初中物理运动和力实验题

星期天某班同学骑自行车去郊游，小明同学用同样大小的力推两名骑自行车的同学，结果发现质量较小的同学速度增加较快，质量较大的同学速度增加较慢．爱思考的小明猜想：物体速度增加的快慢可能与质量有关．为了验证自己的猜想，他和其他同学到实验室进行了实验，实验过程如以下图表所示．

实验序号	小车及砝码的质量m（kg）	开始的速度v0（m/s）	1秒末的速度v1（m/s）	2秒末的速度v2（m/s）	每秒内速度的增加量Δv（m/s）
1	0.5	0	1	2	1
2	1	0	0.5	1	(    )
3	2	0	0.25	0.5	0.25

（1）完成此实验时的要求是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）将上表中所缺的数据补充完整，所缺的数据是：＿＿＿＿＿
（3）分析实验数据，他们验证了小明的猜想并得出结论：物体所受的力相同时，物体在每秒内速度的增加量Δv与其质量m之间的关系是＿＿＿＿＿．
（4）从这个实验可以进一步得出，＿＿＿＿＿是改变物体运动状态的原因，＿＿＿＿的大小决定了物体运动状态变化的难易程度．

某同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系，他在弹簧测力计下悬挂一个2N的钩码．钩码的运动状态与测力计的读数记录如下表所示：

实验次数	钩码的运动状态	弹簧测力计读数（N）
①	匀速向上运动	2.0
②	匀速向下运动	2.0
③	加速向上运动	3.5
④	加速向下运动	1.4
⑤	减速向上运动	1.6
⑥	减速向下运动	2.8

（1）由①②可知，钩码在匀速直线运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________钩码重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
由③⑥可知，钩码在加速向上或减速向下运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
由④⑤可知，钩码在加速向下或减速向上运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
（2）一个站在体重计上的人，从站立到迅速蹲下的过程可看成先加速向下运动，然后减速向下运动，最后静止．据（1）中结论可知体重计的示数变化是：________.
A．一直减小，但最后等于体重   B．一直增加，但最后等于体重
C．先减小后增加，最后等于体重  D．先增加后减小，最后等于体重

物体速度越来越大，所受空气阻力也会随速度增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度。小明猜想物体达到收尾速度时受到的空气阻力可能与收尾速度的大小、及物体的体积等因素有关系。他用几个半径不同的小球在相同环境下进行实验探究，得到了如下的数据。请你根据表中的数据分析，完成下列问题：

小球编号	1	2	3	4	5
小球质量/（kg）	1	2	8	12	0.75
小球半径/（m）	0.5	1	1	1.5	1.5
小球的收尾速度/（m/s）	20	20	40	40	10

（1）根据表中的数据，求出1号小球以收尾速度运动时，所受空气阻力f₁=＿＿＿＿N；
（2）由1、2或3、4号小球的数据分析，可得出在收尾速度v相同时，空气阻力f与小球半径r的关系：＿＿＿＿；
（3）由2、3或4、5号小球的数据分析，可得出在小球半径r相同时，空气阻力f与收尾速度v的关系：＿＿＿＿。

在“探究力和运动的关系”的实验中，让木块由静止开始沿斜面滑下，木块在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。

（1）实验需要木块进入不同的水平面有相同的初速度，则木块应从同一斜面         开始下滑。
（2）木块进入水平面后，在运动过程中受到的一对平衡力是         。
（3）实验结论：平面越光滑，木块受到的阻力越小，速度减小得越慢。
（4）推论：如果木块在水平面受到的阻力为零，木块将         。
（5）探究过程中主要采用了科学推理法和           两种研究方法。
（6）在此实验所给器材基础上，添加一个小铁球，运用这些器材一定可探究的是      
A．物体动能大小与质量是否有关    B．物体动能大小与速度是否有关     C．A、B都可探究

如图是研究牛顿第一定律的实验示意图，每次让小车从斜面同一高度由静止开始滑下，是为了使它在下列三种不同平面上            ，平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，由此推理可知；如果小车所受的摩擦力为零，小车将以       的速度永远运动下去．

在课外实践活动中，小明探究纸锥竖直下落的运动情况．
（1）为了测定纸锥下落的快慢，小明用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片，如图甲所示．再用刻度尺测量照片上AC之间的距离是  _ cm．由照片可知，纸锥下落到B位置时受到的空气阻力  __ （选填“大于”、“小于”或“等于”）纸锥下落到C位置时受到的空气阻力．已知照相机每隔0.2s曝光一次，照片的缩放比例为1:30，则纸锥经过B位置时的实际速度为  __ m/s．

（2）实验中，小明还发现不同纸锥由静止释放下落相同高度所经历的时间不同．通过观察分析，他猜想这可能与纸锥的锥角、锥边的长度、纸锥的质量以及纸面粗糙程度有关．于是他利用同一规格的纸张按相同的方法制作纸锥：先裁剪出一个圆，再剪下一个缺口，最后用胶水将缺口两边粘合住，制作了a、b、c三个不同的纸锥，如图乙所示．其中锥边r₁>r₂=r₃，锥角α₁=α₂>α₃．

①为了研究纸锥从同一高度由静止释放下落到地面的时间与纸锥锥边长度的关系，小明应选择纸锥  （选填“a”、“b”、“c”）来进行对比实验．
②在研究纸锥下落的时间与纸锥锥角的关系时，小明将a、c两个纸锥分别从同一高度由静止释放下落到地面，用秒表分别测出两纸锥下落的时间，再进行比较总结，得出结论．请你评估小明的实验方案并在现有器材的基础上提出相应的改进方法．评估意见：    ．改进方法：        ．

在探究阻力对物体运动的影响时，利用的器材有斜面、木板、玻璃板、棉布和小车，如图所示．

（1）每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑，使小车每次进入水平部分时          大小相等．
（2）下面是记录实验情况的表格，请你将其中（a)、（b)两项内容补充完整．

实验序号	水平部分材料	（a)	（b)
①
②
③

（3）牛顿第一定律是由此实验直接得来的吗？                          ．

利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”．

（1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上．当卡片平衡时，从钩码质量看，卡片两边所受的拉力                 ．
（2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片      ，释放时观察其是否保持平衡．
（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象．由此可以得到二力平衡的又一个条件是                     ．
（4）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是                        ．

（一）小刚在探究“力与物体运动的关系”的实验中，提出了“运动物体如果不受外力的作用，会一直运动下去吗？”的问题。如图所示，他让一小球从斜面顶端同一高度从静止开始滑下，并逐渐减小水平木板表面的粗糙程度，然后测量小球的运动距离。

（1）实验时小球每次都从斜面顶端同一高度从静止开始下滑，是为了让小球在水平木板表面开始运动的__________相同。
（2）由图可知，小球在很光滑的木板上前进的距离最大，这说明平面越光滑，小球受到的阻力越________。
（3）根据这个实验推理：假如平面足够光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直保持________________。
（二）小刚同学为了参加体育考试，想测试一下他穿橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底表面更粗糙。
（1）如图甲所示，他首先用弹簧测力计水平拉动橡胶底运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为__________N。
（2）小刚发现牛筋底的运动鞋较轻些，于是便向鞋中添加了适量的砝码，目的是_______________________。
（3）在拉动过程中小刚发现，匀速直线拉动鞋实际很难控制，于是他将鞋放在水平放置的木板上，将弹簧测力计固定，改为拉动木板，如图乙所示，当他水平向左拉动木板时，鞋所受到的摩擦力的方向为______________(选填“水平向左”或“水平向右”)。

（4）小刚比较出了哪双鞋摩擦力更大后，他用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t_l时间内木块静止；从t₁时刻开始，木块发生运动，木块运动后改变拉力：t₁～t₂时间内木块作变速直线运动（速度大小在变）；木块在t₂时刻后处于匀速直线运动状态。对数据处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图像，则当用F=6.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为_______N；当用F=6.8N的水平拉力拉木块时，木块所受摩擦力大小为_________N。

利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”．
（1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上．当卡片平衡时，通过钩码质量可知：卡片两边所受的拉力   ．
（2）为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一条直线上，可用手   （选填“下压”、“翻转”或“旋转”）平衡的小卡片，松手后观察小卡片是否能保持平衡．
（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象．由此可以得到二力平衡的又一个条件是   ．
（4）做该实验时，选择小卡片，目的忽略卡片的重力对实验的影响．这种突出问题的主要方面，忽略次要因素，是物理学中经常采用的一种科学研究方法．以下四个实例中所用研究方法中与此相同的是   

A．选用小磁针探究磁体周围的磁场

B．选用质量相等的小球探究物体的动能和速度的关系

C．选用轻绳探究使用定滑轮的特点

D．选用2Ω和8Ω两个电阻串联代替10Ω的电阻

（5）如果完全忽略摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片（钩码始终不着地），则小卡片离开手指后将做   （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动，直至碰上右侧的滑轮．

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）实验中选择小卡片的目的是    （填“考虑”、“不考虑”） 小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的    ．
（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：    （填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否    。
（3）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和    ，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着重2N钩码在    （选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计示数     （大于/等于/小于）2N时，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。

在学习《牛顿第一定律》时，为了探究“阻力对物体运动的影响，我们做了如图所示的实验①、②、③及推理④。

（l）在实验中应让小车从同一斜面、    由静止开始滑下．其目的是    。
（2）实验表明表面越光滑，小车运动的距离越    （选填“远”、或“近”）这说明小车受到的阻力越小，速度减小得 （选填“快”或“慢”）。
（3）进而推理得出：如果运动物体不受力，它将    ．
（4）此实验中用到了除控制变量法之外的一种重要方法，这种方法是：    。上学期在学声现象时，有一个实验也用到了类似的方法，此实验是：    。
（5）《牛顿第一定律》的得出除了牛顿做出了伟大的贡献外，还有很多的物理学家也发挥了积极的作用，请写出其中比较著名的一位：    

用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。

（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的 _____和     _________相互平衡，两个力的合力为零，相当于小车只受水平方向上的_________.
（2）每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下，是为了使小车到达水平面时的_________相同.
（3）比较小车在毛巾、棉布、木板的表面滑行的距离，可以得出结论：小车在水平面上受到的摩擦力越小，小车运动的距离越远，速度改变的越 _________.
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动的物体不受力时，将保持_________状态.

在“探究运动和力的关系”的实验中，我们做了如图10所示的实验①、②、③及推理④。

（l）为了使小车在进入平面时初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面、      由静止开始滑下。
（2）实验表明表面越光滑，小车运动的距离越      （选填“远”、或“近”）这说明小车受到的阻力越小，速度减小得      （选填“快”或“慢”）。
（3）进而推理得出：如果运动物体不受力，它将      。
（4）可见，力不是使物体运动的原因，力是改变物体                的原因。
（5）十七世纪，伽利略通过类似的理想实验，得出了这个结论，开创了实验和        
相结合的科学研究方法。

下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图，阅读并回答问题。

（1）若把铜铃放在甲、乙的中点，则液晶显示屏的示数为________________
（2）某同学想验证温度越高，声速越大，把铜铃固定放在甲的左边，然后加热甲乙之间的空气，则液晶显示屏的数值将   （    ）

A．变大

B．变小

C．不变

D．无法判断

（3）如图所示，已知S₁=0.2米，S₂=0.89米，液晶显示屏上显示：2.00， 则此时声速约为_____________米/秒。