第8章 运动和力实验题专项练习
1.(2021·江西萍乡·八年级期中)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布;每次让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示,观察发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最长。请你解答下列问题:
(1)实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下是为了使小车到达斜面底端的___________相同;实验表明小车受到的阻力越___________,小车滑行的距离___________;如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做___________;
(2)牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了___________定律,这个定律是在 ___________的基础上再进行___________而得出来的。
2.(2021·江西抚州·八年级期中)如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中∶
(1)将小车从同一斜面的______由静止释放,以保证小车到达水平面时的______相同;
(2)让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行,最小车停止的位置分别如图中的小旗 1、2、3 所示,由此可知,小车受到的阻力______,小车运动的路程越______;
(3)分析实验现象可知,小车在水平面上运动时,速度减小是因为受到阻力的作用。进一步推理得出∶若运动的物体受到的阻力为零,则它的运动状态将会______;
(4)在初中物理学习中,这种研究方法叫做_______法,运用该方法的实验还有_______
3.(2021·江西南昌·八年级期中)如图所示,在探究“运动和力的关系”实验中,小刚让小车从斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题:
(1)小刚每次让小车从斜面上同一位置自由滑下,目的是为了使小车到达水平面时的___________(选填“高度”或“速度”)相同;为了提高实验的准确性,应选择___________(选填“同一型号”或“同一辆”)小车进行实验。
(2)小车到达水平面后继续前进,此时小车在水平方向上受到___________个力的作用;小车不能立即停下来的原因是小车具有___________。
(3)在甲、乙、丙三次实验中,小车在水平方向受到的摩擦力依次___________(选填“变大”“不变”或“变小”);小车最终在水平面上停下来,实验说明了___________是改变物体运动状态的原因。
(4)由上述实验推测,若小车在水平面上所受的阻力为零,它将做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。实际上完全没有摩擦力的情况是不存在的,此处采用的推理方法叫做___________。
4.(2021·江西南昌·八年级期中)在一次物理兴趣小组活动中,小天同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”的实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的______高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的______;
(2)实验中记录的表格如下:
接触面材料 小车受阻力情况 小车在水平面运动的距离
毛巾 大 20.2
棉布 较大 40.0
木板 小 90.1
小天同学分析表中内容,得出实验结论:在接触面材料相同时,小车受到的阻力越______,运动的距离越长;
(3)根据实验现象,英国科学家______总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持______状态或静止状态;
(4)本次实验运用的物理研究方法有______、______(写出两个即可)。
5.(2021·江西萍乡·八年级期中)如图所示,小车在水平方向受到两个力的作用,我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时,小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
(1)向两吊盘中加砝码,当两盘中的砝码质量___________(选填“相等”或“不相等”)时,小车静止。
(2)保持两吊盘中的砝码质量相等,要验证是否作用在同一直线如何操作?___________。
(3)如果把小车翻过来放置,对实验___________(选填“有”或“无”)影响,并说明主要原因,___________。
(4)通过上述过程可知:作用在同一物体上的两个力,只有当大小___________、方向___________,且作用在___________上,这两个力才彼此平衡。
6.(2021·江西抚州·八年级期中)在探究“二力平衡条件”的实验中∶
(1)设计组装的实验装置如图所示。老师指出实验桌面越________越好,其原因是_________;
(2)实验中保持 F1与F2相等,用手将小车扭转一个角度,松手后,小车将_______在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了使探究二力平衡时,两个力必须满足的条件是________。
(3)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。实验时小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时,木块处于静止状态。小明再把右盘中的砝码换成一个较重砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是桌面给木块施加了向________的摩擦力,这时木块在水平方向受到的力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
7.(2021·江西·南昌市第五中学八年级期中)如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)该实验选用较轻卡片的目的是___________;
(2)为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手___________(选填“翻转”或“旋转”)卡片,松手后观察其能否保持平衡;
(3)用剪刀将卡片从中间剪开,松手后发现不能平衡,由此可得结论___________;
(4)小红同学也对同一问题进行了探究,但她在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为能否用小红的装置进行实验?___________(选填“能”或“不能”)。
8.(2021·江西南昌·八年级期中)小明用如图所示的装置探究二力平衡的条件。
(1)本实验中的研究对象是______(选填“小车”或“小盘”),定滑轮的作用是______;
(2)把小车放在______(选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上实验误差更小。实验时,用手按住小车后再向左右两个完全相同的小盘里放入等质量的砝码,松手后的小车处于______状态;
(3)将小车水平扭转一个角度,松手后,小车不能保持原来静止状态,说明彼此平衡的两个力作用在______;小明用轻质硬纸片代替图中的小车,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向相反方向运动,由此可以得到二力平衡的又一个条件:______;
(4)如图所示,放在水平地面上的实验桌受到的重力和地面对实验桌的支持力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;如图所示是高速行驶在赛道弯处的摩托车,此时摩托车所受重力与地面对它的支持力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
9.(2021·江西·九江市第三中学八年级期中)如图是用来探究二力平衡条件的两种实验方案.
实验说明:甲图中是将系于小卡片(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相反,并通过调整钩码的数量来改变拉力的大小.
乙图中是将木块放在水平桌面上,通过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小木块上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的数量来改变拉力的大小.
(1)同学们讨论认为甲图的实验设计优于乙图的实验设计.其主要原因是________.
A.小卡片容易扭转 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.减少摩擦力对实验结果的影响
(2)以下是选用甲图的实验部分步骤:
①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__________.
②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:___________.
10.(2021·江西萍乡·八年级期中)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中,小黄同学提出了以下猜想:
A.滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。
B.滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
C.滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关。
小黄同学进行了如图的甲、乙、丙三个实验探究过程:
①用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做___________运动,根据___________原理可知弹簧测力计的示数即为摩擦力的大小。
②对比图中___________两个探究过程,可以验证猜想C。
③在甲探究过程中,小黄正确操作,拉动物体时,测力计示数是2N,此时摩擦力为___________N,若拉力增大到3N时,摩擦力为___________N。
④实验探究中,小黄采用的实验探究方法是___________。
A.类比法 B.科学推理法 C.控制变量法
11.(2021·江西·九江市第三中学八年级期中)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示。
接触面材料 压力/N 摩擦力/N
甲 木板 20 ①
乙 木板 ② 6.6
丙 棉布 20 5.6
(1)实验时,让木块在水平木板(或棉布)上做_______运动,这时弹簧测力计的示数________滑动摩擦力的大小(选填“>”“<”或“=”);
(2)表格数据①应该填入_______,②应该填入_______;(g取10N/kg)
(3)观察比较甲、丙两图,可得到的结论是_______。
12.(2021·江西抚州·八年级期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中
(1)小瑞同学的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示。实验时,用弹簧测力计拉动木块在水平木板(或毛巾)上做______运动;根据二力平衡知识可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;甲图中弹簧测力计的示数为______ N;
(2)小瑞同学在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”时,比较甲、乙两图中的数据得出“压力越大,滑动摩擦力越大”的结论。你认为他这样得出的结论合理吗?______,理由是______;
(3)比较甲、丙两图中的数据,可得出结论______;
(4)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是______;为了解决上述问题,小瑞同学对实验装置进行了改进,如图丁所示,利用该装置的优点是______。
13.(2021·江西南昌·八年级期中)如图甲、乙、丙所示是小月“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程。
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向作___________直线运动,根据___________原理可知此时摩擦力与拉力大小相等。
(2)小月分析图___________能说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析图___________能说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小月在探究后反思:操作中不能保证___________拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当她拉出木板的过程中,实验中因为___________的影响,很难使弹簧测力计处于水平状态,为克服此缺点,又将实验装置改成如图戊所示。
(4)以上所有实验中,摩擦力与拉力只是近似相等,原因是摩擦力与拉力并不完全符合二力平衡条件中的___________。小明在本次探究中运用的研究方法是___________和转化法。
14.(2021·江西·宜春市翰林学校八年级期中)小明同学要探究“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。接下来小明同学通过下图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小明同学在测量滑动摩擦力时,应用弹簧测力计________、_______拉动木块,再根据________(选填“二力平衡”或“相互作用力”)知识,从而得到木块所受摩擦力的大小。
(2)如果小明同学要探究猜想①,他应该选择_________两幅图所示的实验步骤来操作,根据所学知识可得出结论:在其他因素相同的情况下,________,滑动摩擦力越大。
(3)小明同学要探究猜想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:___________,小明同学在实验中存在的问题是_________。
15.(2021·江西·南昌市第五中学八年级期中)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
(1)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在同一块长木板上做匀速直线运动,则测出的摩擦力______(选填“大于”“等于”或“小于”)实际摩擦力。
(2)甲乙两次实验说明:______________;
(3)比较实验乙、丙两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小______(选填“有关”或“无关”)
(4)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如实验丁所示,此过程中,木块处于______(选填“平衡”成“不平衡”)状态。
(5)小明要对实验装置进行改动,如实验戊所示,在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计______(选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中______(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。此时木块所受到的摩擦力的方向为______。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 速度##初始速度 小 越远##越大 匀速直线运动 牛顿第一 实验 推理
【解析】
(1)[1]每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等。
[2][3]表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
[4]假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,一直做匀速直线运动。
(2)[5][6][7]牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了牛顿第一定律,即一切物体在不受力的作用时,总保持静止或匀速直线运动,这个定律是在实验的基础上通过推理得出的,不是用实验直接得出的。
2. 同一位置(同一高度) 速度 越小 远 不变 理想实验 探究真空不能传声
【解析】
(1)[1][2]本实验探究阻力对物体运动的影响,应控制小车到达水平面时的速度相同,因此需让小车从同一斜面的同一位置(同一高度)由静止释放。
(2)[3][4]让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行,小车通过的距离不同,由实验可知,棉布、木板和玻璃板的阻力依次减少,小车运动的距离依次增大,故阻力越小,小车运动的距离就越远。
(3)[5]从上述实验可以看出,小车在水平面上运动时,速度减小是因为受到阻力的作用,阻力越小,速度减小的越慢,推理可知:若运动的物体受到的阻力为零,则它的运动状态将会不变,即它将做匀速直线运动。
(4)[6][7]本实验通过推理得出物体受到的阻力为零时的结论,事实上这是一种理想情况,阻力为零的情况并不存在,即采用的是理想实验法,初中物理实验中探究真空不能传声的实验也采用了这种方法,所谓的真空是一种理想情况。
3. 速度 同一辆 1 惯性 变小 力 匀速 理想实验
【解析】
(1)[1]实验中每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度。
[2]由控制变量法知道,为了提高实验的准确性,应选择同一辆小车进行实验。
(2)[3]小车到达水平面后继续前进,此时小车在水平方向上仅受到滑动摩擦力作用。
[4]小车到达水平面后,是由于惯性,所以会继续向前运动,而不能立即停止。
(3)[5]根据题意知道,甲、乙、丙三次实验中,小车通过的路面的粗糙程度越来越小,所以,在压力不变时,受到的摩擦力是越来越小。
[6]小车最终在水平面上停下来,是因为受到摩擦力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。
(4)[7]由实验可知,平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,若小车在水平面上所受的阻力为零,它的运动速度就不会变化,即它将做匀速直线运动。
[8]实际上完全没有摩擦力的情况是不存在的,此处采用的推理方法叫做理想实验。
4. 同一 速度 小 牛顿 匀速直线运动 控制变量法 实验推理法
【解析】
(1)[1][2]实验中,每次都让小车从同一高度静止滑下,目的是为了控制小车到达水平面时初速度相同,改变在水平面时的阻力不同,观察小车移动距离的远近。
(2)[3]由表格信息可知,其他条件相同时,接触面越光滑,即小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远。
(3)[4][5]这一实验现象是在伽利略等科学家的研究基础上,牛顿进行总结概括得出的,其内容是:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(4)[6][7]在实验中,阻力对物体运动的影响与多个因素有关,在研究时只让一个物理量改变,这就是控制变量法。而实验中要找到完全光滑的水平面是很难实现的,所以此实验结论是在实验的基础上推理得出的,这种研究方法叫做实验推理法。
5. 相等 把小车扭转一个角度 有 小车与桌面摩擦影响实验 相等 相反 同一直线
【解析】
(1)[1]向两吊盘中加砝码,当两盘中的质量相等时,小车在水平方向受到的拉力大小相等,小车停止。
(2)[2]要验证平衡力必须作用在同一直线上,保持两盘中砝码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度松手后,观察小车的运动情况。
(3)[3]如果把小车翻过来放置,滚动摩擦变为滑动摩擦,在小车质量相同时,滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力,所以把小车翻过来放置,对实验有影响。
(4)[5][6][7]通过上述实验可知:作用在同一物体上的两个力,只有当大小相等、方向相反、且在同一条直线上这两个力才彼此平衡。
6. 光滑 可减小摩擦力对实验的影响 不能(或者无法) 两个力必须作用在同一直线上 匀速直线运动 左 平衡
【解析】
(1)[1][2]桌面越粗糙,小车在桌面上有相对运动时受到的摩擦力就越大,可能出现只在小车的一边挂钩码时小车也能保持静止的情况,影响得出正确的实验结论,所以实验时要选择尽量光滑的水平桌面,减少摩擦力对实验结果的影响。
(2)[3][4]用手将小车扭转一个角度,作用在小车上的两个力没有在一条直线上,小车不能保持静止,从而证明,只有作用在一条直线上的两个力才能彼此平衡。
(3)[5]由牛顿第一定律可知,如果物体不受力,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态。如果物体受力的作用又处于静止状态或匀速直线运动状态的话,则它受到的力是相互平衡的。
[6][7]右盘中的砝码换成一个较重砝码时,小车右侧受到的拉力大于左侧受到的拉力,小车相对于桌面有向右运动的趋势,桌面就会给小车一个水平向左的摩擦力,这时小车受三个力处于静止状态,这三个力是平衡的。
7. 减小重力对实验的影响 旋转 一对平衡力一定作用在同一物体上 能
【解析】
(1)[1]选用较轻卡片,是因为本实验探究的是二力平衡的条件,轻卡片的重力较小,可以忽略不计,则卡片只受两侧拉力作用,可以减小重力对实验结论的影响。
(2)[2]为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,应该使两个力不在同一直线上,观察卡片是否可以保持静止,所以,可用手旋转卡片,使两力方向改变导致两个力不在同一直线上,松手后观察其能否保持平衡。
(3)[3]用剪刀将卡片从中间剪开后,卡片由一个物体变为两个物体,此时两个力作用在两个物体上,松手后发现不能平衡,由此可得结论:一对平衡力一定作用在同一物体上。
(4)[4]在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,在不计卡片重力的情况下,卡片仍然是受到两个力的作用,当两个力符合二力平衡条件时,卡片也会保持静止状态,所以用这样的装置也能进行实验。
8. 小车 改变力的方向 光滑 静止 同一直线上 作用在同一物体上 不是 不是
【解析】
(1)[1]实验中通过观察小车能否静止,确定其是否处于平衡状态,故研究对象是小车。
[2]小车受到的拉力是由钩码的重力产生的,重力的方向竖直向下,使用定滑轮可以改变钩码对物体的拉力的方向。
(2)[3][4]在做该实验时,为了防止摩擦力对实验造成影响,所以实验时,应将木块放在光滑的水平桌面上,然后向两端的小盘里加砝码,由二力平衡知道,当两盘砝码质量相等时,松手后木块静止。
(3)[5]用手将小车扭转一个角度,则两个力不在同一直线上,松手后,小车不能保持原来静止状态,即运动状态改变,说明受到的不是平衡力,即彼此平衡的两个力作用是在同一直线上。
[6]当小卡片平衡时,用剪刀从中间剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,说明二力平衡的又一个条件是:两个力必须作用在同一物体上。
(4)[7]由于实验桌面还受到物体的压力,所以,放在水平地面上的实验桌受到的重力小于地面对实验桌的支持力,即实验桌受到的重力和地面对实验桌的支持力大小不等,所以,不是平衡力。
[8]高速行驶在赛道弯处的摩托车,此时摩托车所受重力与地面对它的支持力作用线不在一条直线上,所以不是平衡力。
9. D 不能 二力平衡时二力是否在同一条直线上 用剪刀将纸片剪成两块.
【解析】
(1)如图乙所示实验,将木块放在水平桌面上,木块在桌面上受摩擦力的作用,摩擦力对实验影响较大.而甲实验中小卡片的重力远远小于拉力,可忽略不计,对实验的影响较小,故D正确为答案.
(2)①当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,小卡片两端的力就不在一条直线上,松手后小卡片不能平衡,卡片就会转动.说明了不在同一直线上的两个力不能平衡.
②为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以用剪刀将小卡片剪成两块,使拉力作用在两个小卡片上,两个小卡片分别做加速运动,从而验证了结论.
点睛:本题是探究二力平衡条件的实验,解答时注意从二力平衡的四个条件进行分析.
10. 匀速直线 二力平衡 甲、丙 2 2 C
【解析】
①[1][2]用弹簧测力计拉动木块,使其做匀速直线运动;所以拉力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力大小等于拉力。
②[3]甲、丙实验接触面粗糙相同,对木板的压力不同,探究摩擦力大小跟压力大小的关系,验证猜想C。
③[4][5]小黄用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体时,弹簧测力计示数是2N,拉力是2N,根据二力平衡条件得摩擦力大小等于拉力大小,所以摩擦力大小是2N。当拉力增大时,压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,拉力增大,物体进行加速运动。
④[6]猜想摩擦力大小跟物体的运动速度、接触面粗糙程度、压力大小有关,探究摩擦力跟其中一个因素的关系时,控制其它因素不变,这种方法是控制变量法。
11. 匀速直线 = 3.6 36 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【解析】
(1)[1][2]实验中,需要拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,这样木块所受的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,两者大小相等。那么弹簧测力计的示数便等于滑动摩擦力的大小。
(2)[3]由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,那么此时滑动摩擦力的大小为3.6N。
[4]图乙中,木块及砝码的总质量为
m=2kg+1.6kg=3.6kg
木块对木板的压力等于木块和砝码的总重力,所以
F=G=mg=3.6kg×10N/kg=36N
(3)[5]甲丙两图中,压力不变,接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,测力计的示数越大,即木块所受的滑动摩擦力越大,所以可得到:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
12. 匀速直线运动 3.4 不合理 没有控制接触面的粗糙程度相同 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 很难控制木块匀速运动,且弹簧测力计是运动的,读数难 不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作,弹簧测力计示数稳定,便于读数
【解析】
(1)[1]弹簧测力计显示拉力大小,木块进行匀速直线运动,滑动摩擦力等于拉力大小。
[2]弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,示数为3.4N。
(2)[3][4]探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时,没有控制接触面粗糙程度一定,得到的结论是不合理的。
(3)[5]甲丙两图木块进行匀速直线运动,滑动摩擦力等于弹簧测力计示数,甲图滑动摩擦力大小为3.4N,丙图滑动摩擦力大小为5.4N,所以在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[6]实验中很难保证弹簧测力计的示数稳定,是因为难以控制木块做匀速直线运动,只有木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力才是一对平衡力,弹簧测力计是运动的,读数难。
[7]改进后装置的优点主要体现在,拉动下面的长木板,木块与弹簧测力计保持相对静止,读数时更稳定,而且木板是否做匀速直线运动对弹簧测力计的示数不会有影响。
13. 匀速 二力平衡 甲、乙 甲、丙 匀速 弹簧测力计自重 在同一直线上 控制变量法
【解析】
(1)[1][2]该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向作匀速直线运动,根据二力平衡原理,可知此时摩擦力与拉力大小相等。
(2)[3]验证滑动摩擦力的大小与压力大小有关,则控制接触面粗糙程度相同,故应该分析压力不同的图,故应分析甲、乙两图。
[4]验证滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,则控制压力相同,故应该分析接触面粗糙程度不同的图,故应分析甲、丙两图。
(3)[5]在拉动物体过程中很难保证物体匀速运动,从而导致弹簧测力计的示数并不稳定。
[6]装置改为图丁后,弹簧测力计存在自重的原因,很难处于水平状态。
(4)[7]摩擦力的方向在木块与水平面的接触面上,拉力的方向为木块中心的水平方向上,因为摩擦力与拉力不在同一直线上,故摩擦力与拉力只是近似相等。
[8]影响滑动摩擦力的因素有压力和接触面的粗糙程度,故探究中运用的研究方法有控制变量法和转化法。
14. 水平 匀速直线 二力平衡 甲乙 压力越大 不可靠 切去一半时,压力也变了
【解析】
(1)[1][2][3]本实验是物体匀速直线运动时,根据二力平衡来间接测量滑动摩擦力的,因此需要使弹簧测力计水平、匀速直线的拉动物体。
(2)[4][5]猜想①是探究压力大小对摩擦力的影响,因此要使压力改变,其他量不变,因此选甲乙,得结论:在其他因素相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[6][7]猜想③是要探究接触面积对摩擦力的影响,若将木块切去一半,虽然接触面积变了,但是压力大小也变了,有多个变量,结果不可靠,正确的操作是将木块侧放,再匀速直线的拉动,比较二次弹簧测力计示数。
15. 小于 压力越大,在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力越大 无关 平衡 A 不一定 水平向右
【解析】
(1)弹簧测力计在竖直方向上调零时,弹簧由于自身的重力作用,要比水平使用时弹簧的长度大,导致调零指针不指在零刻度。
(2)滑动摩擦力仅与接触面的粗糙程度和物体间的压力有关。
(3)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象可以得出实验结论。
(4)二力平衡的条件:同体、反向、等大、共线分析;物体在平衡状态中受平衡力的作用
(5)实验过程中很难保持物体进行匀速直线运动,实验过程中不必要求长木板进行匀速直线运动,可以使弹簧测力计固定,拉动物体下面的长木板,物体相对运动时,并且弹簧测力计处于静止状态,便于读数;对木块受力分析即可得出摩擦力的方向。
(1)[1]实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零,因为在竖直方向上由于弹簧自身的重力弹簧比在水平方向上要伸长,也就是调零后的零刻度线在真实零刻度线的下方。弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动时,读取弹簧测力计的示数时,结果小于真实的摩擦力。
(2)[2]由图甲、乙所示实验知道,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,乙图的压力大,弹簧测力计的示数大,摩擦力大,所以,可以得出结论:压力越大,在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力越大。
(3)[3]由图乙、丙所示实验知道,物体间的压力相等、接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,弹簧测力计的示数相同,摩擦力相同,所以可以得出的结论是:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
(4)[4]在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于平衡状态。
(5)[5]由图戊所示实验知道,在用力将木板向右拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计A向左的拉力和木板对木块向右的摩擦力一对平衡力,所以,弹簧测力计A的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
[6][7]拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板;弹簧测力计固定不动,便于读数。此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计向左的拉力和木板对木块向右的摩擦力一对平衡力,所以木块所受到的摩擦力的方向为水平向右。
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