实验表明:密度大于液体的固体球,在液体中开始时是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉。下表是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”实验时得到的数据记录(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 ,球的体积计算公式为V=4/3πr3)。
次序 |
固体球的半径 r/(×10-3m) |
固体球的密度 ρ/(×103kg•m-3) |
固体球匀速下沉的速度v/(m•s-1) |
1 |
0.5 |
2.0 |
0.55 |
2 |
1.0 |
2.0 |
2. 20 |
3 |
1.5 |
2.0 |
4.95 |
4 |
0.5 |
3.0 |
1.10 |
5 |
1.0 |
3.0 |
4.40 |
6 |
0.5 |
4.0 |
1.65 |
7 |
1.0 |
4.0 |
6.60 |
(1) 第1、2、3三组数据可知,因为阻力的原因,固体球在水中竖直匀速下沉时受到重力与浮力并不相等,重力与浮力之比恰好为 ;
(2) 由第1、2、3三组数据可知:密度相同的固体球在水中匀速下沉的速度与固体球的 成正比。
(3)若固体球的半径为2.0×10-3m,密度为3.0×103kg/m3,则其在水中匀速下沉的速度
是 m/s。
(4)对于固体球在水中从静止开始竖直下沉的过程,四位同学描述出了重力对固体球做功的功率与其下落时间关系的P-t图像如图所示,其中描述正确的是 ( )
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中,小黄同学提出了以下猜想:
A、滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关.
B、滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关.
C、滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关.
①小黄同学进行了如下图的甲、乙、丙三个实验探究过程:
在实验中,小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做 运动.
②对比图中 两个探究过程,可以验证猜想C.
③在甲探究过程中,小黄正确操作,拉动物体时,测力计示数是2N,此时摩擦力为 N,若拉力增大到3N时,摩擦力为 N.
④实验探究中,小黄采用的实验探究方法是( )
A、类比法 B、科学推理法 C、控制变量法.
为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,某同学作了如下图所示的实验。
(1)实验中应使木块在弹簧测力计拉力的作用下做 运动,因为这样可使弹簧测力计的示数表示 的大小。
(2)甲、乙两图实验说明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)甲、丙两图实验说明:在压力相同时,滑动摩擦力的大小与 有关
(4)上述实验采用了 的研究方法。
在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们已经得知滑动摩擦力和接触面粗糙程度、压力的关系,有人还猜想滑动摩擦力:
A.与物体运动的速度大小有关
B.与物体间的接触面积大小有关
C.与木块的形状有关
器材:一个较长且各表面光滑程度一致的木板、一个带钩的长方体木块(各个面粗糙程度相同)、弹簧测力计.
一位同学只用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验,如图所示.实验数据如下表所示:
次数 |
木块放置方式 |
木块运动情况 |
弹簧测力计示数 |
1 |
平放 |
慢速 |
1.2N |
2 |
平放 |
中速 |
1.2N |
3 |
平放 |
快速 |
1.2N |
(1)实验中应将弹簧测力计沿___________方向拉动木块,使木块在水平面上做___________运动;
(2)由表中数据可以知:他在验证猜想_______(填序号),结论是_____________________________.
(3)另一位同学想验证滑动摩擦力是否和接触面积有关时,将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受摩擦力变为原来的一半.他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是:______________________;你改进后的操作是________________.
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: 。
小佳同学利用运动鞋进一步探究“滑动摩擦力与压力大小的定量关系”。
(1)如图所示,他用弹簧测力计水平拉着运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动,其目的是______ ;此时弹簧测力计的示数为_______N。
(2)再往鞋子里添加砝码并均匀摆放,改变的是鞋对桌面的_________,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。
(3)请根据实验数据在图中作出运动鞋受到的滑动摩擦力与压力大小关系的图像。
(4)分析图像可得结论:________________________________________________。
(5)若他拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他情况不变时鞋受到的滑动摩擦力将_____________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
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___________________。
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”)
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。
下图是小宇“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程,铁块和木块的大小、形状完全相同,木块表面比铁块表面粗糙。实验时,小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动。
(1)乙图中铁块受到的摩擦力是 N。
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是 。
(3)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使______ 相同,比较乙、丙两图可得出摩擦力的大小与______ 有关。
(4)若小宇还想探究摩擦力大小是否与速度有关,他接下来应改变拉动铁块(木块)的_________进行实验
(5)小宇在实验中采用的研究方法是:_______________________.
小明探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的过程如图所示.所用器材:甲、乙、丙中使用的均为同一木块,但乙中的木块在毛巾表面滑动.
(1)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.这是因为弹簧测力的拉力大小与木块受到的摩擦力大小相等.
(2)比较 两图能说明滑动滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关;比较 两图能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关.(以上均填“甲”、“乙”或“丙”)
(3)比较乙、丙两图,你能得出正确结论吗?答: .(填“能”或“不能”)
你所回答的原因是: .
(4)如果要研究滑动摩擦力与接触面积大小是否有关,应控制 、 一样,改变接触面积大小.
用弹簧测力计可以测量滑动摩擦力的大小如图所示,通过弹簧测力计沿水平方向拉物块,使物块做________运动(测力计示数见图),根据_______知识,物块与桌面之间的摩擦力大小为_________.
如图甲是小柳同学探究二力平衡条件时的实验情景
(1)小柳将系于小卡片(重力可忽略不计)两端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 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小柳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)在探究同一问题时,小花将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小柳的实验优于小花的实验.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 |
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 |