单元专项提分练三 运动和力的实验探究
探究一 探究力与运动的关系
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车，如图所示：
(1)实验时要固定斜面，并让小车从斜面上__同一__(选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小__相同__(选填“相同”或“不相同”)。
(2)根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越__小__(选填“大”或“小”)，在水平面上运动的距离越__远__(选填“远”或“近”)。
(3)如果水平面绝对光滑，不考虑空气阻力，小车在光滑水平面上将做__匀速直线__运动。
(4)在我们已学的物理知识中，也有用到这种“实验—推理”的研究方法，在物理学中称为__理想实验法(或科学推理法)__，如__研究真空不能传声实验__(列举一例)。
上述实验还用到了__控制变量法__和__转换法__两个研究方法。
(5)实验推论还说明物体的运动__不需要__(选填“需要”或“不需要”)力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
(6)在斜面上释放小车时，静止不下滑，可能的原因是__小车受到的摩擦力过大__；在现有的器材下，为了让小车动起来，你的操作__增加斜面的倾斜程度__。
(7)小车滑出水平面，无法测量水平面上的距离，原因可能是__小车到达水平面的初始速度过大__；在现有的器材下，为了让小车停在水平面上，你的操作__降低自由释放的高度(或减小斜面的倾斜程度)__。
(8)完成上述实验后，小华对实验做了如下改进：如图所示的实验装置，将铁球用细绳悬于O点，小车置于O点正下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺上毛巾、棉布、玻璃板。
①每次都要让铁球从图中A点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的__速度__。
②下面是记录实验情况的表格，(a)所在位置的内容应为__小车受到的阻力大小__。
实验序号 水平部分的材料 __(a)__ 小车在水平面运动的距离
ⅰ 毛巾
ⅱ 棉布
ⅲ 玻璃板
【解析】本题考查阻力对物体运动的影响。(1)实验时要固定斜面，并让小车从斜面上同一位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时初速度相同；
(2)木板表面最光滑，毛巾最粗糙，根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远，速度减小得越慢；
(3)通过图中小车运动的距离可以得出水平面越光滑，小车运动得越远，速度减小得越慢，推理可知，若水平面绝对光滑(小车不受阻力)，则小车的运动速度不再减小，会在水平面上做匀速直线运动；
(4)实验中，用到了“实验—推理”的研究方法，在物理学中称为理想实验法，研究真空不能传声实验，是根据空气越稀薄，听到的声音越小，据此推理得到了真空不能传声音；多次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，运用了控制变量法。将阻力的大小用小车在水平面上运动的距离来衡量，运用了转换法。
(5)由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因；
(6)在斜面上释放小车时，静止不下滑，可能是受到的摩擦力过大引起的；为了让小车动起来，应适当增加斜面的倾斜程度；
(7)小车滑出水平面，无法测量水平面上的距离，说明小车到达水平面的初始速度过大，此时为了让小车停在水平面上，可以适当降低自由释放的高度或减小斜面的倾斜程度。
(8)①将铁球由静止释放，是为了使小车初速度相同。②在水平部分铺上不同的材料，是为了改变小车运动过程中受到的阻力，通过比较运动距离，得出阻力对运动的影响，所以(a)处应填写内容为：小车受到的阻力大小。
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1．(2021·苏州中考)在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面，并将小车从斜面上__同一__(选填“同一”或“不同”)位置由静止释放。
(2)从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上做__匀速直线运动__。
(3)如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？
答：__不需要__(选填“需要”或“不需要”)
(4)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是__B__。
A．小车在水平面上所受阻力大小
B．阻力对小车运动的影响情况
C．A、B选项均正确
【解析】(1)实验时要固定斜面，为使小车到达水平面时具有相同的速度，需要将小车从斜面上同一位置由静止释放。
(2)水平面阻力越小，小车运动的距离越远，从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
(3)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，说明小车在木板表面上运动的距离最远，不需要重做本实验即可得出正确的结论。
(4)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况，这是一种转化法。
2．(2020·泰州中考)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中：
(1)小明调试实验装置时，将小车从斜面上A处滑下，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是__B__；
A．小车仍从斜面A处滑下，换一个更长的木板
B．增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
C．斜面倾角不变，小车从斜面上A处以下位置滑下
D．减小斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
(2)调试成功后，小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下，让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动，最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越__长__。进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持__匀速直线运动__(填运动状态)；
(3)在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量__等于__(选填“大于”“等于”或“小于”)在木板表面运动过程中的速度变化量。
【解析】(1)将小车从斜面上A处滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程；故不可行的方法是增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下；故选B。(2)由图示可知，小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可知，当阻力为零时(即小车不受摩擦力)，则小车会在水平面上做匀速直线运动。(3)由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。
探究二 探究二力平衡的条件
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 如图甲是小华“探究二力平衡条件”的实验。
(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、右支架的滑轮上，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__相反__，并通过改变__钩码的数量__来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片__不能__(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究__不在同一直线上的__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__将卡片从中间剪成两部分__；
(4)在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，还设计了如图乙所示的实验装置。在实验时，甲、乙装置相比，__甲__(选填“甲”或“乙”)更好些，其主要原因是__减小了摩擦力对实验的影响__。
(5)小明选择了图乙所示的探究方案。他将两个50 g的钩码分别放在左右两边，发现木块处于静止状态，接着，他在右边钩码下又加入一个2 g的小钩码，发现木块仍然静止，其原因是木块受到桌面的摩擦力。
(6)利用图丙装置__能__(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件，理由是__两个力仍然大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验__。
(7)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，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：用弹簧测力计拉着钩码在__任意方向__(选填“水平方向”“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计示数__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)的现象，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。
(8)线与滑轮之间存在摩擦力，对探究__二力平衡时，两个力的大小关系__时会产生影响，因此应尽量__减小__摩擦力，你的方法是__加润滑油(或让线在滑轮的凹槽内)__。
【解析】本题考查探究二力平衡条件。(1)要使两个力平衡，力的方向应相反，实验中通过调整钩码的数量来改变拉力的大小；(2)小华将小卡片转过一个角度，两个力不在同一直线上，卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡；(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上，所以下一步的操作是：将卡片从中间剪成两部分；(4)甲、乙装置相比，甲更好些，因为甲图所示装置可减小摩擦力对实验的影响；(5)把木块放在水平桌面上，木块和水平桌面之间存在摩擦力，木块受到的摩擦力会对实验产生影响；(6)因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验；(7)平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，物体在两个力的作用下做匀速直线运动时，平衡条件和物体静止时的二力平衡条件就是相同的，弹簧测力计示数也是不变的，且做匀速直线运动时任意方向都适合，但由于用弹簧测力计拉着钩码，钩码受重力作用，所以只能在竖直方向做匀速直线运动，拉力与重力平衡，因此观察到的现象应为弹簧测力计的示数不变；(8)线与滑轮之间存在摩擦力，对探究两力大小关系时会产生影响，所以应尽量减小摩擦力，故可以加润滑油(或让线在滑轮的凹槽内)。
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(2021·衡阳中考)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。将塑料块两侧的细线分别跨过A、B滑轮，线下端挂不同质量的钩码，松手后，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__大小__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运动，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__不在同一直线上__，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__C__。
A．塑料块容易扭转
B．塑料块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
【解析】本题考查探究二力平衡条件的实验。
(1)图甲中，A点的力是一个钩码的重力，B点的力是两个钩码的重力，它们大小不等，所以不平衡；
(2)图丙中，两个力不在同一直线上，所以不平衡；
(3)图丁中，用木块放在水平桌面上进行实验，由于桌面粗糙，对木块的摩擦力会影响实验结果，而使用小卡片就不存在这样的问题。
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运动和力的实验探究
探究一 探究力与运动的关系
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车，如图所示：
(1)实验时要固定斜面，并让小车从斜面上__ __(选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小__ __(选填“相同”或“不相同”)。
(2)根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越__ __(选填“大”或“小”)，在水平面上运动的距离越__ __(选填“远”或“近”)。
(3)如果水平面绝对光滑，不考虑空气阻力，小车在光滑水平面上将做__ __运动。
(4)在我们已学的物理知识中，也有用到这种“实验—推理”的研究方法，在物理学中称为__ __，如__ __(列举一例)。
上述实验还用到了__ __和__ __两个研究方法。
(5)实验推论还说明物体的运动__ __(选填“需要”或“不需要”)力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
(6)在斜面上释放小车时，静止不下滑，可能的原因是__ __；在现有的器材下，为了让小车动起来，你的操作__ __。
(7)小车滑出水平面，无法测量水平面上的距离，原因可能是__ __；在现有的器材下，为了让小车停在水平面上，你的操作__ __。
(8)完成上述实验后，小华对实验做了如下改进：如图所示的实验装置，将铁球用细绳悬于O点，小车置于O点正下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺上毛巾、棉布、玻璃板。
①每次都要让铁球从图中A点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的__ __。
②下面是记录实验情况的表格，(a)所在位置的内容应为__ __。
实验序号 水平部分的材料 __ __ 小车在水平面运动的距离
ⅰ 毛巾
ⅱ 棉布
ⅲ 玻璃板
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1．(2021·苏州中考)在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面，并将小车从斜面上__ __(选填“同一”或“不同”)位置由静止释放。
(2)从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上做__ __。
(3)如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？
答：__ __(选填“需要”或“不需要”)
(4)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是__ __。
A．小车在水平面上所受阻力大小
B．阻力对小车运动的影响情况
C．A、B选项均正确
2．(2020·泰州中考)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中：
(1)小明调试实验装置时，将小车从斜面上A处滑下，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是__ __；
A．小车仍从斜面A处滑下，换一个更长的木板
B．增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
C．斜面倾角不变，小车从斜面上A处以下位置滑下
D．减小斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
(2)调试成功后，小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下，让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动，最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越__ __。进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持__ __(填运动状态)；
(3)在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量__ __(选填“大于”“等于”或“小于”)在木板表面运动过程中的速度变化量。
探究二 探究二力平衡的条件
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 如图甲是小华“探究二力平衡条件”的实验。
(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、右支架的滑轮上，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__ __，并通过改变__ __来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，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探究__ __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)在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，还设计了如图乙所示的实验装置。在实验时，甲、乙装置相比，__ __(选填“甲”或“乙”)更好些，其主要原因是__ __。
(5)小明选择了图乙所示的探究方案。他将两个50 g的钩码分别放在左右两边，发现木块处于静止状态，接着，他在右边钩码下又加入一个2 g的小钩码，发现木块仍然静止，其原因是 。
(6)利用图丙装置__ __(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件，理由是__ __。
(7)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，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：用弹簧测力计拉着钩码在__ __(选填“水平方向”“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计示数__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)的现象，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。
(8)线与滑轮之间存在摩擦力，对探究__ __时会产生影响，因此应尽量__ __摩擦力，你的方法是__ __。
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(2021·衡阳中考)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。将塑料块两侧的细线分别跨过A、B滑轮，线下端挂不同质量的钩码，松手后，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运动，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．塑料块容易扭转
B．塑料块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
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