第8章:运动和力实验题
一、实验题
1.(2021·安徽合肥·八年级期中)在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,使小车从相同斜面顶端由静止释放,沿斜面下滑到达底端并在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离,分别停在如图所示的位置。
(1)实验为了探究阻力对某一小车运动的影响必须控制______相同,为此,实验必须让小车从同一斜面______静止下滑;
(2)该实验用了转换法,通过观察______比较小车在水平面上受到摩擦力大小;
(3)对比三幅图可知,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,速度减小的越______(选填“快”或“慢”)
(4)在本实验基础上,进一步推理可得:运动物体如果不受外力作用将作用将做______。
2.(2021·安徽·合肥市五十中学新校八年级期中)小新利用如图的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,记录小车在水平面上通过的距离。
b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,记录小车在水平面上通过的距离。
c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,记录小车在水平面上通过的距离。
(1)实验中需要小车从同一斜面的同一高度开始静止滑下,目的是使小车到斜面底端的_______相同;
(2)以上操作中错误的一次是________(选填“a”、”b”、“c”)。
(3)纠正错误后,小新发现三次实验室小车都会滑出木板,无法记录其滑行距离,在不更改实验器材的基础上,可以通过______(选填“升高”或“降低”)小车在斜面上滑行时的高度,使其不再滑出水平表面。
3.(2021·安徽铜陵·八年级期中)小明用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。其操作步骤如下:
a、如图甲所示,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b、如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
c、如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
(1)以上操作中错误的步骤是___________(选填“a”“b”或“c”)。
(2)纠正错误后,对多次实验进行分析,并进一步推理,得出结论:在水平面上滑行的小车,如果不受阻力的作用,那么它将做___________运动。
(3)为了得出科学的结论,实验中小车每次都要从斜面顶端由静止滑下,这样做的目的是___________。
(4)小明认为在斜面上滑行的小车受到的重力和斜面对小车的支持力不是一对平衡力。从二力平衡的条件来看,你认为他做出这样判断的根据是___________。
4.(2021·安徽·歙县教研室八年级期中)为了探究运动和力的关系,小敏进行了如下实验:在水平放置的木板上铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布,让同一辆小车由同一斜面上,分别从A、B、C处静止开始滑下,观察小车在不同水平面上运动的距离,记录在表中,实验重复三次。
表面材料 小车运动的距离/cm
从A处下滑 从B处下滑 从C处下滑
44 45 45 27 28 27 14 13 13
毛巾
棉布 50 51 50 31 30 31 16 15 16
木板 67 68 68 41 40 41 21 20 21
(1)实验中,要使小车在水平面上开始运动时的速度相同,小车应从斜面的________________处滑下;
(2)比较实验数据发现,小车运动状态改变最慢的是在_____________表面上;
(3)实验结果能证明________(选填序号)。
A.物体运动需要力
B.力可以改变物体的运动状态
C.牛顿第一定律
5.(2021·安徽合肥·八年级期中)如图所示,是小明探究“二力平衡的条件”的实验装置。请你解决下列问题:
(1)小明用甲图的装置进行实验,他向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,木块A两边所受的拉力相等,木块A处于静止状态。若小明仅把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,发现木块A仍然保持静止状态,出现这种现象的原因可能是______ ;
(2)在乙图装置左右两盘中分别放入质量相等的砝码后,小明想进一步探究不在同一直线上的两个力是否能够平衡,接下来,进行的实验详细操作是______ ;
(3)小明用硬纸片C代替图中的小车,如丙图所示。左右两端的小盘中加入质量相等的砝码时,硬纸片用剪刀将硬纸片C从中间剪开,发现分开后的硬纸片C向相反方向加速运动,由此可以得到二力平衡的又一个条件是______ 。
6.(2021·安徽·繁昌县高安中学八年级期中)在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)将小卡片作为受力物体完成实验探究,是为了________(选填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;
(2)在比较相互平衡的两个力大小关系时,应比较______;在探究______时,可将小卡片转过一个角度,松开手后观察小卡片是否保持平衡;
(3)为了说明平衡力必须作用在同一物体上,应进行的操作是______。
7.(2021·安徽·合肥市第四十五中学八年级期中)为探究二力平衡的条件,小明和同学们进行了如下实验:
(1)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究________。
(2)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,他发现左边挂两个钩码,右边挂一个钩码,木块不动,此时木块仍受力平衡。出现这种现象的原因是_________。
(3)利用图丙装置(两滑轮不在同一高度)________(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
8.(2021·安徽·歙县教研室八年级期中)实验小组要探究“二力平衡条件”.实验中每个钩码重力相同,摩擦力忽略不计。
(1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的方向______,大小______;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时F3______F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时F5______F6。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,观察小车的情况,这样做可以探究的问题是______________________________________________________。
(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到两个力的大小关系为______;还能看出小车受非平衡力作用时,运动状态将______。
9.(2021·安徽淮北·八年级期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明做了如图所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次使用相同的长木板,第3次使用表面更加粗糙的长木板。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做______运动,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)比较1、2两次实验,得出结论:______。
10.(2021·安徽·马鞍山市花园初级中学八年级期中)在“探究摩擦力大小跟什么因素有关”的实验中:
(1)实验中用弹簧测力计 ______拉动木块,使它沿长木板滑动,此时摩擦力和拉力是一对 ______力,因而木块受到摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;
(2)下表是某同学做该实验时得到的数据:
实验次数 接触面材料 压力/N 摩擦力/N
1 木块与木板 6 1.2
2 木块与木板 8 1.6
3 木块与毛巾 6 2.5
分析表中第 ______次实验数据可得,在接触面粗糙程度一定时,摩擦力的大小跟作用在物体表面上的 ______有关,且 ______,摩擦力越大;
(3)该同学冬天在上学的路上发现有人在结冰的路面上撒些沙子,路面就不怎么滑了,这种做法的道理和本实验中的第 ______次与第 ______次实验相比较得出的结论是一致的;
(4)此实验装置存在着不足,列举其中一条不足之处 ______。
11.(2021·安徽铜陵·八年级期中)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做___________运动。
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与___________有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与___________有关。
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是___________(选填“正确”或“错误”)的。
(4)小明对实验装置进行改动,如图戊所示,重复实验,发现效果更好,这样改进的好处是: __________________。
12.(2021·安徽芜湖·八年级期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小强做了如图甲、乙、丙、丁所示的四次实验。测得弹簧测力计的示数分别为F甲、F乙、F丙(F甲F乙F丙)。
(1)实验时弹簧测力计应该沿水平方向______拉动木块,如丁图这种拉动方式不合理的理由是______;
(2)比较乙、丙两次实验,下列各种现象中,利用该实验结论的是______;
A.汽车在结冰的路面上行驶,轮胎上缠绕铁链
B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设圆木
(3)在拉动物体的过程中,小强发现弹簧测力示数忽大忽小,于是改进了实验装置,如图戊所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,改进之后优点以及原因是______,此时木块受到的摩擦力大小为______N,方向______。
13.(2021·安徽合肥·八年级期中)为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小明设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小___________(选填大于、等于或小于)弹簧测力计的示数;
(2)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是___________(选填甲、乙、丙或丁);
(3)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与___________有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与___________有关;(以上两空选填压力或接触面粗糙程度)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论;滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论错误原因是___________
14.(2021·安徽·马鞍山市花园初级中学八年级期中)天气炎热时多喝水有益于身体健康.
(1)当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时,手与瓶子的________和瓶子受到的________ 是一对平衡力,合力为________ N。
(2)矿泉水瓶盖上有一道道条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能,用_______________方法来___________ (选填“增大”或“减小”)摩擦。
参考答案:
1. 小车到水平面的速度 同一高度 小车在水平面上移动的距离 慢 匀速直线运动
【解析】
(1)小车在水平面上克服摩擦力做功,将动能转化为内能。当动能相同时,接触面越粗糙,阻力越大,小车运动的距离越小。探究阻力对某一小车运动的影响实验必须让小车从同一斜面同一高度静止下滑来控制小车到达水平面的初速度相同。
(2)小车受到的摩擦力越大,小车在水平面上运动的距离越小,该实验通过观察小车在水平面上运动的距离比较小车在水平面上受到的摩擦力大小。
(3)小车在木板上受到的摩擦力最小,从图中可以看出小车在木板上运动的距离最远,说明小车受到的阻力越小,运动的距离越远,速度减小的越慢。
(4) 动物体如果不受外力,物体的速度将不变,物体将做匀速直线运动。
2. 速度 b 降低
【解析】
(1)为了使小车到达水平面时的速度相等,应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑。
(2) b步骤错误,因为在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度,就不能保持初速度相同了,不符合控制变量法的要求。
(3)为了不使小车滑出木板,可适当降低小车到达水平面时的初速度,所以可以降低小车在斜面上的下滑高度,使其不再滑出水平表面。
3. b 匀速直线运动 小车到达水平面时的速度相同 重力方向和支持力方向不在同一直线
【解析】
(1) b操作中应将棉布铺在木板上,不能铺斜面。
(2)根据牛顿第一定律,运动的物体不受阻力作用时将作匀速直线运动。
(3) 小车每次都要从斜面顶端由静止滑下,到达底端时,速度相等。
(4)二力平衡的条件是二力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上。
4. 同一高度 木板 B
【解析】
(1)探究小车从不同表面的运动情况,保持其它因素不变,保持相同小车的初速度相同;要使小车的初速度相同,让小车从同一斜面的同一高度滑下。
(2)接触面越光滑,摩擦力越小,因此小车在木板表面上受到摩擦力最小,小车速度减小的越慢。
(3)由记录的数据可见,受到的摩擦力越大,小车的速度减小的越快,因此证明了力可以改变物体的运动状态。牛顿第一定律是无法直接用实验证明的,它是在大量实验的基础上通过推理得出的,因此这个实验不能证明牛顿第一定律。故选B。
5. 木块受到水平桌面向左的静摩擦力的缘故 将小车B旋转一个角度后松手观察小车能否保持静止状态 二力平衡的两个力必须作用在同一个物体上
【解析】
(1)因为木块和桌面间存在摩擦力,所以把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,木块受到向左的静摩擦力,所以发现木块A可能仍然保持静止状态。
(2)为了探究相互平衡的两个力是否在同一直线上,可以将小车扭转一定角度受释放并观察小车是否处于平衡状态。
(3)左右两端的小盘中加入质量相等的砝码时,硬纸片用剪刀将硬纸片C从中间剪开,发现分开后的硬纸片C向相反方向加速运动,则硬纸片不处于平衡状态,说明二力平衡的一个条件是两个力作用在同一物体上。
6. 不考虑 左右两边钩码的重力 相互平衡的两个力是否作用在同一直线上 把小卡片一剪为二
【解析】
(1)物体的重力会对实验产生影响,小卡片重力较小,所以将小卡片作为受力物体完成实验探究,是为了不考虑小卡片的重力。
(2)小卡片受到的绳子的拉力都等于钩码的重力,所以在比较相互平衡的两个力大小关系时,应比较左右两边钩码的重力。
将小卡片转过一个角度,此时小卡片受到的两个拉力不在同一直线上,松开手后观察小卡片是否保持平衡是在探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上。
(3)把卡片一剪为二,变成两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态,可探究平衡力是否必须作用在同一物体上。
7. 二力平衡中是否需要二个力作用在同一条直线上 木块受到了桌面的摩擦力 能
【解析】
(1)要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片是否平衡。
(2)左边挂两个钩码,右边挂一个钩码,木块左端受到的拉力大于右端受到的拉力,木块不动,此时木块仍受力平衡,说明木块受到了桌面的摩擦力。
(3)读图可知,图丙装置中两只定滑轮的高度不同,但这不影响拉力、方向在一条直线上等条件,因此能达到探究的目的。
8. 相反 相等 等于 小于 作用在同一物体上但不在同一直线上的两个力,能否平衡 相等 改变
【解析】
(1)实验中当左右两端同时个挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的方向相反,因拉力大小等于钩码重力大小,故大小相等。
当左右两端同时取下一个钩码时,钩码重力仍相等,故此时F3等于 F4。
当右端再挂上一个钩码时,因两个钩码重力大于一个钩码重力,故此时F5小于F6。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,此时两力不在同一直线上,松手后,可以探究同时作用在小车上,不在同一直线上的两个力,能否平衡.
(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到两个力的大小相等。
当小车受到大小不等两个力时,即非平衡力作用时,运动状态将发生改变。
9. 匀速直线 等于 在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大
【解析】
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使其在水平桌面上做做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)由1、2两次接触面粗糙程度相同,2中压力大,滑动摩擦力也大,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
10. 匀速直线 平衡 1、2 压力 压力越大 1 3 由于很难保持木块做匀速直线运动,因此弹簧测力计示数不稳定,很难读数
【解析】
(1)实验中用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,由平衡条件可得:木块受到摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数。
(2)由表中实验数据可知,在实验序号为1、2的实验中,木块与木板间接触面的粗糙程度相同,物体间的压力不同,由表中实验数据可知,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,摩擦力越大。
(3)在结冰的路面上撒些沙子,增加了路面的粗糙程度,在压力一定的情况下可以增大摩擦,由表中实验数据可知,在实验序号为1、3的实验中,物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,由表中实验数据可知,在压力相同的情况下,物体间接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大。
(4)由于很难保持木块做匀速直线运动,因此弹簧测力计示数不稳定,很难读数。
11. 匀速直线 压力大小 接触面的粗糙程度 错误 弹簧测力计固定,方便读数,不用匀速拉动木板
【解析】
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,根据二力平衡可知此时拉力大小等于摩擦力。
(2)根据控制变量法思想,比较接触表面相同但压力不同的甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与压力大小有关;比较压力相同的乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由于没有控制压力相同,故小明得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关的结论是错误的。
(4)小明对实验装置进行改动,如图戊所示,由于滑动摩擦力与速度无关,此时弹簧测力计固定,不用匀速拉动木板,方便读数。
12. 匀速直线 拉力和摩擦力不再是平衡力,所测的摩擦力不正确 A 拉动物体时不需要再匀速拉动,弹簧测力计示数稳定 2.8N 摩擦力向右
【解析】
(1)根据二力平衡的条件,实验时弹簧测力计应该沿水平方向匀速直线拉动木块,如丁图未水平匀速拉动木块,故这种拉动方式不合理的理由是拉力和摩擦力不再是平衡力,所测的摩擦力不正确。
(2)如图乙、丙两次实验中的压力相等,接触面的粗糙程度不同,滑动摩擦力的大小不同,结论是:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
A.汽车在结冰的路面上行驶,轮胎上缠绕铁链,利用的是压力相同时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,故A符合题意;
B.用力压住橡皮,擦去写错的字,利用的是接触面的粗糙程度相同时,增大压力,增大摩擦力,故B不符合题意;
C.移动很重的石块时,在地上铺设圆木,变滚动摩擦为滑动摩擦,减小摩擦力,故C不符合题意。
故选A。
(3)改进的优点是:拉动物体时不需要再匀速拉动,弹簧测力计示数稳定,因为滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
此时,如图戊所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,滑动摩擦力大小为弹簧测力计的示数为2.8N。
木块相对于木板向左运动,故摩擦力的方向向右。
13. 等于 丁 压力 接触面粗糙程度 实验时,没有控制压力相等
【解析】
(1)弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动时,物块处于平衡状态,受平衡力作用,故滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图示四次实验可知,在实验丁中,物体间压力最小,接触面粗糙程度最小,因此滑动摩擦力最小。
(3)比较甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数不同,故是为了研究滑动摩擦力大小与压力的关系。
比较乙、丙实验,压力相同,接触面粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,故是是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)要探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系,应保持接触面粗糙程度相同,压力相同,只改变接触面积的大小,此时中没有控制压力相等。
14. 摩擦力 重力 0 增大接触面粗糙程度 增大
【解析】
(1)瓶子握在手中,手和瓶子之间产生摩擦力,瓶子静止在手中时处于平衡状态,竖直方向受到重力和摩擦力的作用,两个力是一对平衡力,合力为0。
(2)瓶盖上有竖纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力的。