20. (4分)(1)在某次实验中,同学们研究同一直线上方向相反的两个力的合成,三个小组的实验结果都跟课本中的结论非常吻合。老师把他们的实验数据填在表中,但隐藏了每个小组其中的一个数据。你认为①②③这三处数据可能是多少?请填在对应位置。

(2)若$F_1$的大小为8 N,方向竖直向下,要使$F_1$与$F_2$的合力方向竖直向下并小于3 N,则$F_2$的取值范围是
(2)若$F_1$的大小为8 N,方向竖直向下,要使$F_1$与$F_2$的合力方向竖直向下并小于3 N,则$F_2$的取值范围是
8 N > F₂ > 5 N
。答案
20. (1)①0.7 ②1.7或3.1 ③3.1或4.9 (2)8 N > F₂ > 5 N
【点拨】本题考查力的合成,注意同一直线上同向力的合成是求和,异向力的合成是求差。
【解析】(1)同一直线上方向相反的两个力合成时,大小等于两个力的大小之差,所以①为2.0 N-1.3 N=0.7 N;②为2.4 N-0.7 N=1.7 N或2.4 N+0.7 N=3.1 N;③为4 N-0.9 N=3.1 N或4 N+0.9 N=4.9 N;
(2)要使F₁与F₂的合力方向竖直向下,则F₁>F₂,且合力小于3 N,则0 N<F₁-F₂<3 N,则F₂的取值范围为8 N>F₂>5 N。
【点拨】本题考查力的合成,注意同一直线上同向力的合成是求和,异向力的合成是求差。
【解析】(1)同一直线上方向相反的两个力合成时,大小等于两个力的大小之差,所以①为2.0 N-1.3 N=0.7 N;②为2.4 N-0.7 N=1.7 N或2.4 N+0.7 N=3.1 N;③为4 N-0.9 N=3.1 N或4 N+0.9 N=4.9 N;
(2)要使F₁与F₂的合力方向竖直向下,则F₁>F₂,且合力小于3 N,则0 N<F₁-F₂<3 N,则F₂的取值范围为8 N>F₂>5 N。
解析
【分析】
解决本题需掌握同一直线上方向相反的两个力的合成规律:合力大小等于两个力的大小之差,方向与较大的力的方向相同。对于表格中的未知数据,根据已知的两个力和合力,利用该规律分情况计算;对于第二问,结合合力的方向和大小范围,推导F₂的取值范围。
【解析】
(1) 同一直线上方向相反的两个力,合力公式为 $ F = |F_大 - F_小| $:
① 小组1中,右侧拉力 $ F_2=2.0N $ 大于左侧 $ F_1=1.3N $,则合力 $ F = F_2 - F_1 = 2.0N -1.3N =0.7N $;
② 小组2中,合力为0.7N,分两种情况:
若 $ F_2 > F_1 $,则 $ F = F_2 - F_1 $,得 $ F_2 = F_1 + F =2.4N +0.7N=3.1N $;
若 $ F_1 > F_2 $,则 $ F = F_1 - F_2 $,得 $ F_2 = F_1 - F =2.4N -0.7N=1.7N $;
③ 小组3中,右侧拉力 $ F_2=4.0N $,合力为0.9N,分两种情况:
若 $ F_2 > F_1 $,则 $ F = F_2 - F_1 $,得 $ F_1 = F_2 - F =4.0N -0.9N=3.1N $;
若 $ F_1 > F_2 $,则 $ F = F_1 - F_2 $,得 $ F_1 = F_2 + F =4.0N +0.9N=4.9N $;
(2) 已知 $ F_1=8N $ 竖直向下,合力方向竖直向下,说明 $ F_1 > F_2 $,合力大小 $ F = F_1 - F_2 $,且合力小于3N,即 $ 0 < F <3N $,代入得:
$0 <8N - F_2 <3N$,
解不等式:
左边:$8N - F_2 >0 → F_2 <8N$;
右边:$8N - F_2 <3N → F_2 >5N$;
故 $ F_2 $ 的取值范围是 $5N < F_2 <8N$。
【答案】
(1) ①0.7;②1.7或3.1;③3.1或4.9;(2) $5N < F_2 <8N$
【知识点】
同一直线二力合成、力的合成
【点评】
本题考查同一直线上相反方向二力的合成,解题关键是明确合力与分力的大小关系,未知量需分情况讨论,第二问需结合合力范围推导不等式,整体难度适中,需学生全面分析问题。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握同一直线上方向相反的两个力的合成规律:合力大小等于两个力的大小之差,方向与较大的力的方向相同。对于表格中的未知数据,根据已知的两个力和合力,利用该规律分情况计算;对于第二问,结合合力的方向和大小范围,推导F₂的取值范围。
【解析】
(1) 同一直线上方向相反的两个力,合力公式为 $ F = |F_大 - F_小| $:
① 小组1中,右侧拉力 $ F_2=2.0N $ 大于左侧 $ F_1=1.3N $,则合力 $ F = F_2 - F_1 = 2.0N -1.3N =0.7N $;
② 小组2中,合力为0.7N,分两种情况:
若 $ F_2 > F_1 $,则 $ F = F_2 - F_1 $,得 $ F_2 = F_1 + F =2.4N +0.7N=3.1N $;
若 $ F_1 > F_2 $,则 $ F = F_1 - F_2 $,得 $ F_2 = F_1 - F =2.4N -0.7N=1.7N $;
③ 小组3中,右侧拉力 $ F_2=4.0N $,合力为0.9N,分两种情况:
若 $ F_2 > F_1 $,则 $ F = F_2 - F_1 $,得 $ F_1 = F_2 - F =4.0N -0.9N=3.1N $;
若 $ F_1 > F_2 $,则 $ F = F_1 - F_2 $,得 $ F_1 = F_2 + F =4.0N +0.9N=4.9N $;
(2) 已知 $ F_1=8N $ 竖直向下,合力方向竖直向下,说明 $ F_1 > F_2 $,合力大小 $ F = F_1 - F_2 $,且合力小于3N,即 $ 0 < F <3N $,代入得:
$0 <8N - F_2 <3N$,
解不等式:
左边:$8N - F_2 >0 → F_2 <8N$;
右边:$8N - F_2 <3N → F_2 >5N$;
故 $ F_2 $ 的取值范围是 $5N < F_2 <8N$。
【答案】
(1) ①0.7;②1.7或3.1;③3.1或4.9;(2) $5N < F_2 <8N$
【知识点】
同一直线二力合成、力的合成
【点评】
本题考查同一直线上相反方向二力的合成,解题关键是明确合力与分力的大小关系,未知量需分情况讨论,第二问需结合合力范围推导不等式,整体难度适中,需学生全面分析问题。
【难度系数】
0.5
21.(3分)如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧;此时弹簧压缩了2 cm。已知细线受到的拉力为3 N,地面对B的支持力为5 N;则弹簧的弹力为

2
N,A、B两物体的重力分别是5
N、3
N。(提示:劲度系数为100 N/m,即该轻弹簧每受到100 N的力,压缩或伸长1 m)答案
21. 2 5 3
【点拨】本题考查根据弹簧的弹力和形变之间的数量关系计算弹力。先对物体A和B进行受力分析,再利用力的平衡条件计算A、B两物体的重力即可。
【解析】弹簧的弹力为:F=100 N/m×0.02 m=2 N;物体A处于静止状态,那么它受到向上的弹力F、细线的拉力F拉、向下的重力G_A,故F+F拉=G_A,故G_A=2 N+3 N=5 N;物体B处于静止状态,它受到向下的重力G_B、向下的弹力F',且F'=F,向上的支持力F支,即:F支=G_B+F',故G_B=5 N-2 N=3 N。
【点拨】本题考查根据弹簧的弹力和形变之间的数量关系计算弹力。先对物体A和B进行受力分析,再利用力的平衡条件计算A、B两物体的重力即可。
【解析】弹簧的弹力为:F=100 N/m×0.02 m=2 N;物体A处于静止状态,那么它受到向上的弹力F、细线的拉力F拉、向下的重力G_A,故F+F拉=G_A,故G_A=2 N+3 N=5 N;物体B处于静止状态,它受到向下的重力G_B、向下的弹力F',且F'=F,向上的支持力F支,即:F支=G_B+F',故G_B=5 N-2 N=3 N。
解析
【分析】
首先根据胡克定律计算弹簧的弹力;接着对A、B两物体分别进行受力分析,利用二力平衡条件,结合已知的细线拉力和地面对B的支持力,分别求出A、B的重力。
【解析】
1. 计算弹簧弹力:根据胡克定律 $ F = kx $,已知劲度系数 $ k = 100\ \mathrm{N/m} $,弹簧压缩量 $ x = 2\ \mathrm{cm} = 0.02\ \mathrm{m} $,代入得弹簧弹力 $ F = 100\ \mathrm{N/m} × 0.02\ \mathrm{m} = 2\ \mathrm{N} $。
2. 求A的重力:A静止,受力平衡,A受到向上的弹簧弹力 $ F $、细线的拉力 $ F_{\mathrm{拉}} = 3\ \mathrm{N} $,向下的重力 $ G_A $,故 $ G_A = F + F_{\mathrm{拉}} = 2\ \mathrm{N} + 3\ \mathrm{N} = 5\ \mathrm{N} $。
3. 求B的重力:B静止,受力平衡,B受到向下的重力 $ G_B $、向下的弹簧弹力 $ F' = F = 2\ \mathrm{N} $,向上的地面支持力 $ F_{\mathrm{支}} = 5\ \mathrm{N} $,故 $ F_{\mathrm{支}} = G_B + F' $,则 $ G_B = F_{\mathrm{支}} - F' = 5\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 3\ \mathrm{N} $。
【答案】
2;5;3
【知识点】
胡克定律;受力平衡
【点评】
本题考查胡克定律与受力平衡的应用,属于基础受力分析题,关键是明确弹簧弹力方向,正确对A、B进行受力分析,利用平衡条件求解重力。
【难度系数】
0.6
首先根据胡克定律计算弹簧的弹力;接着对A、B两物体分别进行受力分析,利用二力平衡条件,结合已知的细线拉力和地面对B的支持力,分别求出A、B的重力。
【解析】
1. 计算弹簧弹力:根据胡克定律 $ F = kx $,已知劲度系数 $ k = 100\ \mathrm{N/m} $,弹簧压缩量 $ x = 2\ \mathrm{cm} = 0.02\ \mathrm{m} $,代入得弹簧弹力 $ F = 100\ \mathrm{N/m} × 0.02\ \mathrm{m} = 2\ \mathrm{N} $。
2. 求A的重力:A静止,受力平衡,A受到向上的弹簧弹力 $ F $、细线的拉力 $ F_{\mathrm{拉}} = 3\ \mathrm{N} $,向下的重力 $ G_A $,故 $ G_A = F + F_{\mathrm{拉}} = 2\ \mathrm{N} + 3\ \mathrm{N} = 5\ \mathrm{N} $。
3. 求B的重力:B静止,受力平衡,B受到向下的重力 $ G_B $、向下的弹簧弹力 $ F' = F = 2\ \mathrm{N} $,向上的地面支持力 $ F_{\mathrm{支}} = 5\ \mathrm{N} $,故 $ F_{\mathrm{支}} = G_B + F' $,则 $ G_B = F_{\mathrm{支}} - F' = 5\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 3\ \mathrm{N} $。
【答案】
2;5;3
【知识点】
胡克定律;受力平衡
【点评】
本题考查胡克定律与受力平衡的应用,属于基础受力分析题,关键是明确弹簧弹力方向,正确对A、B进行受力分析,利用平衡条件求解重力。
【难度系数】
0.6
22. (2分)如图所示,用绳子相连的甲、乙两个相同的木块放在水平桌面上,在力$F_{1}$和$F_{2}$的作用下匀速向左运动,则绳子上的拉力大小为
4
N,甲受到地面的摩擦力为2
N。答案
22. 4 2
【点拨】本题考查力与运动之间的关系,注意抓住平衡条件,整体进行受力分析,确定摩擦力是解题的关键,难度适中。
【解析】甲、乙两木块一起做匀速直线运动,以整体为研究对象,整体受向左的拉力F₁、向右的拉力F₂和向右的摩擦力f总,整体受力平衡,所以F₁=F₂+f总,则摩擦力:f总=F₁-F₂=6 N-2 N=4 N;由于接触面的粗糙程度不变,两木块是相同的,每个木块对桌面的压力等于总压力的一半,故每个木块受到的摩擦力为总摩擦力的一半,即f甲=f乙=1/2 f总=1/2×4 N=2 N;以甲为研究对象,甲受到向左的拉力F₁、向右的绳子拉力F和向右的摩擦力f甲,则F₁=F+f甲,即F=F₁-f甲=6 N-2 N=4 N。
【点拨】本题考查力与运动之间的关系,注意抓住平衡条件,整体进行受力分析,确定摩擦力是解题的关键,难度适中。
【解析】甲、乙两木块一起做匀速直线运动,以整体为研究对象,整体受向左的拉力F₁、向右的拉力F₂和向右的摩擦力f总,整体受力平衡,所以F₁=F₂+f总,则摩擦力:f总=F₁-F₂=6 N-2 N=4 N;由于接触面的粗糙程度不变,两木块是相同的,每个木块对桌面的压力等于总压力的一半,故每个木块受到的摩擦力为总摩擦力的一半,即f甲=f乙=1/2 f总=1/2×4 N=2 N;以甲为研究对象,甲受到向左的拉力F₁、向右的绳子拉力F和向右的摩擦力f甲,则F₁=F+f甲,即F=F₁-f甲=6 N-2 N=4 N。
解析
【分析】
甲、乙两木块一起匀速向左运动,处于平衡状态,受力平衡。解题思路:第一步用整体法,将甲、乙视为整体,分析整体受力,根据平衡条件求出总摩擦力;第二步利用相同木块对桌面压力的关系,得出单个木块的摩擦力;第三步用隔离法,单独分析甲的受力,根据平衡条件求出绳子拉力。
【解析】
1. 整体受力分析:甲、乙整体做匀速直线运动,受力平衡,整体受向左的拉力$ F_1 $、向右的拉力$ F_2 $和向右的总摩擦力$ f_{总} $,根据平衡条件得:$ F_1 = F_2 + f_{总} $,则总摩擦力$ f_{总} = F_1 - F_2 = 6\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $。
2. 单个木块的摩擦力:甲、乙是相同木块,对桌面的压力等于自身重力,总压力为两木块重力之和,故每个木块对桌面的压力是总压力的一半;接触面粗糙程度不变,摩擦力与压力成正比,因此每个木块受到的摩擦力为总摩擦力的一半,即$ f_{甲} = \frac{1}{2}f_{总} = \frac{1}{2} × 4\ \mathrm{N} = 2\ \mathrm{N} $。
3. 甲的受力分析:甲做匀速直线运动,受力平衡,甲受向左的$ F_1 $、向右的绳子拉力$ T $和向右的摩擦力$ f_{甲} $,根据平衡条件得:$ F_1 = T + f_{甲} $,则绳子拉力$ T = F_1 - f_{甲} = 6\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $。
【答案】
4;2
【知识点】
二力平衡、摩擦力、受力分析
【点评】
本题考查平衡状态下的受力分析,需灵活运用整体法与隔离法,结合摩擦力与压力的关系解题,是力学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
甲、乙两木块一起匀速向左运动,处于平衡状态,受力平衡。解题思路:第一步用整体法,将甲、乙视为整体,分析整体受力,根据平衡条件求出总摩擦力;第二步利用相同木块对桌面压力的关系,得出单个木块的摩擦力;第三步用隔离法,单独分析甲的受力,根据平衡条件求出绳子拉力。
【解析】
1. 整体受力分析:甲、乙整体做匀速直线运动,受力平衡,整体受向左的拉力$ F_1 $、向右的拉力$ F_2 $和向右的总摩擦力$ f_{总} $,根据平衡条件得:$ F_1 = F_2 + f_{总} $,则总摩擦力$ f_{总} = F_1 - F_2 = 6\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $。
2. 单个木块的摩擦力:甲、乙是相同木块,对桌面的压力等于自身重力,总压力为两木块重力之和,故每个木块对桌面的压力是总压力的一半;接触面粗糙程度不变,摩擦力与压力成正比,因此每个木块受到的摩擦力为总摩擦力的一半,即$ f_{甲} = \frac{1}{2}f_{总} = \frac{1}{2} × 4\ \mathrm{N} = 2\ \mathrm{N} $。
3. 甲的受力分析:甲做匀速直线运动,受力平衡,甲受向左的$ F_1 $、向右的绳子拉力$ T $和向右的摩擦力$ f_{甲} $,根据平衡条件得:$ F_1 = T + f_{甲} $,则绳子拉力$ T = F_1 - f_{甲} = 6\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $。
【答案】
4;2
【知识点】
二力平衡、摩擦力、受力分析
【点评】
本题考查平衡状态下的受力分析,需灵活运用整体法与隔离法,结合摩擦力与压力的关系解题,是力学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
23. (3分)如图所示,带支架的平板小车沿水平地面向右做直线运动,小球A用细线悬挂于支架右端,放在小车左端的物块B相对于小车始终静止。某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角,请画出此时物块B所受力的示意图(力的作用点图中已标出)。
答案
23.
【点拨】本题考查受力分析,对物块B受到的摩擦力的方向做出正确判断是解决本题的难点。
【解析】木块B在竖直方向上受到小车竖直向上的支持力和自身竖直向下的重力;某时刻观察到细线向左偏离竖直方向θ角,其原因是小车向右做加速运动,A由于惯性,仍然保持原来的运动状态,此时放在小车左端的物块B相对于小车仍然静止,但有向左运动的趋势,所以受到的摩擦力水平向右,如图所示:
解析
【分析】首先通过小球A的细线偏离方向判断小车的运动状态:小球向左偏离竖直方向,说明小车向右做加速直线运动(小球因惯性保持原有运动速度,相对小车向左摆动)。物块B相对于小车静止,此时B相对于小车存在向左的运动趋势,因此水平方向受向右的摩擦力;竖直方向上B受重力和支持力,二力平衡。接下来按力的示意图要求,从B的重心出发,沿各力方向画出带箭头的线段并标注力的符号即可。
【解析】对物块B受力分析:①竖直方向:受竖直向下的重力G,以及小车对B竖直向上的支持力F,两力作用点均在B的重心;②水平方向:因小车向右加速,B相对小车有向左的运动趋势,故受水平向右的静摩擦力f,作用点在B的重心。按力的示意图规范,从重心沿各力方向画出带箭头的线段,标注对应力的符号。
【答案】
【知识点】受力分析、惯性、摩擦力方向判断
【点评】本题结合惯性知识判断小车运动状态,进而分析物块受力,核心是通过相对运动趋势确定摩擦力方向,属于基础受力分析题,需掌握惯性与摩擦力的关联分析。
【难度系数】0.5
【解析】对物块B受力分析:①竖直方向:受竖直向下的重力G,以及小车对B竖直向上的支持力F,两力作用点均在B的重心;②水平方向:因小车向右加速,B相对小车有向左的运动趋势,故受水平向右的静摩擦力f,作用点在B的重心。按力的示意图规范,从重心沿各力方向画出带箭头的线段,标注对应力的符号。
【答案】
【知识点】受力分析、惯性、摩擦力方向判断
【点评】本题结合惯性知识判断小车运动状态,进而分析物块受力,核心是通过相对运动趋势确定摩擦力方向,属于基础受力分析题,需掌握惯性与摩擦力的关联分析。
【难度系数】0.5
24.(6分)如图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验。

(1)实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,目的是保证小车进入水平面时的
(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是
A. 小车在水平面上所受阻力大小 B. 阻力对小车运动的影响情况
(3)为了便于推理并得出结论,请将图中的三次实验进行合理的排序:
(4)根据实验结果可观察到小车在木板表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越
(1)实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,目的是保证小车进入水平面时的
速度
大小相等。(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是
B
。A. 小车在水平面上所受阻力大小 B. 阻力对小车运动的影响情况
(3)为了便于推理并得出结论,请将图中的三次实验进行合理的排序:
丙、乙、甲
。(4)根据实验结果可观察到小车在木板表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越
慢
(选填“快”或“慢”),物理学家牛顿
对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以一定
的速度永远运动下去。答案
24. (1)速度 (2)B (3)丙、乙、甲 (4)慢 牛顿 一定
【点拨】本题考查阻力对物体运动的影响,注意对控制变量法、转换法和科学推理法的运用、实验现象与实验推论的辨别。能对实验现象进行正确的分析并进行科学的推理,从而得出正确的结论是解答的关键。
【解析】(1)实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,目的是使小车进入水平面时的速度大小相等。
(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,故B正确。
(3)为了便于推理并得出结论,应使水平面依次更光滑,故合理的顺序是:丙、乙、甲。
(4)根据实验现象,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;物理学家牛顿通过对类似的实验进行分析,并进一步推测:运动的物体不受力时,将保持匀速直线运动状态,即物体将以一定的速度永远运动下去。
【点拨】本题考查阻力对物体运动的影响,注意对控制变量法、转换法和科学推理法的运用、实验现象与实验推论的辨别。能对实验现象进行正确的分析并进行科学的推理,从而得出正确的结论是解答的关键。
【解析】(1)实验中让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,目的是使小车进入水平面时的速度大小相等。
(2)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,故B正确。
(3)为了便于推理并得出结论,应使水平面依次更光滑,故合理的顺序是:丙、乙、甲。
(4)根据实验现象,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;物理学家牛顿通过对类似的实验进行分析,并进一步推测:运动的物体不受力时,将保持匀速直线运动状态,即物体将以一定的速度永远运动下去。
解析
【分析】
本题是探究“阻力对物体运动的影响”的经典实验,需结合控制变量法、转换法、科学推理法分析解题:(1)同一小车从同一斜面同一高度滑下,目的是控制初速度相同,属于控制变量法;(2)通过小车运动距离反映阻力对运动的影响,利用转换法;(3)实验需让阻力逐渐减小,便于推理结论;(4)根据实验现象和科学推理得出阻力与速度变化的关系及相关物理结论。
【解析】
(1)实验中,让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,根据机械能守恒,小车到达水平面时的速度大小相等,因此目的是保证小车进入水平面时的速度大小相等;
(2)本实验中,小车受到的阻力越大,运动距离越短,因此“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,故选B;
(3)为了便于推理并得出结论,需使水平面的粗糙程度逐渐减小(阻力逐渐减小),因此实验顺序为最粗糙的毛巾表面(丙)、棉布表面(乙)、最光滑的木板表面(甲),即丙、乙、甲;
(4)实验结果显示,小车在木板表面(阻力最小)运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;物理学家牛顿对类似实验进行分析,进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以一定的速度永远运动下去。
【答案】
(1)速度 (2)B (3)丙、乙、甲 (4)慢 牛顿 一定
【知识点】
阻力对物体运动的影响、控制变量法、科学推理法
【点评】
本题是初中物理力学的核心探究实验题,考查了实验方法的应用、实验现象分析及科学推理能力,是理解牛顿第一定律的基础,注重对实验过程和方法的考查,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是探究“阻力对物体运动的影响”的经典实验,需结合控制变量法、转换法、科学推理法分析解题:(1)同一小车从同一斜面同一高度滑下,目的是控制初速度相同,属于控制变量法;(2)通过小车运动距离反映阻力对运动的影响,利用转换法;(3)实验需让阻力逐渐减小,便于推理结论;(4)根据实验现象和科学推理得出阻力与速度变化的关系及相关物理结论。
【解析】
(1)实验中,让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,根据机械能守恒,小车到达水平面时的速度大小相等,因此目的是保证小车进入水平面时的速度大小相等;
(2)本实验中,小车受到的阻力越大,运动距离越短,因此“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,故选B;
(3)为了便于推理并得出结论,需使水平面的粗糙程度逐渐减小(阻力逐渐减小),因此实验顺序为最粗糙的毛巾表面(丙)、棉布表面(乙)、最光滑的木板表面(甲),即丙、乙、甲;
(4)实验结果显示,小车在木板表面(阻力最小)运动的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;物理学家牛顿对类似实验进行分析,进一步推测:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以一定的速度永远运动下去。
【答案】
(1)速度 (2)B (3)丙、乙、甲 (4)慢 牛顿 一定
【知识点】
阻力对物体运动的影响、控制变量法、科学推理法
【点评】
本题是初中物理力学的核心探究实验题,考查了实验方法的应用、实验现象分析及科学推理能力,是理解牛顿第一定律的基础,注重对实验过程和方法的考查,难度适中。
【难度系数】
0.7
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