在老师的指导下，小华知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小．
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析：一滴质量为5g的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大），所受到的最大阻力f=　  　N，此后雨滴做　     　运动（g=10N/kg）．
（4）你认为运动物体受到的空气阻力大小还与　                            　有关．

小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
①接触面所受的压力大小；
②接触面的粗糙程度；
③接触面积的大小．
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想：

（1）实验中小伟应该用弹簧测力计水平　   　拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据　   　的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小．
（2）如果小伟要探究猜想②，他应该选择　   　两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，　   　，滑动摩擦力越大．
（3）小伟要探究猜想③，他将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示．他比较甲和丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关．你认为他的结论可靠吗？答：　   　．小伟在实验中存在的问题是　                　．

小华同学在“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验中，他把物体用垂直于竖直墙壁的力F_压压紧在墙壁上，同时用竖直向上的力F匀速拉动物体向上运动，如图所示，保持其他条件不变的情况下，通过改变F_压来改变物体与墙壁之间压力的大小。经过多次实验测量F_压、F，记录了如下实验数据：

实验次数	1	2	3	4	5
F压/N	1	2	3	4	5
F/N	1	1.2	1.4	1.6	1.8

（1）实验中，拉力 F        (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体所受滑动摩擦力F_f。
（2）根据表中测量数据可以得出，滑动摩擦力与压力大小之间的定性关系是：                      
（3）在图中画出F与F_压关系的图像。分析图像可知，物体重力大小为         N。

在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A．与物体运动的速度有关；
B．与物体接触面的粗糙程度有关；
C．与物体接触面的压力大小有关．

（1）在某次分组实验中，两组同学分别设计了如图甲、乙所示的实验装置，你认为　 　装置更加科学准确．
（2）下表是小李同学的实验数据

实验次数	压力	木板表面	木块放置	运动速度	测力计F度数（N）
1	一个木块	比较光滑	平放	慢	2.2
2	一个木块	比较光滑	平放	快	2.2
3	一个木块	表面加毛巾	平放	快	3.8

上述实验数据可以用来验证A猜想是　  　的，B猜想是　  　的．（选填“正确”或“错误”）
（3）小张同学通过实验探究滑动摩擦力和压力的关系，得到的实验数据如下表所示，并据此画出了摩擦力f和压力F_压的关系图线，如图丙所示．

实验次数	压力F压/N	滑动摩擦力f/N
1	20	2.2
2	40	4.4
3	60	6.6
4	80	7.7

可以得到的结论是：　                                                 　．

小明在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，并在两个线端挂上相同的钩码．
（1）小明在实验时发现当卡片静止时，拉线不在同一直线上（如图甲所示），于是他得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，你认为造成这种情况的原因是     ；要得到科学的结论，请你给他提出一条改进建议是：     ；
（2）另一组的小华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，卡片两边所受的拉力大小     ．(选填相等，或不相等)
（3）若使卡片在如图乙示位置失去平衡，你可以通过     或     方法实现．

（1）探究二力平衡的条件：

猜想	小雨在探究二力平衡条件时，猜想两个力只要大小相等，方向相反且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡．
过程	叶子姐姐认为小雨的猜想不对，于是设计了如图实验，向挂在轻质硬纸片两端的小盘中加质量相等的砝码时，硬纸片保持静止；用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片分别向相反方向运动． 通过上述现象，叶子姐姐得出结论：只有作用在_____上的两个力，在大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能彼此平衡．从而证明小雨的猜想是错误的．这里运用了_____ 法．
程序	提出问题--猜想_____得出结论．
作图	请画出图中轻质硬纸片静止时的受力示意图．

（2）探究密度概念的建构：

表格图象	实验次数 物体 m/g V/cm^3 /（g/cm^3） 1 铝块1 27 10 2.7 2 铝块2 54 20 2.7 3 铁块1 79 10 7.9 4 铁块2 158 20 7.9
结论方法	①同种物质的质量与体积的比值是相同的，不同物质的质量与体积的比值一般是_____的． ②上述实验图象如图所示，图线_____反映了铝块的实验情况． ③由数据表格形式变换成图象格式，运用了_____法． ④由上述试验引入了密度的概念，密度在数值上等于物体_____的质量．
讨论	小雨用天平和量筒测量石块的密度，运用了_____法．实验得到如下数据： 石块的质量m/g 量筒中水的体积V1/cm^3 石块和水的总体积V2/cm^3 石块的体积V/cm^3 石块的密度ρ/（kg•m^3）   50 70 20 2.2×10^3

在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，小聪以相同方式拉着同一个物体分别在水平地面和水平冰面上缓慢滑行，感觉在冰面上时更容易些．

(1)他猜想滑动摩擦力的大小与                      有关．
(2)他根据甲图的方法，做一次对比实验来验证其猜想．请你写出操作步骤并对可能出现的实验结果进行分析论证．（可根据需要适当增加器材）
(3)小明所用弹簧测力计的量程为5N，待测滑动摩擦力约为8N．水平桌面上备有乙图中的器材，请你帮他画出能测出滑动摩擦力的装置图．（弹簧测力计重、滑轮重及滑轮与轴和线之间的摩擦忽略不计）

如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象．请根据图象判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力F₁    F₂；两次拉力对木块做的功W₁     W₂．（选填“＞”“＜”或“=”）

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）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．

如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F—t和V—t图象分别如乙、丙所示，由图象可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力是      N，当t=3s时，物体受到的摩擦力是         N。

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