8下-03-力和运动实验题专练（解析版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page2525页，共=sectionpages2525页试卷第=page2424页，共=sectionpages2525页《力和运动》实验题专练全国初中物理竞赛试题精编学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1．小强同学想把弹簧测力计改装成液体密度计，他用同一小桶分别盛满了3种液体，用弹簧测力计分别称出3种液体和小桶的总重力，弹簧测力计的示数以及对应液体的密度分别记在下表中（g取10N/kg）：液体种类酒精植物油水弹簧测力计的示数F（N）2.62.72.8液体密度ρ（×103kg/m3）0.80.91.0(1)通过分析比较此表，他推测：液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图甲所示的图像中能正确反映这一规律的图像是_____；A．

B．

C．

D．(2)根据表中数据计算出该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上____N的位置；(3)若小强在该空小桶中装满酱油，此时弹簧测力计示数如图乙所示，则酱油的密度是______；(4)若要使该密度计的分度值减小，提高精确度，请提出一条改进意见∶_____。【答案】

B

1.8N

1.2×103kg/m3

换用量程和分度值较小的弹簧测力计。【详解】(1)[1]由表中数据可知，弹簧测力计的示数随液体的密度增大而增大，又因为小桶中没有东西时，即液体密度为0时，小桶有重力，弹簧测力计示数大于0，所以选项B符合题意，故选B。(2)[2]液体的重力为测量液体密度时，弹簧测力计的示数测量酒精时测量植物油时可得，该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上1.8N的位置。(3)[3]观察图乙可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，示数为3.0N，测力计的示数即可得[4]换用量程和分度值较小的弹簧测力计，可以使该密度计的分度值减小，提高精确度。2．阅读短文，回答问题：失重在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降，同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同，就等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”，小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台，如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示。已知小勇的实际质量为60kg（g取10N/kg）。（1）电梯静止时，小勇对秤台的压力为______N。此时小勇受到的重力与______力是一对平衡力，此时小勇所受合力为0（说明：若二力方向相同时，合力等于二力之和；若二力方向相反时，合力等于二力之差）；（2）若电梯在10s内下降的距离为18m，电梯这段运动时间内的平均速度______m/s；（3）根据图丙分析，小勇在______（选填“0~t1”、“t1~t2”、“t2~10s”）段时间内处于失重状态，此时小勇所受支持力为__________N，合力为__________N；（4）分析图丙可知，在t2~10s时间段内小勇对秤台的压力______他的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（5）若下降中体重秤示数为零，即说明他对体重秤压力F为零，我们称这种现象为完全失重，如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合=ma，其中a称为加速度，单位为N/kg，F合=G-F，小勇完全失重时加速度a=______N/kg。【答案】

600

支持

1.8

0~t1

450

150

大于

10【详解】（1）[1][2]小勇的实际质量为60kg，电梯静止时，小勇对秤台的压力等于自身的重力，为此时小勇处于平衡状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，且这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，此时小勇所受合力为0。（2）[3]电梯在10s内下降的距离为18m，电梯这段运动时间内的平均速度（3）[4][5][6]已知小勇的实际质量为60kg，由图像可知，在0~t1阶段，体重秤上显示小勇的质量为45kg，此时处于失重状态；失重并不是失去重量了，而是物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象。故此时体重秤对小勇的支持力为小勇所受的合力为（4）[7]分析图丙可知，在t2~10s时间段内，体重秤的示数大于他的实际质量60kg，小勇处于超重状态，他对秤台的压力大于他的重力。（5）[8]小勇完全失重时，他对体重秤的压力此时他受到的合力根据F合=ma可知，小勇完全失重时加速度为3．上体育课，同学们做引体向上活动时，发现采用双手握杠时，两手间距有以下几种情况：有比肩宽大的，有与肩同宽的，也有比肩宽小的，如图甲所示：那么，这几种握杠方法的“省力”程度一样吗？因此，小涵对“做引体向上的拉力与哪些因素有关”作出了不同的猜想：猜想一：可能与双手握杠的间距有关；猜想二：可能与人的体重有关；猜想三：可能与手臂的长度有关。小涵用两根相同的橡皮条系上同一重物并挂在水平杆子上，已知杆上相邻点间的间距相等，如图乙，改变橡皮条在杆上所挂的位置，并观察每次橡皮条的长度，结果如下表：实验序号12345橡皮条在杆上所挂的点A、JB、IC、HD、GE、F橡皮条的长度较长稍长最短稍长较长根据实验回答：（1）实验中根据___________来比较拉力的大小，下列实验中与这一物理方法相同的是___________；A．用磁感线来描述磁场B．牛顿第一定律的得出C．探究电流与电压、电阻的关系D．利用吸引大头针个数证明电磁铁磁性的强弱（2）当橡皮条悬挂在C、H两点时，仅改变橡皮条的原长，根据已学物理知识可知：受到的拉力___________（选填“会”或“不会”）改变，由此可判断，橡皮条竖直悬挂时，猜想三是___________（选填“正确”或“错误”）的；（3）表格中的实验数据可以验证猜想___________是正确的，可以得到结论：当手臂长和人的体重一定时，随着双手握杆间距的增大，拉力___________（选填“增大”、“先增大后减小”或“先减小后增大”），因此，在做引体向上时，最好采用两手间的距离___________（选填“比肩宽”、“与肩同宽”或“比肩窄”）的方式更省力。【答案】

橡皮条的长度

D

不会

错误

一

先减小后增大

与肩同宽【详解】（1）[1]根据表格中数据可知，实验中通过橡皮条的长度来显示其所承受的拉力的大小，这是转换法。[2]A．用磁感线来描述磁场，采用了模型法；B、牛顿第一定律的得出，采用了实验推理法；C、探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法；D、利用吸引大头针个数证明电磁铁磁性的强弱，采用了转换法；故选D。（2）[3]当橡皮条悬挂在C、H两点时，即物体对橡皮条的拉力沿竖直方向时，由力的平衡，两根橡皮条的拉力和等于物体的重力，故仅改变橡皮条的长度，受到的拉力不会改变。[4]两根橡皮条的拉力和等于物体的重力，故仅改变橡皮条的长度，受到的拉力不会改变。由此可判断，橡皮条竖直悬挂时，猜想三是错误的。（3）[5]表格中的实验数据只改变了橡皮条在杆上所挂两点的位置，而其它因素没有改变，故可以验证猜想与双手握杠的间距有关，即猜想一。[6]由表中数据知，从1、2、3、4、5实验，橡皮条在杆上所挂两点的距离逐渐变小，橡皮条的长度先变短后变长，故拉力先变小后变大，故可以得到结论：当手臂长和人的体重一定时，随着双手握杆间距的增大，拉力先减小后增大。[7]由以上结论：当手臂长和人的体重一定时，随着双手握杆间距的增大，拉力先减小后增大。因此可以知道，在做引体向上时，最好采用悬挂点在CH两点，即与肩同宽最省力。4．某实验小组的同学对两根原长都为8cm、粗细不同的A、B橡皮筋进行研究。并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码，如图甲所示，记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量∆x，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。（1）当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量为______cm；（2）分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示两测力计，它们外壳相同，刻度线分布情况相同，则用橡皮筋______（选填“A”或“B”）制成的测力计测量的精确程度较高；（3）若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计，能够测量力的最大值为______N；（4）实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体，用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力，如表是：2次测得的总重力及对应液体的密度（g取10N/kg），则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上______N的位置，并把表格中的数值填好。液体种类酒精植物油水弹簧的示数（N）2.62.7______液体密度ρ（×103kg/m3）0.80.91.0【答案】

12

A

22.5

1.8

2.8【详解】（1）[1]由图乙知，A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情况下，橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一条直线，说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比关系，即FA=kAΔx由图知，当FA=5N，ΔxA=10cm，代入数据得kA=0.5N/cm因此FA=0.5N/cm×Δx在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量为（2）[2]由图乙知，在测量范围为内，如F=5N时，用橡皮筋A制成的弹簧测力计伸长10cm，而用橡皮筋B制成的弹簧测力计伸长5cm，所以，用橡皮筋A制成的测力计测量精确程度高。（3）[3]将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时，两根橡皮筋伸长的长度相等，由图知，在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm，A的伸长量也为15cm；当伸长量为15cm时，橡皮筋B上的拉力为15N，所以橡皮筋A上的力为FA=0.5N/cm×Δx=0.5N/cm×15cm=7.5N根据力的合成可得受到的最大拉力为F合=15N＋7.5N=22.5N（4）[4]液体的重力为G液=m液g=ρ液gV测量液体密度时，弹簧测力计的示数F＝G桶+G液测量酒精时G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V=2.6N……①测量植物油时G桶+0.9×103kg/m3×10N/kg×V=2.7N……②将①②两式联立，解得G桶=1.8NV=10-4m3该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。[5]测量水时F＝G桶+G水=1.8N+1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=2.8N5．如图所示，在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中：（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿_____方向拉着物块A做匀速直线运动，根据_____的知识可得拉力大小等于滑动摩擦力的大小；（2）在甲、乙、丙所示图中，分别用F1=2.4N，F2=3.2N，F3=3.0N的拉力，拉着物块A匀速前进；分析甲、乙两图可得：在接触面粗糙程度相同时，_____越大，滑动摩擦力越大；分析_____两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；（3）交流评估时，某实验小组提出：实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是_____；（填选项前的字母）A．木板的长度太长

B．木板表面的粗糙程度不均匀C．弹簧测力计的分度值太大

D．木块与木板的接触面积太大（4）大量实验证明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比；在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速前进（如图丁所示）。此时弹簧测力计示数为F4，则F4=_____N；将B取下，改用一推力水平匀速推动AB一起前进，则推力F5=_____N。【答案】

水平

二力平衡

压力

甲丙

B

6

6【详解】（1）[1][2]实验过程中，为了让拉力与滑动摩擦力在同一直线上，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可得拉力大小等于滑动摩擦力的大小。（2）[3]由甲、乙两图可得，甲图对木板表面的压力小于乙图的压力，甲图测力计的拉力小于乙图的拉力，则可知接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。[4]探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，要控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故分析甲、丙两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。（3）[5]压力相同时，滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关，故交流评估时，某实验小组提出：实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是木板表面的粗糙程度不均匀；故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。（4）[6]大量实验证明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比；在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速前进（如图丁所示）；压力为原来的2倍，故滑动摩擦力也为原来的2倍，此时弹簧测力计示数为F4，则F4=6N。[7]将B取下，改用一推力水平匀速推动AB一起前进，因压力大小和接触面粗糙程度不变，故摩擦力大小不变，则推力F5=6N。6．在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度。根据猜想，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验：（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据______的知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示，木块受到的摩擦力大小为______N；（2）通过比较______两图，可验证猜想①；通过比较______两图，可验证猜想②。进一步归纳得出结论：接触面所受的压力越______（选填“大”或“小”），接触面越______（选填“光滑”或“粗糙”），滑动摩擦力越大；（3）有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关，于是设计了以下两种实验方案：A．将木块竖直切去一半，如图丁，重复（1）的操作过程，比较图甲和图丁B．将木块侧放，如图戊，重复（1）的操作过程，比较图甲和图戊你认为合理的实验方案是______（选填“A”或“B”）。【答案】

二力平衡

甲、乙

甲、丙

大

粗糙

B【详解】（1）[1][2]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小，实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，即1.8N。（2）[3][4][5][6]研究滑动摩擦力的大小与压力的关系，要控制接触面的粗糙程度相同，只改变压力的大小，故应比较甲、乙两图；研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，要控制压力不变，改变接触面的粗糙程度，故应比较甲、丙，比较图中弹簧测力计示数的大小，进一步得到结论：接触面所受的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（3）[7]探究摩擦力跟接触面积的关系时，将木块切去一半，则木块对桌面的压力也变为一半，只控制接触面粗糙程度不变，没有控制压力大小不变，实验结论是不可靠的，故A不符合题意，B符合题意。故选B。7．小明“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图1所示。（1）根据_____原理，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做_____运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力大小，如图甲所示；（2）_____两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；（3）由图1中甲、乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越_____（选填“大”或“小”）；（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如丁图所示的实验装置，该装置的优点是_____长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。在拉动长木板过程中，长木板B对A的摩擦力方向向_____（选填“左”或“右”）；（5）实验拓展：如图2甲所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F-t和v-t图像分别如图2乙、丙所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为_____N。【答案】

二力平衡

匀速直线

甲、丙

大

不需要

左

4【详解】（1）[1][2]实验中，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。（2）[3]由图中甲、丙两图可知，接触面粗糙程度相同，压力不同，故可以得出在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）[4]由甲、乙两图可知，压力一定，乙中接触面更粗糙，滑动摩擦力较大，故得出当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（4）[5][6]A相对地面处于静止状态，受到测力计的拉力与受到B施加的摩擦力为一对平衡力，大小相等，只要拉动了长木板B，小木块A就在长木板B上滑动，A与B之间的摩擦力就是滑动摩擦力，长木板B对A的摩擦力方向水平向左，其大小与物体相对运动的速度无关；故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。（5）[7]实验拓展：由图4知，6~9s物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，由图3知，此时拉力为4N，所以6~9s物体C受到的摩擦力大小等于4N，因3~6s物体C受到的摩擦力也是滑动摩擦力，由于压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。8．我们知道，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越大．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的劲度系数来表示，劲度系数越大，弹簧越硬．为了研究弹簧的劲度系数与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如下(S为制造弹簧的金属丝的横截面积，为弹簧的匝数，为弹簧的半径，A为弹簧的劲度系数)；(1)用粗细相同的钢丝做成半径相同但匝数不同的弹簧，则弹簧的劲度系数和匝数的关系可以用图像中的图线__________表示；(2)如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用10N的力拉伸时，用_________做成的弹簧变得更长；(3)分析表中数据，可得______，式中的志与制造弹簧的材料有关，材料不同，值一般不同；(4)用某钢丝制成一个半径为3×、匝数为60匝、劲度系数100N／m的弹簧，则该钢丝的横截面积为__________．【答案】

铜

3×【详解】1)由2、4知材料、横截面积、半径相同时,弹簧的匝数变为2倍,弹簧的劲度系数变为原来的12，即弹簧的劲度系数与弹簧的匝数成反比；观察图象可知，b为成正比图象，a是反比例图象，故图象a与研究的数据结果相符；(2)比较表格第1、2行知横截面积、匝数、半径相同时，钢的劲度系数大于铜的劲度系数，因此，在相同条件下，铜做成的弹簧会更容易被拉长；(3)根据控制变量法的要求，比较第1、3行数据可得，横截面积S的平方，等于劲度系数A之比；比较第2、4行数据可得，弹簧的匝数n扩大一倍，劲度系数A减小一半；比较第3、5行数据可得，弹簧的半径r之比的立方，等于劲度系数A之比的倒数．综合以上分析可得,Ak⋅；(4)选择第2行数据代入公式A得,180N/m解得k2109N/m2；由劲度系数的公式变形得,S代入数据得，S9．小明在选用弹簧测力计的过程中，发现测量大小相同的力时，用不同规格的测力计，弹簧伸长的长度不一样。哪些因素会影响弹簧的伸长量呢？小明提出以下三种猜想：猜想1：弹簧的材料可能影响弹簧的伸长量；猜想2：弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量；猜想3：弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。小明为探究自己的某个猜想，设计出一个实验方案并进行了实验：①取两根完全一样的弹簧，测出每根弹簧的原长均为L；②先用一根弹簧（称作弹簧A）进行实验，将弹簧A的一端固定于竖直墙上，另一端用一水平力拉弹簧，如图甲所示，测出此时弹簧的长度为LA；③将两根弹簧串接起来得到一根新的弹簧（称作弹簧B）再进行实验，实验时同样将弹簧B的一端固定于竖直墙上，另一端用与前面相同的水平力拉弹簧，如图乙所示，测出此时弹簧B的长度是LB；④改变拉力的大小，重复实验步骤②③，记录实验数据如下表。L=10.0cmF/N12345LA/cm10.811.612.413.214.0（LA-L）/cm0.81.62.43.24.0LB/cm21.623.224.826.428.0（LB-2L）/cm1.63.24.86.48.0现请回答下列有关问题：(1)该实验方案研究的是猜想_______（填写序号）；(2)实验方案中将“两根弹簧串接起来得到弹簧B”，这样做便控制了弹簧的______和______相同；(3)从表中可以发现，在拉力大小相同的情况下，弹簧B的伸长量总是弹簧A的伸长量的______倍，这表明弹簧的伸长量与原长有关，弹簧原长越长，它的伸长量就越______。进一步的实验表明，在其它因素一样的情况下，弹簧的伸长量与其原长成正比；(4)从表中还可以看出，对于同一根弹簧，在弹性限度内，它的伸长量x与所受的拉力F成正比，写成数学表达式即，其中常数k与弹簧的材料、原长及粗细有关。设弹簧A的常数为kA，那么弹簧B的常数kB=______；若把弹簧A剪成长度相等的两半，则与每半根弹簧相对应的常数k'=______；【答案】

2

材料

粗细

2

长

2【详解】(1)[1]甲乙两次实验弹簧材料、粗细相同，原长不同，改变拉力大小，对比伸长量的大小关系，这是探究弹簧伸长量与原长的关系，故是研究猜想2的。(2)[2][3]两根弹簧串接起来得到弹簧B，故材料、粗细均不变。(3)[4][5]由表中数据可知在拉力大小相同的情况下，弹簧B的伸长量总是弹簧A的伸长量的2倍，这表明弹簧的伸长量与原长有关，弹簧原长越长，它的伸长量就越长。(4)[6]由表格中数据可知当F相同时[7]通过以上计算发现两根相同的弹簧串联起来后常数k是原来一根的，那么逆过来思考得到若把弹簧A剪成长度相等的两半，则与每半根弹簧相对应的常数10．田老师和梁老师在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，田老师利用一些实验器材设计了如图所示的四次实验，已知A的重力为12N。(1)实验前，需要在______方向对弹簧测力计进行调零；(2)如图甲，根据______的原理可知，向左拉动木板，当A静止后，A受到的______（选填“静”或“滑动”）摩擦力就等于弹簧测力计的示数。实验中，若加速拉动木板，则测得的A的摩擦力______（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。(3)在图甲所示的实验中弹簧测力计的示数为______N，物体A所受滑动摩擦力方向______；(4)由图______两次实验，可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。(5)由甲、丙两图的实验结论可知，丁图中氢气球对A向上的拉力为______N。(6)同组的梁老师另外提出了一个改进方案，如下图所示。她将弹簧测力计（已在竖直方向调零）的挂钩通过细线固定在地上，同时把弹簧测力计的圆环通过细线与滑块相连，梁老师水平向左匀速拉动滑块下方的木板，读出弹簧测力计的示数记为滑块受到的滑动摩擦力，则用这种方法测出的摩擦力将比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。此过程中，梁老师的拉力F______弹簧测力计的示数（选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】

水平

二力平衡

滑动

不受影响

2.4

向左

甲、乙

2

偏小

大于【详解】(1)[1]因为所测的摩擦力是水平方向的，故实验前需要在水平方向对弹簧测力计进行调零。(2)[2][3]如图甲所示，向左拉动木板，当A静止后（相对于墙壁静止，相对于木板向右滑动），根据二力平衡的原理可知，A受到的滑动摩擦力就等于弹簧测力计的示数。[4]因为滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，实验中，若加速拉动木板，压力与接触面的粗糙程度均没有改变，则测得的A的摩擦力不受影响。(3)[5]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，示数为2.4N。[6]因为向左拉动木板，所以物体A相对于木板向右滑动，物体A所受滑动摩擦力方向向左。(4)[7]要探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，应控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故应选择甲、乙两图。(5)[8]对比甲、丙两图可知，接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力成正比。对比甲、丁得则丁图中物体A对木板的压力，结合A的重力可知氢气球对A向上的拉力为2N。(6)[9]如图所示，由于弹簧测力计自身有重力，当拉动木板，滑块相对于桌面静止后，滑块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数加上弹簧测力计的重力，所以这种方法测出的摩擦力将比真实值偏小。[10]图中梁老师的拉力F要克服滑块与木板的摩擦力和桌面与木板的摩擦力，所以梁老师的拉力F大于弹簧测力计的示数。11．小明学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验后，做了如下实验：找来同种材质、体积相等且质量都为600g的A、B两个木块，放在同一长木板上进行实验。实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计，实验过程如图。(1)测量摩擦力大小依据的原理是_____(2)如图甲中木块运动的速度大小为v1，图乙中木块运动的速度大小为v2，实验过程中。关于v1和v2的大小，下列说法正确的是_____（填选项字母）。A．v1一定大于v2B．v1一定小于v2C．v1一定等于v2D．v1可以大于、等于或小于v2(3)如图丁中拉动木块A、B一起匀速运动，拉力F4的大小为_____N。(4)比较如图甲、丙或乙、丁，可以得出：B的表面比A的表面更_____。【拓展】在物理学中，我们把两个木块间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”，用符号μ表示。木块A与长木板间的动摩擦因数大小为_____已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4，在如图丁所示实验中，若用拉力将木块B匀速抽出，同时用水平向左的拉力F作用在木块A上使其位置保持不变，则拉力的大小为_____N（提示；木块B的上下表面均存在滑动摩擦力）。【答案】

二力平衡

D

4.4

粗糙

0.3

6.8【详解】(1)[1]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小。(2)[2]图甲和乙都拉物体在水平方向做匀速运动，而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，故v1可以大于、等于或小于v2，故ABC错误，D正确。故选D。(3)[3]由题意，根据丙图，因为木块B做匀速直线运动，所以在水平方向上木块B受平衡力，长木板对木块B的摩擦力和弹簧测力计对木块B的拉力是一对平衡力，，则长木板对木块B的摩擦力为丙丁相比，接触面粗糙程度相同，丁中压力为丙的2倍，根据接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比，所以丁图中，木块B受到的摩擦力为丁图中弹簧测力计沿水平方向拉动木块A、B一起匀速运动，木块A、B之间无摩擦，木块B在水平方向上受平衡力，长木板对木块B的摩擦力和弹簧测力计对木块B的拉力是一对平衡力，所以弹簧测力计的拉力的大小为(4)[4]比较如图甲、丙或乙、丁可知，压力相同，丙或丁图中的弹簧测力计示数更大，故可知，木块B的表面更粗糙。[5]木块A的重力木块A处于水平面上，木块A对长木板的压力由甲图知，木块A与长木板间的动摩擦因数大小为[6]已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4，在如图丁所示实验中，若用拉力将木块B匀速抽出，同时用水平向左的拉力作用在木块A上使其位置保持不变，B受到A施加的水平向左的摩擦力及长木板施加的水平向左的摩擦力，B受到A施加的水平向左的摩擦力大小为而，因为木块B匀速抽出，所以木块B此时受力平衡，的大小等于木块A对木块B的摩擦力与长木板对木块B的摩擦力之和，即12．小云在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时，提出了以下猜想。猜想一：滑动摩擦力的大小与压力大小有关；猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；猜想三：滑动摩擦力的大小与物体的面积有关。据此她设计了下面的实验验证上述猜想。如图所示，A、B是材料和各面粗糙程度均相同，但体积大小不同的长方体。（1）她用弹簧测力计拉动物体A，应使物体A沿水平方向做___________直线运动；根据_____的知识可知此时物体A所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数。（2）由图甲、乙可知，小云验证的是猜想___________。（选填“一”、“二”或“三”）（3）实验中小云发现，提升弹簧测力计时很难保持匀速，弹簧测力计示数始终不稳定，为了能得到相对准确的数据，你有什么改进意见吗_______？（可以适当增加或改进器材）【答案】

匀速

二力平衡

一

见解析【详解】(1)[1][2]她用弹簧测力计拉动物体A，应使物体A沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可知此时物体A所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数；(2)[3]从图甲、乙可以看到，接触面的粗糙程度相同，物体的面积也相同，只是正压力不同，图甲的是物体A的重力，图乙的是物体A和B的重力之和，所以小云验证的是猜想一；(3)[4]可以把弹簧测力计的一端固定在墙壁，另一端与物体A相连，在物体A下端垫一块相同的木板，用手抽出木板，那么不管木板移动的速度如何，弹簧测力计的示数都是等于滑动摩擦力的大小，这样就可以进行实验探究。13．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__________，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_________（能/不能）平衡．设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足___________________的条件．（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小华下一步的操作是将卡片_____________．（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，其主要原因是能减少木块受到的_____________对实验的影响．（5）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，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：用弹簧测力计拉着钩码在________（水平方向/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的读数________________的现象，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．【答案】

相反

钩码的数量

不能

作用在同一条直线上

剪成两半

摩擦力

竖直方向

不变【详解】因为力的三要素为大小、方向、作用点，要探究二力平衡的条件，就要围绕着这三个因素分别进行，分别通过改变力的大小、方向、作用点，观察研究对象能否保持平衡，以及在什么情况下保持平衡，保持平衡时力的大小、方向、作用点有何特点，从而得出二力平衡条件．实验中卡片受到的拉力大小是通过改变钩码的重力，改变作用给绳子的拉力大小的，所以改变钩码的数量可以改变拉力大小．小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡．而平衡时，两边的绳子又在一条直线上，说明了两个力平衡必须满足“作用在同一条直线上“的条件．由于我们研究的是二力平衡的条件，所以要尽量减小其他力的影响．小明将木块放在水平桌面上时，木块受到桌面的摩擦力较大，对实验的影响较大，所以不如小华的科学．静止和匀速直线运动是平衡状态的两种形式，二力平衡条件适用．14．阅读短文，回答问题。失重现象在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同，就等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象，如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力。”小明在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台，如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像，如图丙所示，已知小明的实际质量为60kg。课后小明和同学们查资料还了解到：当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，我们称这种现象为完全失重。请回答以下问题：（1）电梯静止时，小明的重力为_____N；（2）由图丙可知，小明在_____时间段内处于失重状态；（3）物体处于完全失重状态，是指物体_____；A．质量为零B．重力为零C．受到的支持力或拉力为零D．以上都为零（4）航天飞机在太空中飞行，宇航员处于失重状态，他们要锻炼身体，可行的是_____；A．举哑铃B．