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培优训练 力的探究实验
类型一 探究重力与质量的关系
1.在“探究重力与质量的关系”的实验中:
(1)使用弹簧测力计测重力前,应先将弹簧测力计在 方向上调零.
(2)把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码与弹簧测力计在竖直方向上 或____________时,弹簧测力计的示数等于钩码所受重力的大小,但为了读数方便,应选择当钩码与弹簧测力计在 时进行实验.
(3)下表是研究物体所受重力跟物体的质量的关系实验得到的数据,通过计算处理数据可以完成实验,则表格中(a)处的内容为
实验序号 质量m/kg 1重力G/N (a)
1 0.1 0.98
2 0.2 1.96
3 0.3 2.94
根据表中数据可知,重力与质量的比值是g=9.8N/ kg,以下描述正确的是 .
A.1 kg=9.8kg
B.重1N的物体质量为9.8kg
C.质量为1kg的物体所受重力为9.8N
(4)小邦同学取了质量不同的钢笔、笔袋、钥匙,并分别测出它们的质量和重力,将这些数据与钩码的数据放到一起来寻找规律,你认为小邦同学的做法 .
A.合理,因为选用的物体越多,越能消除实验中产生的误差
B.合理,因为要得到普遍的规律,应该在实验中采用不同的物体
C.不合理,因为要用同种物质物体的重力与质量的数据来寻找规律
D.不合理,因为必须全部用钩码的重力与质量的数据来寻找规律
(5)若小明在我国建成的空间站工作时,你认为他用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究.
类型二 探究二力平衡的条件
2.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,将木板竖直挂起待用,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木板上的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,塑料块由静止开始转动,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,作用在同一物体上的两个力,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
类型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素
3.在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们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;②接触面的粗糙程度.根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验.
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等.如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N.
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②.进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大.
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁;
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊.
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”).
4.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图中接触面是相同的木板,图丙中接触面是棉布.
(1)实验应该用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,根据________________________条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)由图 和图 可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系.
(3)一次实验时,小智实验组将木块放在水平长木板上,如图丁所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并绘制出摩擦力f随拉力F变化的图象,如图戊.
①木块受到滑动摩擦力的大小为 N.
②拉力由0.8N逐渐增大到1.2N时,木块处于 (选填“运动”或“静止”)状态.
③当某时刻拉力为3N时,木块处于 .
A.静止 B.匀速直线运动 C.静止或匀速直线运动 D.加速直线运动
5.为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在如图所示的情景中,沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块,弹簧测力计的示数如图所示.
(1)能够用弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小是根据 的原理.
(2)小明同学刚开始拉木块时,木块没有被拉动,则木块所受摩擦力的大小__________(选填“大于”“小于”或“等于”)拉力的大小.
(3)甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与 有关.
(4)在图丙所示的情景中拉力增大为4N时,木块受到的滑动摩擦力的大小为__________N.
(5)实验完成后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示.水平拉动木板向左运动,A弹簧测力计的示数为5.8N,B弹簧测力计的示数为2.6N,则木块受到的摩擦力方向为水平向 (选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为 N.
类型四 探究阻力对物体运动的影响
6.用如图所示的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”,木板上铺有粗糙程度不同的材料,伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似的实验,并在此实验的基础上分析推理得出著名的牛顿第一定律.请回答下列问题.
(1)倾斜表面的粗糙程度要 (选填“大”或“小”).
(2)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上由静止自由下滑,这样做的目的是使小车到达水平面时具有 .
(3)由图可知,小车在平板玻璃上运动的距离最远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢.由图中实验现象可以推断:假如物体在绝对光滑的水平面上运动,则物体在水平方向上不受力,它将做 .
(4)关于该实验,同学们得到如下结论,错误的是 .
A.小车在水平面上运动时,受到的重力和支持力是一对平衡力
B.小车在水平面上向前运动时,惯性力与阻力是一对平衡力
C.实验中主要运用了控制变量法和理想实验法
D.通过三次实验,并不能直接得出牛顿第一定律
参考答案
1.(1)竖直 (2)匀速运动 静止 静止 C (4)B (5)不能
2.(1)大小 (2)不在同一直线上 (3)C
3.(1)二力平衡1.8 (2)甲、乙 甲、丙 大 粗糙 (3)B
4.(1)匀速直线 二力平衡 (2)甲 乙 (3)①1.8②静止 ③D
5.(1)二力平衡 (2)等于 (3)压力 (4)3.2 (5)左 2.6
6.(1)小 (2)相同的速度 (3)匀速直线运动 (4)B
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