初中物理平衡状态的判断实验题

为了研究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关，某同学做了如图所示的实验，其中A、B、D图中木块放在木板上，C图中的木块放在砂纸上。
  
（1）实验中应使木块在弹簧秤拉力的作用下做________运动。
（2）A、B图中木块匀速运动时，拉力不相等，说明__________________________________。
（3）A、C图中木块匀速运动时，拉力不相等，说明__________________________________。
（4）A、D图中木块匀速运动时，拉力不相等，说明__________________________________。

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体运动的速度有关

B．与物体间的接触面积大小有关

C．与物体间的接触面的粗糙程度有关

D．与压力大小有关

实验室提供的器材有：一面较光滑一面较粗糙的长木板、两个带钩的长方体木块和一支弹簧测力计。
（1）实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，是因为由            知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
（2）下表是小李同学设计并记录的实验数据表格：

实验次数	压力	长木板表面	木块放置	木块运动快慢	弹簧测力计的示数/N
1	一个木块	较光滑	平放	很慢	2.2
2	一个木块	较光滑	平放	慢	2.2
3	一个木块	较光滑	平放	较快	2.2

小李同学的实验可以验证猜想      （填猜想序号）是       （填“正确”或“错误”）的。
（3）如果他要验证猜想B，他的操作步骤应是：
a、                                         ；
b、                                         。

在“探究二力平衡的条件”实验中，应保持物体处于_________或_________状态进行研究。图中（a）、（b）所示的实验过程说明所探究的两个力需作用在_________上，物体才能平衡。图（c）则可验证所探究的两个力必须作用于_________。

在探究“二力平衡条件”的实验中：

⑴将小卡片作为受力物体完成实验探究，是为了________(选填“考虑”或“不考虑）小卡片的重力
⑵在比较相互平衡的两个力大小关系时,应比较                                                 。⑶在探究_________________________________________时，可将小卡片转过一个角度，松开手后观察小卡片是否保持平衡。
⑷为了说明平衡力必须作用在同一物体上，应进行的操作是___________________。

小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关。

（１）实验中，他应将弹簧测力计沿　　　　　方向拉动木块，使木块在水平面上做匀速　　　　运动，并记下弹簧测力计的示数。
（２）比较步骤　　　与　　　可得：摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关，且压力越大，摩擦力越大。
比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的　　　　　　有关，且接触面越　　　　，摩擦力越大。

某小组在探究“摩擦力的大小与哪些因素有关？”的实验中，所用木块各个面光滑程度相同，并记录了如下信息：

实验序号	探究过程	弹簧测力计的示数
1	木块在木板上滑动	F1=0.8N
2	木块在木板上滑动	F2=1.2N
3	木块在毛巾上滑动	F3=1.4N

（1）实验时用弹簧测力计　    　拉动木块，使它沿长木块滑动，这时摩擦力与拉力是一对　   　力，从而测出摩擦力的大小．
（2）比较　   　两次实验可得结论：在压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）实验结束后，该组同学还想探究摩擦力大小与接触面积大小之间的关系，请你帮助他们在实验1的基础上，利用实验1中的器材再做一次实验就能探究这个问题．
①你的做法：　                                                              　．
②分析与结论：如果弹簧测力计的示数等于0.8N，可得结论　                       　；如果弹簧测力计的示数不等于0.8N，则结论相反．
（4）请你举出一个增大有益摩擦的例子：　           　．

在科学探究课中，实验小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”，于是他们选用了重10N的物体完成了如图所示的三次实验：

（1）通过比较      两图，可以验证他们的猜想，得出的结论是：                                                 
（2）好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块，来探究斜面的机械效率。实验前他们分析：“由于斜面不是光滑的，沿斜面向上拉物体，必定要克服摩擦做额外功，斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”。于是他们做了如图所示的实验，在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块，（如图所示）并设计表格记录实验数据如下：

实验 次数	斜面的倾斜程度	物体重G/N	物体上升高度h/m	沿斜面拉力F/N	物体移动距离 s/m	有用功Ｗ有/J	总功W总/J	机械效率	机械效率平均值
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.10	68%
3	最陡	5.0	0.25		0.50	1.25

（a）如图所示第三次实验弹簧测力计的示数为         N。
（b）小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是：                         。
（c）改正错误后，对实验数据进行分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是         
                                       。

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                        ．

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩使作用在小卡片上的两个拉力方向_______，并通过调整_________________来改变拉力的大小。
（2）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“二力平衡时是否需要_____________________________”。
（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，小华下一步的操作是：______。
（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，同学们认为小华的实验优于小明的实验．其主要原因是。（    ）

A．减少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

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___________________ ．

一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。

(1)①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F_左和F_右，若F_左>F_右，则木板的       侧更粗糙，实验时         （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板        侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置，进行如下操作：
A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触。
B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板。
C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x₁和x₂。
小明想根据x₁和x₂的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义。
①为能根据x₁和x₂的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是         。
②简述改进方法：                                                             。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线   （选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是       。

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：＿＿＿＿。

小明平时感觉到同一双运动鞋，新的时候不易打滑，而穿旧（即鞋底磨平）了，就容易打滑。小明猜想鞋与地面间的摩擦力的大小除与压力有关外，还跟鞋底花纹的深度有关。于是他找来了两只尺码型号都相同而新旧不同的运动鞋进行实验探究：他首先用弹簧称测出两只鞋子的重力并记入表格中；然后按图示方法分别在同一水平面上水平匀速拉动两只鞋子，并读出弹簧称的示数，记入表格中，他根据这组实验数据得出结论：鞋底花纹越深，与地面摩擦力越大。

⑴小林同学经过分析，说小明这样得出的结论不可靠，其主要原因是因为小明没有控制    相同。
⑵如果不增加任何器材，要解决小明存在的问题。小林提出三种方 
法：①将两鞋平放后拉，一次水平放，一次前后放；②将两鞋叠放后拉，一次新鞋在上，一次旧鞋在上；③换用两只新旧、尺码和型号都完全相同的鞋。其中方法   （填序号）可行的。
⑶摩擦力应用相当广泛，请举出日常生活中增大有益摩擦和减小有害摩擦各一例：
增大有益摩擦：   ；减小有害摩擦：    。

在“探究摩擦力大小与那些因素有关”的试验中，同学们提出以下猜想：

A．与压力大小有关；

B．与接触面的粗糙程度有关；

C．与接触面积大小有关；

D．与运动的速度大小有关。

为了验证以上猜想，小敏组的同学利用如图所示装置及有关器材进行试验，实验数据如下表：
 
（1）序号为1、2、3的三次试验，可以验证猜想          。
（2）要验证猜想B，应选序号为     、    、    的三次试验 。
（3）根据表中的信息，能否验证猜想D？ 答：          。（填：能或不能）

如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做_______运动，是因为由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
（2）分析图甲和丙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：在压力相同时，______________________，滑动摩擦力越大。在实验中采用的方法是_________。
（3）分析图甲、乙可知，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。为了进一步探究“滑动摩擦力与压力大小的定量关系”，某同学在A物体上添加砝码并均匀摆放，改变的是物体对桌面的压力，重复上述实验步骤进行多次实验，并将实验数据记录在下表中。

实验次数	压力F/N	测力计示数/N
l	2.3	1.8
2	3.3	2.6
3	4.3	3.4
4	5.3	4.2

①请根据实验数据在图中绘制图像。

②分析图象可得结论：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成__________。
（4）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F₄，则F₃：F₄=_________。若他拉着重叠体速度由0.02m/s变为0.04m/s，重叠体受到的滑动摩擦力将__________．（选填“变大”、“不变”或“变小”）