三、实验探究题
9. 在“探究二力平衡的条件”活动中:
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的和的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:(用字母表示),这样的改进是为了减小对实验结果的影响。

(4)如图丙,这是最终确认的实验方案。此方案中,由于卡片的重力(填“远小于”“小于”或“远大于”)钩码的拉力,故卡片的重力可忽略不计。
9. 在“探究二力平衡的条件”活动中:
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的和的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:(用字母表示),这样的改进是为了减小对实验结果的影响。
(4)如图丙,这是最终确认的实验方案。此方案中,由于卡片的重力(填“远小于”“小于”或“远大于”)钩码的拉力,故卡片的重力可忽略不计。
答案
(1)静止或匀速直线运动
(2)重力;拉力;拉力
(3)B、A、C;摩擦力
(4)远小于
(2)重力;拉力;拉力
(3)B、A、C;摩擦力
(4)远小于
解析
(1)根据二力平衡的基本定义,当物体只受到两个力的作用,且处于静止或匀速直线运动状态时,说明这两个力是相互平衡的。
(2)图甲的装置中,被弹簧测力计悬挂的物体同时受到重力和拉力的作用,要探究二力平衡需要测出这两个力的大小进行比较;该装置中弹簧测力计可以直接测出拉力的大小,但在未知二力平衡条件的前提下,物体的重力无法直接通过该装置测量,因此该方案无法实施。
(3)三个实验方案中,B方案的木块和桌面间是滑动摩擦,摩擦力对实验的影响最大;A方案的带轮小车和桌面间是滚动摩擦,摩擦力的影响比B方案小;C方案的小车不与桌面接触,几乎不受桌面摩擦力的影响,因此改进的先后顺序为B、A、C,这样的改进是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
(4)图丙的实验选用轻质卡片,卡片的重力远小于钩码对卡片的拉力,因此卡片的重力可以忽略不计,排除重力对实验的干扰。
(2)图甲的装置中,被弹簧测力计悬挂的物体同时受到重力和拉力的作用,要探究二力平衡需要测出这两个力的大小进行比较;该装置中弹簧测力计可以直接测出拉力的大小,但在未知二力平衡条件的前提下,物体的重力无法直接通过该装置测量,因此该方案无法实施。
(3)三个实验方案中,B方案的木块和桌面间是滑动摩擦,摩擦力对实验的影响最大;A方案的带轮小车和桌面间是滚动摩擦,摩擦力的影响比B方案小;C方案的小车不与桌面接触,几乎不受桌面摩擦力的影响,因此改进的先后顺序为B、A、C,这样的改进是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
(4)图丙的实验选用轻质卡片,卡片的重力远小于钩码对卡片的拉力,因此卡片的重力可以忽略不计,排除重力对实验的干扰。
10. 小明同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验.

(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中小明让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,使小车到斜面底端的相同,小明采用的研究问题的方法是.
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看,图中小车所受阻力最大.
(3)小明从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做运动.
(4)牛顿第一定律是在的基础上,通过科学的而总结归纳出来的.
(5)通过实验探究后,对牛顿第一定律的知识有更深一层次的理解:力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态的原因.
(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中小明让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,使小车到斜面底端的相同,小明采用的研究问题的方法是.
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看,图中小车所受阻力最大.
(3)小明从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做运动.
(4)牛顿第一定律是在的基础上,通过科学的而总结归纳出来的.
(5)通过实验探究后,对牛顿第一定律的知识有更深一层次的理解:力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态的原因.
答案
(1)初速度(速度);控制变量法 (2)甲 (3)匀速直线 (4)实验事实(大量实验);推理 (5)改变
解析
(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,重力势能转化为动能,可保证小车到达斜面底端时的初速度相同;实验中控制小车初速度等其他变量不变,仅改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小,这种研究方法是控制变量法。
(2)小车受到的阻力越大,速度减小得越快,滑行距离越近,三次实验中甲图的小车滑行距离最短,说明甲图中小车所受阻力最大。
(3)若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,运动速度不会发生改变,小车会在水平面上做匀速直线运动。
(4)牛顿第一定律无法通过直接实验得出,它是在大量实验事实的基础上,通过科学的推理总结归纳出来的。
(5)通过实验推导可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(2)小车受到的阻力越大,速度减小得越快,滑行距离越近,三次实验中甲图的小车滑行距离最短,说明甲图中小车所受阻力最大。
(3)若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,运动速度不会发生改变,小车会在水平面上做匀速直线运动。
(4)牛顿第一定律无法通过直接实验得出,它是在大量实验事实的基础上,通过科学的推理总结归纳出来的。
(5)通过实验推导可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
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