初中物理运动和力实验题

在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验中，保持F₁和F₂相等，用手将木块扭转一个角度。松手后，木块将无法在这
个位置平衡。设计这一步骤的目的是：探究二力平衡时，两个力必须满足：　       。
（2）实验总结中，老师指出桌面越光滑越好， 这样就可以减小　　      力对实验的影响。小明想到，用有轮子的小车代替木块进行实验效果一定更好，原因是：         。

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

如图是研究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验示意图，（a和c图的物体都放在木板上，b图的物体放在毛巾上）

（1）这个实验采用的实验研究方法是　  　，用弹簧测力计拉着木块在水平木板上滑动时，每次都要使木块做　   　运动，这是因为　                                                　．
（2）比较（a）、（b）两步（图中F_a＜F_b），你能得出的结论是　                                           　．
（3）比较（a）、（c）两步（图中F_a＜F_c），你能得出的结论是　                                           　．

如图所示为探究“阻力对物体运动的影响”的实验．使同一辆小车从相同斜面的同一高度由静止开始滑下后，接着在材料不同的、足够长的水平面上继续运动．实验完毕后，同学们讨论了一些问题，请你帮助他们把答案补充完整：

（1）为什么要让小车从相同斜面的同一高度由静止滑下？________________________；
（2）为什么小车在木板上运动时通过的距离最远？________________________；
（3）将此实验进行科学推理，如果不受阻力小车做什么运动？_________________。

在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：
Ⅰ、与物体速度的大小有关
Ⅱ、与接触面的粗糙程度（表面状况）有关
Ⅲ、与压力的大小有关

（1）为了验证上述猜想是否正确，他采用了图甲所示的装置进行实验．实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做　匀速直线　运动．
（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机．在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动．实验记录如下

实验次数	表面状况	压力/N	摩擦力/N	木块的速度/m/s
1	木块﹣﹣﹣﹣﹣﹣木板	2.0	0.6	0.1
2	同上	4.0	1.2	0.1
3	同上	4.0	1.2	0.2
4	木块﹣﹣﹣﹣﹣砂纸	2.0	1.0	0.1

①分析3、4两次的实验记录，　   　（填“能”或“不能”）验证猜想Ⅰ．
②分析　   　两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ
③分析　   　两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ

正确读数是做好试验的前提，请你读出下列测量仪器的测量结果。

（1）如图甲所示，圆柱体的直径为　   　cm。

（2）如图乙所示，汽车行驶时的速度为　   　km/h。

（3）如图丙所示，用天平秤物体质量为　   　g。

（4）如图丁所示某患者的体温为　   　℃。

小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的          （选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在        （选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的          （选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将                      。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁         （选填：“大于”、“ 等于”或“ 小于”）W₂。
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：                            。

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．	$A.$ 塑料块容易扭转
B．	$B.$ 塑料块是比较容易获取的材料
C．	$C.$ 减少了摩擦力对实验结果的影响

请读出所列各仪表的读数：图1中电阻箱接线柱间的电阻值是 　     　Ω；用细线拴一金属块放入盛有20mL水的量筒中，液面位置如图2所示，则金属块的体积为 　     　cm³；图3中被测物体的长度是 　     　cm；用天平测量一金属块的质量，天平平衡时所用砝码及游码如图4所示，则金属块的质量为 　     　g。

在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）此实验是根据　       　原理测出摩擦力大小的。

（2）小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力　      　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为 $3N$，他认为这时摩擦力的大小为 $3N$，他操作中的错误是　        　。

（3）改正错误后，小明完成了探究过程，比较乙、丙两次实验可得出的结论是　         　。

（4）在图甲、图乙实验中，假如把木板换成海绵，拿掉弹簧测力计，会发现　         　（选填“甲”或“乙”）图中海绵凹陷得更深。说明在受力面积一定时，压力作用效果与　     　有关。

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　　。

（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 $s/\mathit{cm}$
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）。

（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。

“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。如图所示，甲、乙两图是同一辆玩具小车两次不同运动的频闪照片，频闪灯的闪光时间间隔为 $1s$，图中数字的单位为 $\mathit{cm}$。根据照片记录的小车位置，回答下列问题：

（1）甲图中小车做　　直线运动，乙图中小车做　　直线运动（选填“加速”、“匀速”或“减速” $)$；

（2）甲图中小车的平均速度是　　 $m/s$，乙图中小车前 $2s$内的平均速度是　　 $m/s$；

（3）物体的运动情况常常可以用图象来描述，图丙中能反映甲图小车运动情况的是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1m。移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v₀＝0.05m/s，水的密度为1.0×10³kg/m³，求：

（1）移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强；

（2）球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度；

（3）已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f＝kv，球的体积用V，水的密度用ρ₀表示，请推导球的密度表达式（用字母表示）

如图甲是小东同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小东将系于小卡片（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          （选填“相同”或“相反”），并通过调整            来改变拉力的大小。所用滑轮起的作用是             。
（2）当小卡片平衡时，小东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                             。
（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，小东下一步的操作是：                                       。

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小东的实验优于小明的实验。其主要原因是                            。

A．减少了摩擦力对实验结果的影响

B．小卡片是比较容易获取的材料

C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡

D．小卡片容易扭转