2020－2021学年人教版八年级物理下册知识点强化训练课件 专题十　力、运动和力实验专题（45张PPT）

专题十　力、运动和力实验专题
力学实验是中考的必考题，主要考查学生的实验探究能力、操作技能、物理实验方法、实验设计和探究能力等。初中要求掌握的探究方法主要有控制变量法、类比法、转换法、等效替代法，运用最多的是控制变量法。本专题中的探究阻力对物体运动的影响、探究二力平衡的条件和研究影响摩擦力大小的因素都是中考的重点考查实验。
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阻力对物体运动的影响实验是理解牛顿
第一定律的基础，所用到的实验方法除
控制变量法外，还有一种特殊的方法，那就是科学推理法，也被称为理想实验法。
二力平衡是初中力学部分的重点内容，通过对二力平衡条件的实验探究，可以得出二力平衡的条件，为进一步学习力和运动奠定基础。探究二力平衡条件的实验，要求熟练掌握二力平衡条件及平衡状态的含义，掌握探究每个条件的操作方法及其现象和对应的结论，知道摩擦是影响实验成败的关键因素。
摩擦力是初中力学部分的难点，通过研究影响摩擦力大小的因素实验探究活动，可加深对摩擦力知识的理解，进一步掌握控制变量法的理解和运用。
类型一：探究重力的大小跟质量的关系
例1：(2020·内江)在探究“重力与质量的关系”实验中，采用的实验装置如图甲所示。实验中，以钩码作为被测物体，每个钩码的质量m均为50 g。实验步骤如下：
(1)将弹簧测力计在竖直方向上调零，使指针对准零刻度线。
(2)把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数________(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码所受的重力。
等于
(3)逐渐增加所挂钩码的个数，测出相应钩码的重力，并记录在下面的表格中。请你在乙图坐标纸上，用描点法作出G－m图象。
钩码数/个
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
重力G/N
0.49
0.97
1.47
1.97
2.45
(4)根据图象得出结论：物体所受的重力与它的质量成________。
正比
【方法指导】
探究物体重力大小与质量关系的实验，重点考查弹簧测力计的使用、重力测量原理、表格设计、描点法作图和数据分析处理得结论等基础知识和技能。弹簧测力计使用前注意要先拉几下避免卡壳，然后调零，使用时力的方向要与弹簧轴线方向一致。
类型二： 探究阻力对物体运动的影响
例2： (2020·呼伦贝尔)在探究“运动和力的关系”实验中，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车子在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度
相同，实验应让小车从同一斜面的____________________滑下，这种研究问题的方法是________________。(选填“转换法”“模型法”或“控制变量法”)
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上________________________________。说明物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
同一高度由静止自由　
控制变量法
做匀速直线运动一直运动下去
不需要
(3)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律________。
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这
个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一
步的推理概括得出的
C
【方法指导】
(1)根据控制变量法，要控制小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下；
(2)在越光滑的表面上物体运动得越远，伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将保持原来的速度沿直线一直运动下去，据此推理得出结论；物体的运动不需要力来维持；
(3)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出。
类型三：探究二力平衡的条件
例3： (2020·常德)在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的________； 但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是________________________；
(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将________，设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定_________________；
大小相等　
木块与桌面间存在摩擦力
转动回来　
在同一直线上
(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5 N的砝码，则弹簧测力计的示数为________。
A. 10 N 　　　　　　
B. 5 N　　　　　　　　　　　　
C. 0 N
B
【方法指导】
(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；物体间相互挤压且具有相对运动趋势，便会产生摩擦力；
(2)根据二力平衡的条件，将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，所以不能平衡，通过现象可以得出探究的因素；
(3)在平衡力的作用下，弹簧测力计中的弹簧肯定会发生形变，所以弹簧测力计一定有示数；我们通常所说的弹簧测力计的示数是由作用在挂钩上的拉力大小决定的。
类型三：研究影响摩擦力大小的因素
例4：(2020·金昌)小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
A．接触面所受的压力大小　　　　
B．接触面的粗糙程度　　　　
C．物体运动的速度
接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做________运动；
(2)要验证猜想B，需按照________(选填“甲”“乙”或“丙”)两个图进行对比实验；
(3)比较甲、乙图的实验，得到的实验结论是________________________________________________________________________；
匀速直线 　
甲、丙
接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
(4)在本次实验中运用的研究方法是转换法和________________；
(5)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定，于是改进了实验装置，如图丁所示。改进后长木板________(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
控制变量法
不一定
【方法指导】
(1)弹簧测力计测量力运用了二力平衡，可据此分析物体做什么运动；影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，由控制变量法，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；木块相对地面处于静止状态，则受到的测力计拉力与受到的摩擦力为一对平衡力。
1.【对应例1】(2020·衡阳)在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，实验小组的同学们测量了相关数据并记录在下表中：
对应练习
(1)测量前，要检查弹簧测力计的指针是否指在________上。
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示，表中空缺的实验数据“▲”是________N。
次数
1
2
3
4
5
6
…
质量m/g
40
100
160
200
240
300
…
重力G/N
0.4
1.4
▲
2.0
2.3
3.0
…
零刻度线
1.6
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点，请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图象。
(4)由图象可知，物体所受的重力跟它的质量________。
成正比
2.【对应例2】(2020·海南)如图所示，是“探究阻力对运动的影响”的实验情景。
(1)让小车三次从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的________相同；
速度
(2)水平面越光滑，运动小车受到的阻力越________，运动的时间越长，运动的距离越远；
(3)进一步推理，如果水平面足够光滑，小车不受阻力，它将____________________运动下去。
小
做匀速直线运动一直
3.【对应例3】(2020·台州)为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是_______________________________。
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是________________，物体才处于静止状态。
减小研究对象的自重对实验的影响　
在同一直线上
(3)如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是________________________________________________________________________。
作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态
4.【对应例3】(2019·铜仁)小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。
(1)通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是________________________________________________________________________。
(2)该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是__________________________________。
滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响　
能改变作用力的方向
(3)保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明，作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反，并且____________________，这两个力才能彼此平衡。
(4)小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现象说明力可以改变物体的_________________。
作用在同一条直线上
运动状态
5.【对应例4】(2020·阜新)小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，进行了如图所示的操作：
次数
1
2
3
接触面
木板
木板
毛巾
压力/N
1.0
1.5
1.0
弹簧测力计示数/N
0.4
0.6
0.6
实验数据如表格所示，回答下列问题：
(1)实验中，小明每次都用弹簧测力计沿________方向拉着木块做匀速直线运动，此时木块受到的拉力与木块受到的滑动摩擦力是________力。
(2)比较第1、2两次实验数据可知，在接触面的粗糙程度相同时，接触面受到的压力越________，滑动摩擦力越大。
水平　
平衡
大
(3)比较第________两次实验数据可知，在接触面受到的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(4)若在第1次实验中，木块以更大的速度做匀速直线运动，则弹簧测力计的示数________(选填“大于”“等于”或“小于”)0.4 N。
(5)第2次实验中，砝码受到的摩擦力是________N。
1、3
等于
0
6.【对应例4】(2020·鞍山)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，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、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做________运动，根据________知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择________两图进行实验，比较两图可得出的结论是________________________________________________________________________。
匀速直线
二力平衡
乙、丙　
压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
(3)某同学猜想：滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半(如图丁所示)，重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是____________________________________，改进方法是____________________________________。
没有控制压力大小相等　
将切去的一半叠放在剩余一半之上
7.【对应例2】(2020·云南)在一次物理兴趣小组活动中，某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”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________。
同一　
速度　
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表：
接触面材料
小车受摩
擦力情况
小车在水平面
运动的距离s/cm
毛巾
大
20.2
棉布
较大
40.0
木板
小
90.1
分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越________。进一步推理出的结论是：运动的小车不受阻力作用时，将________________。早在300多年前，意大利物理学家________就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究_______________________________ (填写实验名称即可)。
远　
永远运动下去　
伽利略　
声音传播条件的实验
(3)上述实验除用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和________法。
(4)实验中若再添加一小木块，就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的________由静止自由滑下，去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
转换
不同高度
谢谢