中考物理二轮复习核心素养提升专题08 物理探究实验（3）-运动和力中的4个探究实验练习 （含解析）

专题08初中物理探究实验（3）——运动和力中的四个探究实验梳理探究实验一：探究重力大小跟质量的关系【提出问题】物体所受重力的大小跟质量有什么关系？【设计实验】1.实验器材：弹簧测力计、钩码多个（质量已知）。2.实验过程：①用弹簧测力计分别测量不同质量的钩码所受的重力；分析比较质量不同的钩码受到的重力大小，得出重力与质量之间的关系。②测量钩码重力的大小的方法：将弹簧测力计竖直放置，把钩码挂在弹簧测力计上，静止时弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力大小。实验序号1实验序号123456钩码的质量m/kg0.050.10.150.20.250.3钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.0③设计实验记录表格。【进行实验与收集证据】1.观察弹簧秤的量程、最小刻度值，并沿竖直方向调零。2.用弹簧测力计测量100g钩码所受的重力，并填在相应表格内。3.用弹簧测力计分别测量50g、100g……钩码所受的重力，并填在相应表格内。【分析与论证】1.数据处理以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量关系图象（G-m）。2.分析表格中数据，观察画出的G-m图像，归纳结论：①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，图像是一条过原点的直线，即正比例函数图像。表明物体所受的重力跟它的质量成正比。②对实验数据进一步分析，计算出每一次实验中重力与质量的比值。发现重力与质量的比值是一个不变的值，比值大约是10.0N/kg。3.实验结论：物体所受的重力跟它的质量成正比。【交流与讨论】数据的处理上采用图像的方法，能够准确的体现物理量之间的关系。图像法是物理学中处理数据的一种重要方法，应该作为重点内容学习。【例题1】小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，得到下表中的实验数据。（1）实验中，需要的测量工具包括弹簧测力计，以及______；实验次数被测物体物体质量m（kg）重力G（N）比值G/m（N/kg）1物体10.10.999.92物体20.43.88973物体30.5____________（2）第3次实验“物体3”的重力如图（a）所示（物体处于静止状态），根据实验结果完成表格中第3次实验的有关数据。（a）（a）（b）（3）根据上面实验结果可知：同一物体重力与质量的比值为______N/kg；（4）月球对它表面附近的物体也有引力，这个引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面，根据上面实验结果，月球对他的引力是______N；（5）小明对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力（G）与其质量（m）的关系如图（b）所示，从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力。【答案】（1）天平；（2）4.9，9.8；（3）9.8；（4）147；（5）大于.【解析】（1）实验要探究“重力的大小跟质量的关系”，需用弹簧测力计测物体的重力，用天平测物体的质量，故需要的测量工具包括弹簧测力计和天平。（2）分析图a可知，弹簧测力计示数为4.9N，即物体重力G=4.9N。（3）G与m的比值EQ\F(G,m)=EQ\F(4.9N,0.5kg)=9.8N/kg将表中三次测得的比值取平均值，即（9.9N/kg+9.7N/kg+9.8N/kg）/3=9.8N/kg（4）地球对该物体的吸引力G=mg=90kg×9.8N/kg=882N月球对他的吸引力只有地球对他吸引力的1/6，所以月球对他的引力F月=G/6=882N/6=147N（5）分析图b可知，质量相同的物体在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力.探究实验二：探究阻力对物体运动的影响【设计实验】1.实验器材：小车、斜面、长木板、毛巾、棉布等。2.实验方法：让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，如图所示，改变水平面表面的粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。【进行实验与收集证据】小车从斜面某一高度由静止开始自由滚下，在铺有毛巾的水平面上滑行的距离最近，在木板上滑行的距离最远。表面材料阻力大小小车运动的距离（m）小车速度减小情况毛巾大3.45比较快棉布中18.72比较慢木板小37.52最慢【分析与论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。1.运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。2.若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。【交流与讨论】1.实验方法①控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度；②转换法：通过小车在水平面上滑行距离的长短来间接判断小车所受阻力大小；③科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。2.对小车受力情况的分析：小车在水平面上运动时，在竖直方向受重力和支持力，这两个力相互平衡，对物体的运动没有影响；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做减速直线运动。3.本实验选用小车而不选用木块的原因是：相同条件下，小车受到的阻力较小，实验现象较明显。【例题2】小华同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上分别铺上材料不同的物体，让同一小车从同一斜面上的相同高度由静止滑下，在小车停下的位置分别作上标记a、b、c。（1）实验中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的相同。（2）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的重力和力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的力作用。（3）实验中通过改变来改变小车所受的阻力大小。（4）若水平台面上铺的物体分别是毛巾、木板、棉布，则标记c位置是小车在表面运动时停下的位置。（5）由实验现象可以得出结论:水平面粗糙程度越小，小车运动的距离越；由此说明小车受到的阻力越小，速度减小得越。（6）对上述实验进行分析并进一步推理:运动的物体在没有受到阻力的作用时，将。（7）若在水平台面上铺上相同材料的物体，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下，还可以探究小车的的关系（选填下列选项的序号）。①重力势能与质量②重力势能与高度③动能与质量 ④动能与速度（8）上述探究实验中用到的科学研究方法有、和。（9）本实验为定律提供了实验支持。【答案】（1）速度；（2）支持，摩擦；（3）水平面的粗糙程度。（4）木板；（5）远，慢；（6）以恒定不变的速度运动下去；（7）②④；（8）控制变量法、转换法、实验推理法；（9）牛顿第一。【解析】（1）实验中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的速度相同。（2）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的重力和支持力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力作用。（3）实验中通过改变水平面的粗糙程度来改变小车所受的阻力大小。（4）若水平台面上铺的物体分别是毛巾、木板、棉布，则标记c位置是小车在木板表面运动时停下的位置。（5）由实验现象可以得出结论：水平面粗糙程度越小，小车运动的距离越远；由此说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。（6）对上述实验进行分析并进一步推理:运动的物体在没有受到阻力的作用时，将以恒定不变的速度运动下去。（7）若在水平台面上铺上相同材料的物体，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下，还可以探究小车的重力势能与高度、动能与速度的关系，所以选②④。（8）上述探究实验中用到的科学研究方法有控制变量法、转换法和实验推理法。（9）本实验为牛顿第一定律提供了实验支持。探究实验三：探究二力平衡的条件方案一、用小车探究二力平衡的条件【设计实验】1.实验器材：小桌、小车、托盘、砝码。2.实验装置如图所示。3.明确研究对象——小车，并对小车进行受力分析，小车水平方向所受的拉力大小与托盘中砝码质量的多少有关。换句话说，拉力的大小可以通过质量的多少来改变。【进行实验与收集证据】甲甲乙操作1：用手按住小车不动，两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化（图甲与乙）。操作2.用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。操作3.在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化（图丙）。操作4.用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化（图丁）。丙丙丁【分析与论证】1.操作1中，法码质量不同时，小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上，小车由静止变为运动；砝码质量相同时，小车不动，其运动状态没有改变。2.操作2中，静止的小车虽然受到两个大小相等的力的作用，但是由于方向相同，小车不是保持静止状态，而是由静止变为运动。3.操作3中，小车发生转动，运动状态发生改变。4.操作4中，放手后两个小车的运动状态都发生了改变，由静止变为运动。5.实验结论：二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。【评估】1.本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差。2.本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。3.实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。4.实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大.方案二、用小卡片探究二力平衡的条件【进行实验】1.该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。2.当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。【实验结论】二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。【评估】1.本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。2.定滑轮的作用是改变力的方向。【例题2】在“探究二力平衡条件”实验中，主要通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的.甲乙丙甲乙丙①如图甲的探究方案中，研究对象是。在该方案中，是通过调整来改变拉力的大小的。②小明将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，在线的左右两端挂上数量不同的钩码，然后观察小卡片的运动状态，小明这样做是为了探究。③小明又在线的左右两端挂上数量相同的钩码，使小卡片处于平衡状态，然后把小卡片转过一个角度再松手。这样做是为了探究。④接下来，小明想探究没有作用在同一物体上的力是否为一对平衡力，则小明应如何操作：。⑤小红采用如图乙所示的实验装置进行探究，在实验中，小红向左盘和右盘同时加入质量相等的砝码时，木块两边所受的拉力(选填“相等”或“不相等”)，木块处于状态。⑥接着，小红把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍处于静止状态，出现这种现象的原因是；于是她把木块换成小车，并换用较(选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面，继续完成实验。⑦小红把木块换成小车是通过改变摩擦的，换用实验桌面是通过改变摩擦的。⑧小敏设计的实验装置如图丙所示，A、B小车内装有电磁铁，电磁铁的通、断电可遥控实现，当通电时，A、B小车吸合成一体。若要探究一对平衡力是否必须作用在同一个物体上，需要进行的操作是。【答案】①小卡片，钩码的数量；②大小不相等的两个力是否为一对平衡力；③不在同一直线上的两个力是否为一对平衡力；④在线的左右两端挂上数量相同的钩码，使小卡片处于平衡状态，然后用剪刀将小卡片从中间位置剪开，观察小卡片的运动状态；⑤相等，静止；⑥桌面与木块间的摩擦较大，光滑；⑦变滑动为滚动，减小接触面的粗糙程度；⑧使电磁铁断电，观察两小车是否处于平衡状态。【解析】①如图甲所示的探究方案中，研究对象是小卡片；小明选择图甲所示的实验方案进行探究，在该方案中，是通过调整钩码的数量来改变拉力的大小.②小明将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，在线的左右两端挂上数量不同的钩码，然后观察小卡片的运动状态，小明这样做是为了探究大小不相等的两个力是否为一对平衡力.③小明又在线的左右两端挂上数量相同的钩码，使小卡片处于平衡状态，然后把小卡片转过一个角度再松手。这样做是为了探究不在同一直线上的两个力是否为一对平衡力.④接下来，小明想探究没有作用在同一物体上的力是否为一对平衡力，则小明应如何操作：在线的左右两端挂上数量相同的钩码，使小卡片处于平衡状态，然后用剪刀将小卡片从中间位置剪开，观察小卡片的运动状态.⑤小红采用如图乙所示的实验装置进行探究，在实验中，小红向左盘和右盘同时加入质量相等的砝码时，木块两边所受的拉力相等，木块处于静止状态.⑥小红把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍处于静止状态，出现这种现象的原因是桌面与木块间的摩擦较大；为了减小摩擦力，可以把木块换成小车，并换用较光滑的实验桌面，继续完成实验.⑦小红把木块换成小车是通过变滑动为滚动改变摩擦的，换用实验桌面是通过减小接触面的粗糙程度改变摩擦的.⑧小敏设计的实验装置如图丙所示，A、B小车内装有电磁铁，电磁铁的通、断电可遥控实现，当通电时，A、B小车吸合成一体。若要探究一对平衡力是否必须作用在同一个物体上，需要进行的操作是使电磁铁断电，观察两小车是否处于平衡状态。探究实验四：探究影响滑动摩擦力大小的因素【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?【猜想和假设】由生活经验进行猜想与假设：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。①滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？②滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？③滑动摩擦力的大小可能跟接触面积有关？【设计实验】1.实验器材：弹簧测力计、木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。2.实验过程：①用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动，则此时弹簧测力计示数就是摩擦力的大小。②控制接触面的粗糙程度不变，通过加减砝码改变木块对木板的压力，测出摩擦力。③控制压力不变，改变木板的粗糙程度，测出摩擦力。④分析数据，归纳结论。3.实验原理：匀速拉动木块时，木块在水平方向所受到的力有拉力F、滑动摩擦力f。因为木块匀速直线运动，所以拉力与滑动摩擦力是平衡力，滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，即f=F。4.实验数据表格（见下）。【进行实验与收集证据】1.用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；2.在木块上放上砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时滑动摩擦力；3.换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持放在木块上的砝码不变，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时的滑动摩擦力大小。4.实验数据表格。次数次数压力的大小程度接触面粗糙程度摩擦力（N）1小光滑22大光滑33大粗糙4【分析与论证】分析上表记录，得出影响滑动摩擦力大小的因素。1.在第1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，得到的结论是：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。2.在2与3次实验中，压力保持不变，接触面的粗糙程度不同，得到的结论是：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。实验结论：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关，接触面受到的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。【交流与讨论】1.探究方法①控制变量法：探究滑动摩擦力的大小与压力的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变物块对接触面的压力；探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，控制压力不变，改变接触面的粗糙程度。②转换法：通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。2.实验中要水平匀速拉动木块，做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力等于的大小拉力大小。【实验评估】实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下，木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。【例题3】如图甲、乙、丙是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置.（1）为了测出滑动摩擦力的大小，实验中应沿方向拉动使木块做运动。（2）为了得出滑动摩擦力的大小与接触面所受压力大小之间的比例关系，某同学利用两图所示的实验装置取得的实验数据如表所示，分析表中数据，并写出得出的结论：。（3）在第4次实验中，如果加速拉动木块，则弹簧测力计示数1.4N，此时木块受到的滑动摩擦力1.4N（均选填“大于”“小于”或“等于”）。（4）探究“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系”时，应选用两图所示的实验装置进行探究。（5）下列现象中，你认为可以利用甲、丙两次实验所得出的结论进行解释的是（填序号）A.用力捏住杯子可以防止下滑B.车轮上有凹凸不平的花纹（6）一位同学想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，于是他将图甲中的木块竖直切去一半，按照正确的操作方法拉动木块在木板上运动，读出弹簧测力计的示数为0.4N；与第1次实验的数据对比后，他得出“滑动摩擦力的大小与接触面积有关”的结论。你认为他的实验设计是（选填“正确”或“错误”）的，原因是.（7）由于上述实验存在一定的缺陷，故对实验方案进行了改进，如图丁，改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于状态，弹簧测力计的拉力（选填“大于”“小于”或“等于”）木块所受的摩擦力，此时不要求长木板做匀速直线运动。（8）在图丁所示的实验中，由于滑动摩擦力的大小与相对速度大小，因此弹簧测力计的示数应该是稳定的；若实验中正确操作却发现弹簧测力计的示数不稳定，可能的原因是。【答案】（1）水平，匀速直线；（2）当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面所受压力大小成正比；（3）大于，等于；（4）甲、丙；（5）B；（6）错误，没有控制压力大小不变；（7）平衡，等于；（8）无关，长木板表面粗糙程度不均匀。【解析】（1）为了测出滑动摩擦力的大小，实验中应沿水平方向拉动使木块做匀速直线运动，产生拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等。（2）为了得出滑动摩擦力的大小与接触面所受压力大小之间的比例关系，应该控制接触面的粗糙程度不变，压力改变，应该利用甲、乙两图所示的实验装置取得实验数据。实验结论：当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面所受压力大小成正比。（3）在第4次实验中，如果加速拉动木块，则拉力大于摩擦力，因为滑动摩擦力大小不变，所以弹簧测力计示数大于1.4N，此时木块受到的滑动摩擦力等于1.4N（均选填“大于”“小于”或“等于”）。（4）探究“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系”时，应该控制压力不变，应选用甲、丙两图所示的实验装置进行探究。（5）下列现象中，A.用力捏住杯子可以防止下滑，是通过增大压力来增大滑动摩擦力的。B.车轮上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面粗糙程度增大滑动摩擦力的。可以利用甲、丙两次实验所得出的结论进行解释的是B。（6）想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，应该控制压力和接触面的粗糙程度不变。他将图甲中的木块竖直切去一半，压力和接触面的粗糙程度都变。按照正确的操作方法拉动木块在木板上运动，读出弹簧测力计的示数为0.4N；与第1次实验的数据对比后，他得出“滑动摩擦力的大小与接触面积有关”的结论。你认为他的实验设计是错误（选填“正确”或“错误”）的，原因是没有控制压力大小不变。（7）由于上述实验存在一定的缺陷，故对实验方案进行了改进，如图丁，改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，弹簧测力计的拉力等于（选填“大于”“小于”或“等于”）木块所受的摩擦力，此时不要求长木板做匀速直线运动。综合练习1.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中.质量m/kg0.10.20.30.40.5重力G/N1______345（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到______刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数______钩码所受的重力大小。（2）读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图像______。（4）由此得出实验结论：物体所受的重力跟它的质量成______。（5）如图丙所示是做“判断重力方向”的实验装置。将装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角a，观察到悬线方向是______（选填“OA”或“OB”）；从实验观察到的现象可以得出：重力的方向总是______。【答案】（1）零，等于；（2）2.6；（3）见图；（4）正比；（5）OA，竖直向下。【解析】（1）测量物体重力时，由于重力是竖直向下的，应将弹簧测力计在竖直方向调零。测量物体重力时，当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等。（2）由图可知，测力计的量程为0-5N，分度值为0.2N，示数为2.6N。（3）通过描点的方法画出重力与质量的关系图像，如图所示。（4）根据重力与质量的关系图像可知，质量是原来几倍，重力也是原来几倍，即物体所受的重力跟它的质量成正比。（5）将装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角a，悬线的方向始终为竖直方向，悬线方向是OA，从而得到重力的方向总是竖直向下。2．如下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中得到的实验数据。（1）实验中，需要的测量工具是和。测量对象测量对象质量m/kg重力G/N比值g/（N/kg）物体10.10.989.8物体20.21.969.8物体30.32.949.8（2）分析表中数据，可以得出的结论是：。（3）根据表中数据可知：重力和质量的比值是g=9.8N/kg，意思是。A．1kg=9.8NB．重1N的物体质量为9.8kgC．质量为1kg的物体所受重力为9.8N（4）小明同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系你认为小明同学的做法。A．不合理，因为他没有用同种物质的物体做实验B．不合理，因为他没有使物体的质量成整数倍变化C．合理，因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系D．合理，因为他的操作比甲同学更简便（5）为了探究物体所受重力大小是否与形状有关，小刚同学找了一些橡皮泥，用小刀刻成不同的形状，分别测量出重力，从而得出结论。请问这种探究方法可行吗？，理由是。【答案】（1）天平；弹簧测力计；（2）物体所受的重力跟它的质量成正比；（3）C；（4）C；（5）不可行；探究时没有控制橡皮泥的质量相等。【解析】（1）从表中看出，测量的物理量是：质量与重力，所以测量工具是：天平、弹簧测力计；（2）分析表中数据可以得出的结论是：物体所受的重力跟它的质量成正比；（3）根据表中数据可知：重力和质量的比值是g=9.8N/kg，意思是：质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N，故选C；（4）要探究物体所受重力的大小与质量的关系，必须改变物体的质量，苹果、小木块、小铁球的材料不同，不影响探究结果。所以小明同学的做法合理，故选C。（5）把一块橡皮泥用小刀刻划成不同形状，在改变形状的同时，质量也发生了变化。所以这种探究方法不可行。3．某兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”的实验中，进行了如下的实验探究。（1）在探究物体所受重力大小与物体质量关系时，实验记录如表：被测物体物体质量m（kg）重力G（N）G/m（N/kg）物体10.10.989.8物体20.21.969.8物体30.32.949.8①在探究过程中，需要的测量工具有___________、___________。②分析表中实验数据，得出的结论是：___________。③根据上表中测量的实验数据分析图甲，其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是___________（选填字母符号）。（2）该组同学在探究重力方向时，实验装置如图乙所示，操作如下：①将该装置放在水平桌面上后，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向______（选填“变化”或“不变”）；剪断悬线OA，小球___________（选填“竖直”或“垂直”）下落。②从以上实验现象分析得到：重力的方向总是___________。【答案】（1）①天平，弹簧测力计。②物体所受重力与其质量成正比，③B。（2）①不变；竖直；②竖直向下。【解析】（1）①根据表中数据，要测量质量和重力，实验所需要的测量工具是天平和弹簧测力计。②因重力与质量之比为一定值，故分析表中实验数据得出的结论是：物体所受重力大小与其质量成正比。③由于物体所受的重力跟它的质量成正比，所以重力随质量的变化关系图像为过原点的倾斜直线，故选B。（2）①因为重力的方向总是竖直向下的，所以逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA由于受重力的作用方向保持竖直方向不变；剪断悬线OA，小球受到重力的作用会竖直下落。②从以上实验现象分析得到：重力的方向总是竖直向下的。4.如图所示，在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有水平木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，研究小车在水平面上滑行的距离．（1）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.①②③（2）实验中每次都让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时的初速度大小______（选填“相等”或“不相等”）．（3）实验中是通过改变______来改变小车所受阻力的大小．（4）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最小；在棉布表面滑行的距离较小；在木板表面滑行的距离最大．由此说明小车受到的阻力越_____（选填“大”或“小”），速度减小得越___（选填“快”或“慢”）．（5）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做______．（6）在大量实验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的_____得出的正确结论．（7）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动___（选填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来_____不变的性质，而_____是改变物体运动状态的原因．【答案】（1）a.小车受阻力的情况，b.小车运动的路程；（2）相等；（3）水平面的粗糙程度；（4）小、慢；（5）匀速直线运动；（6）推理；（7）不需要，运动状态，力。【解析】（2）实验中每次都让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时的初速度大小相等。（3）实验中是通过改变水平面的粗糙程度来改变小车所受阻力的大小．（4）毛巾表面的摩擦力最大，木板表面的摩擦力最小；在棉布表面滑行的距离较小；在木板表面滑行的距离最大。由此说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。（5）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做匀速直线运动。（6）在大量实验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的推理得出的正确结论．（7）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，而力是改变物体运动状态的原因．5．在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，小华设计如图所示的实验：将棉布铺在水平木板上，让小球从斜面的顶端静止滚下，观察小球在水平棉布表面滚动的距离；再去掉棉布，重复上述操作。（1）两次实验，小球都从斜面的顶端静止释放，目的是：。（2）让小球在不同的表面上运动，目的是：。（3）实验时，小球都运动到两个表面的A点以外，无法比较小球在两个水平表面上滚动的距离。①在图中画出小球在木板表面运动时的受力示意图。②利用已有的装置，设计一个改进实验的方案，能比较小球在不同表面的滚动距离。方案是：。【答案】（1）使小球到达底端具有相同的速度；（2）改变阻力大小；（3）①如图示；②将斜坡的坡度改小，让小球早停下来。【解析】（1）为了比较小车运行的距离与阻力的关系，因此应使小车在斜面的同一高度滑下，使其到达底端具有相同的速度；（2）让小球在不同的表面上运动，目的是：通过改变接触面的粗糙程度，改变阻力大小；（3）①小球在木板上运动时，受到沿水平向左的摩擦阻力的作用，重力和木板对小球的支持力，受力示意图如下所示：（2）探究水平面上摩擦阻力对车运动的影响，要比较小球在不同表面的滚动距离，应将斜坡的坡度改小，让小球早停下来。6．某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。（1）本实验观察的对象是______；（2）在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或者“相反”），并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的______；（3）当两端所挂钩码数量相同时，把小卡片转至如图所示位置，松手时小卡片将______（选填“转动”或“静止”），说明不在同一直线上的两个力______（选填“能”或“不能”）平衡；（4）将小纸片从中间用剪刀剪断，发现小纸片运动，说明______在同一物体上的两个力平衡。【答案】（1）小卡片；（2）相反，大小。（3）转动，不能，作用点。【解析】（1）实验中通过观察小卡片能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小卡片。（2）小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大，通过调整钩码的数量来改变两端拉力的大小。（3）小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。（4）将小纸片从中间用剪刀剪断，两个力不在同一个物体上，小纸片运动，说明作用点在同一物体上的两个力平衡。7.在探究“二力平衡的条件”的实验中，小刚同学采用的实验装置如图1甲所示，小华同学采用的实验装置如图乙所示。（1）图1这两个实验装置中，你认为装置_____（选填“甲”或“乙”）更科学；（2）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一_____（选填“物体”或“直线”）上，物体才能平衡；（3）在图2中，当卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象。这说明两个力必须作用在同一_____（选填“物体”或“直线”）上，物体才能平衡；（4）在进行如图1乙所示的实验时，小华在小车左端挂上2N的钩码，右端挂上2N的钩码时，小车静止，此时小车受到的_____（选填“可能”“一定”或“一定不”）是平衡力。【答案】（1）乙；（2）直线；（3）物体；（4）一定.【解析】（1）为了减小摩擦力对该实验的影响，故乙装置更合理，小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦小得多。（2）用手将木块扭转一个角度，这样两个力不在同一直线上，木块将无法在这个位置平衡，说明两个力必须满足两个力在一条直线上。（3）当小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，由于二力不在同一物体上，所以卡片会动，说明二力平衡的又一个条件是必须作用在同一物体上。（4）在小车左端挂上2N的钩码，右端挂上2N的钩码时，小车静止，虽然两个拉力不相等，但此时小车还受到摩擦力的作用，由于小车静止时处于平衡状态，所以此时小车受到的一定是平衡力。8．如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。（1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在线两端的小盘上放上砝码，通过调整______来改变F1和F2的大小；（2）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将______（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否______；（3）小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置，______的实验装置更合理，原因是该设计减小了______对实验的影响。【答案】（1）砝码个数；（2）转动，在同一直线上；（3）甲，摩擦力。【解析】（1）小车水平方向受到向左和向右两个拉力的作用，实验中通过调整砝码的数量来改变小车所受拉力的大小。（2）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将转动，因为此时小车受到的两个拉力大小虽然相等，但两个力不在同一条直线上，即设计这一步骤是为了探究相互平衡的两个力是否在同一条直线上。（3）甲实验中小车受到的是滚动摩擦力，乙实验中小车受到的是滑动摩擦力，而滚动摩擦力小于滑动摩擦力，实验甲实验装置更加的合理，因为甲实验装置可以减小摩擦力对实验的影响。9．在“探究二力平衡条件”的活动中，通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。甲乙甲乙（1）如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法，实验中通过改变砝码的_______来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否____________________。（2）小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置．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____________。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是_______________________。【答案】（1）质量，在同一条直线上；（2）作用在同一物体上，在同一直线上；减小摩擦(力)对实验的影响。【解析】（1）甲装置实验中通过改变砝码质量来改变对小车拉力的大小，所以可探究二力平衡与二力大小的关系。保持两边力相等，用手将小车扭转一个角度后松手，小车不能处于静止状态，要发生转动，可以探究二力平衡二力是否必须作用在同一条直线上。（2）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片，由于二力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的又一个条件是两个力必须在同一物体上。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触，硬纸板与桌面间就不存在摩擦力，即减小了摩擦力对实验的影响。10.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：（1）小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮，并在细线的两端挂上钩码，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）当小卡片时，说明小卡片处于平衡状态；卡片平衡后，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_____(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，同学们都认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是。A．减小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（5）为了减小（4）中小明的问题，可以采取的措施是：。（举一个例子即可）（6）利用图丙装置(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。（7）如图丙实验时，如果将右侧两个砝码取下，替换为弹簧测力计，使其竖直向下拉。发现弹簧测力计的示数和左侧两个钩码的重力不相等，其可能的原因是。（8）实验完成后，请你帮小华总结一下二力平衡的条件：。【答案】（1）相反；钩码个数；（2）静止；不能；不在同一直线上的二力能否平衡；（3）把小卡片剪为两半；（4）A；（5）将小木块改为小车或者选择相对光滑的桌面；（6）能；（7）弹簧自身重力的影响；（8）当同一物体受到等大、反向、在同一条直线上的两个力时，该物体就处于二力平衡状态。【解析】（1）钩码因为重力的作用，会对小卡片施加一个拉力的作用，左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力，右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力，拉力的大小等于钩码的重力；（2）当物体处于静止或者匀速直线运动状态时，称之为平衡状态；小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，是验证不在同一直线上两个力是否平衡；（3）探究二力平衡时，两个力是否需要作用在同一个物体上，可把小卡片分成两半变成两物体；

（4）小明将木块放在水平桌面上，木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用，就会影响实验效果；

（5）为了减小木块与桌面之间的摩擦，可以用滚动摩擦代替滑动摩擦，或减小接触面的粗糙程度。（6）该装置能够满足到达平衡力的四个条件，可以研究。（7）由于弹簧测力计正常使用时是竖直向上拉，当竖直向下拉时，由于弹簧测力计自身的重力，会使得测量的数据小于真实的数据。（8）当同一物体受到等大、反向、在同一条直线上的两个力时，该物体就处于二力平衡状态。11.小明同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小，采用了如图所示的实验装置．（1）他用弹簧测力计水平拉动木块A，应使木块A沿水平桌面做________直线运动．（2）请你画出（1）中木块A的受力示意图（）；并分析说明这种运动状态下弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据______。【答案】（1）匀速；（2）木块做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向所受合力是0，故f=F，则弹簧测力计的示数能够表示木块A所受滑动摩擦力大小.【解析】（1）实验时，应水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，则滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数；（2）水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，水平方向受拉力和摩擦力，拉力和摩擦力是平衡力；竖直方向受重力和支持力，重力和支持力是平衡力，受力示意图如图所示：弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据是：由于木块做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向所受合力是零，故f=F，则弹簧测力计的示数能够表示木块A所受滑动摩擦力大小．12．小兰为了验证猜想“滑动摩擦力的大小与压力大小有关”，找来了调好的弹簧测力计、上表面粗糙程度均匀且一端带有一个高度可调节的定滑轮的长木板、表面粗糙程度不同且质量不等的物块A和物块B，设计了如图所示的装置进行探究。请你帮助小兰将实验步骤补充完整：（1）如图所示，将长木板放在水平桌面上，将物块A放置在水平木板上，细线一端与物块A的挂钩相连，另一端穿过定滑轮与弹簧测力计相连。调节定滑轮的高度，直至细线和木板平行；（2）竖直向上拉动弹簧测力计，使物块A在长木板上做___________运动，读出弹簧测力计的示数为F1，此时物块所受滑动摩擦力f1=F1，将数据记录表格中；（3）_______，读出弹簧测力计的示数为F2，此时物块所受滑动摩擦力f2=F2，将数据记录表格中。（4）比较f1与f2的大小，若发现f1______f2（选填“=”、“≠”），则说明物体受到的滑动摩擦力的大小与其受到的压力大小有关。【答案】（2）匀速直线；（3）把物块B叠放在物块A上，重复步骤（2）的实验；（4）≠.【解析】（2）竖直向上拉动弹簧测力计，使物块A在长木板上做匀速直线运动，此时物块A在水平方向上受到水平向右的拉力和向左的滑动摩擦力，由二力平衡条件可知，此时物块A所受滑动摩擦力f1=F1。（3）为了探究滑动摩擦力的大小与其受到的压力大小关系，应该控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小，可以把物块B叠放在物块A上，重复步骤（2）的实验，读出弹簧测力计的示数为F2，此时物块A所受木板的滑动摩擦力f2=F2，将数据记录表格中。（4）比较f1与f2的大小，若发现f1≠f2，则说明物体受到的滑动摩擦力的大小与其受到的压力大小有关；若发现f1＝f2，则说明物体受到的滑动摩擦力的大小与其受到的压力大小无关。13.在学习摩擦力时，小华与小王两位同学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。他们进行合作，做了如图所示实验，并记录实验数据：实验序号实验序号接触面压力（牛）弹簧测力计示数（牛）1木板面40.62木板面60.93毛巾面62.5a.如图甲，在木板上用弹簧测力计水平匀速拉动木块，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。b.如图乙，在木块上加一砝码，从而改变木块