初中物理平衡状态的判断实验题

在探究“二力平衡条件”实验的装置如图所示．要求长木板水平放置，并且老师指出实验桌面越光滑越好．

（1）实验中，通过调整砝码来改变F₁和F₂的大小．当两端砝码质量相等时，木块将处于　 　状态．此时若在右盘中再加入一个较小的砝码，木块理应向右运动，但实际操作时木块往往仍保持静止．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，可将实验装置的木块换成小车．
（2）实验中保持两端砝码质量相等，用手将木块扭转一个角度，松手后，木块将无法在此位置平衡而是发生　 　．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是：两个力必须作用在　   　上．
（3）小明同学认为：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”）．

在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中．

（1）在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其做______运动，弹簧测力计示数如图所示．根据______知识可知，木块所受的滑动摩擦力为______N．
（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是______.

实验课上，同学们用弹簧测力计测量钩码的重力，小明认为“只有当钩码静止或匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才等于钩码的重力”，小红认为“无论钩码如何运动，弹簧测力计示数始终等于钩码的重力”。请你利用现有实验器材设计一个实验证明，小红的观点是错误的。请简述实验过程及实验结论。

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．当卡片静止时，发现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：               ；

如图所示是小明 “探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的大小和形状完全相同。在实验前，小明提出了以下几种猜想：


猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关
（1）实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做             运动，此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小，这样做的依据是：__________。
（2）比较甲、乙两图，可得到的结论是                               。
（3）图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使              相同，比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与＿＿＿＿＿＿＿有关。
（4）要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上，如丁图，测出滑动摩擦力的大小并与乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是：_____________________________。
（5）在全班交流环节中，小明为探究猜想二，又设计了如下方案：
①用弹簧测力计测出铜块和木块的重力大小分别为和；
②如图A和B所示，将铜块和木块都平放在长木板上测出滑动摩擦力大小分别为和；

③比较和的大小关系，获得结论。（提示：此时物块对木板的压力大小即为重力大小。）
老师肯定了小明的方案，因为：
（Ⅰ）路程与时间的比值即单位时间内物体通过的路程，反映了物体运动的快慢；同样道理，滑动摩擦力与压力的比值即___________下的滑动摩擦力，反映了________________。
（Ⅱ）我们学过的利用比值法定义的物理量还有___________。
（6）在全班交流环节中，同班的小华在实验中还发现：在物体还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动物体为止。就小华观察到的现象，请你提出一个有价值且可探究的问题__________________________________。（该空2分）
（7）课后，班级创新小组的同学们设计出如图所示的装置测滑动摩擦力，桌面上的滑块A通过轻绳绕过滑轮，绳的另一端悬挂一只一次性塑料杯子。测量时，向塑料杯中加适量水（当需加少量水时可改用胶头滴管），使滑块A做匀速直线运动。将一次性杯中的水全部倒入量杯中，读出量杯中水的体积250ml，则滑块A受到的摩擦力f=_____N；实验中选择一次性塑料杯子的原因是：_____________；与课本中的装置比较后，请具体指出利用该装置的优点是____________________。（该空2分）

摩擦现象广泛存在于人们的生活和生产中。小梦对此很感兴趣，进行了如下探究。
⑴小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究，并绘制了图像，如图所示。请比较图像中A、B两点处力的大小（填“＞”、“＜”、“＝”或“不能确定”）：①F_A      f_A； ②F_B   f_B。
⑵摩擦知识在生活中的应用非常广泛，并不断地进行改进。火柴的擦燃就是一例，如图所示。火柴盒侧面已由以前的图（a）替换成图（b）的式样，这样设计的现实意义是_______________。

（6 分）某学习小组利用如图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：
猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关。

为了验证猜想，学习小组进行了如图乙所示实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动。实验中，用手感受绳子的拉力大小。做几次实验后，得到实验数据如下表：

实验次数	小球的质量（g）	运动的快慢	绳子的长度（cm）	绳子的拉力
1	15	慢	10	很小
2	20	慢	10	小
3	20	快	10	大
4	20	快	15	很大

（1）实验中，小球在竖直方向上受到的      力和     力是一对平衡力（不计空气阻力）。
（2）实验中，在绳子拉力的作用下，小球的运动方向不断改变。这一现象可说明绳子拉力的作用效果是           。若绳子断了，小球       （选填“能”或“不能”）继续做圆周运动。
（3）分析对比实验次数1 、2 的数据，可以初步验证猜想      ；
分析对比实验次数2 、3 的数据，可以初步得出的结论是：                                    。

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不在_____________的两个力能否平衡。
（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）小明选择了图乙所示的探究方案.他将两个50g的钩码分别放在左右两个相同的小盘内,发现小车处于静止状态，接着,他在右边小盘内又加入一个2g的小铁片,发现小车仍然静止,其原因是          。

用图所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。

（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对________力。
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图所示，它的示数是________N。

实验次数	1	2	3	4	5
压力F / N	3	4	5	6	7
摩擦力ƒ/N	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4

（3）改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如上表所示，请根据表中的数据，在图中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。

（4）分析图像可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成________。
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。你认为她的结论正确吗？________，理由是：________________________________。

阅读短文，回答问题
日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。（g取1 0 N／kg）

（1）下列          实验，可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”

A．比较纸锥下落的快慢

B．研究气泡的运动规律

C．探究动能大小与哪些因素有关

D．探究阻力对物体运动的影响

（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为     m/s，此时空气阻力为         依据           原理。
（3）半径相同的小球，质量        （大／小）的收尾速度大。
（4）对于3号小球，当速度为20 m/s时，空气阻力             （大于／等于／小于）重力。
（5）轿车的外形常做成         ，目的是       ；在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车     被（前面／后面）的车撞击时对乘者的伤害。
（6）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议：                     

小明在做探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验，实验过程如图所示。
 
（1）在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应沿水平方向拉动，且使它在固定的水平面上___________运动。根据__________条件可知，此时木块所受的滑动摩擦力与弹簧拉力的大小________。这种测摩擦力的方法是_________（选填“直接”或“间接”）测量法。
（2）比较a、b两图说明滑动摩擦力的大小与__________有关；比较         两图说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
（3）在上述实验中，对于摩擦力大小的测量你认为是否准确？请你作出评价。

探究“二力平衡的条件”的实验中：

(1)实验装置如上图所示，实验目的是探究放在光滑的水平桌面上的小车在水平方向上只受两个力作用而处于平衡状态时，这两个力有怎样的关系？实验中，小车应该处于________________状态。
⑵实验中，通过调整______________来改变F₁和F₂的大小。
⑶实验中，保持F₁与F₂大小相等，用手将小车在水平桌面上扭转一个角度，松手后，小车将_________________。

在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。

⑴如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法，实验中通过改变砝码的      来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否            。
⑵小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。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                。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是                。

一小组同学使用了如图所示装置测滑动摩擦力；将A、B叠放水平桌面上，分别用弹簧测力计去拉（B不会从A上方落下），当A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b弹簧测力计示数为110N，则A、B间的滑动摩擦力为       N；弹簧测力计b的示数大于a的示数的原因是                  。

探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”，需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论。实验室内的实验装置如图所示（定滑轮按45°角固定在桌边上）。小红利用此装置做实验过程中，将木块进行扭转，小亮说：“由于定滑轮无法扭转，所以会影响实验效果”。
（1）在木块不扭转的情况下，“二力平衡”的三个条件中，对哪些平衡条件的探究存在缺陷？
（2）根据实验需要改进该实验装置，简述你的改进方案。