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- 2021-11-06 发布
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实验11探究阻力对物体运动的影响
考点聚焦
探究课题:探究阻力对物体的影响
实验装置
实验方法
控制变量法,转换法
实验原理
力是改变物体运动状态的原因
探究过程
1.木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好;
2.观察木板毛巾与棉布的粗糙程度;
3.将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1;
4.将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2;
5.小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3;
记录表格
表面状况
阻力大小
水平面上运动距离
毛巾
最大
近
棉布
较大
较远
木板
小
最远
实验结论
在其他条件相同时,平面越光滑,滑块受到的摩擦力越小,滑块前进的距离就越远
满分归纳——考点方向
器材作用
1. 斜面有何作用?
7
注意事项
此实验让应让下车怎么滑下来?,目的是:
2.通过什么体现阻力对物体运动的影响?
3.牛顿第一定律能否通过实验探究出来?
4.加入平面足够光滑,滑块将做什么运动?
5.经过本实验推理出牛顿第一定律内容(不是用实验直接得出的),并总结出力与运动的关系:
6.实验需要多次测量,目的是:
经典例题
1.(2019•宜宾)关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小 (选填“相等”或“不相等”),本实验中的“阻力”是指小车受到的 ;
(2)分析图运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持 状态或 状态;
(4)牛顿第一定律 (选填“是”或“不是”)直接由实验得出的,其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
【答案】(1)相等;摩擦力;(2)快;(3)静止;匀速直线运动;(4)不是
【解析】(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
本实验中的“阻力”是指小车受到的摩擦力;
(2)根据图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明毛巾表面最粗糙,阻力最大,小车运动的距离就越近,这说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快;
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(3)牛顿第一定律的内容为:一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(4)牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的。
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放,实验中的阻力来自于下车与接触面的摩擦力;
(2)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远;
(3)根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;
(4)牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。
突破联系
2.(2019•抚顺)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中。
(1)小悦用如图所示的实验装置进行实验时,让小车从斜面的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的 相同。
(2)小车在粗糙程度不同的平面上静止时的位置如图甲、乙、丙所示。可以得出,物体受到的阻力越 (填“大”或“小”),速度减小得越慢。由此推理得出:如果运动的物体不受力时,将保持 运动状态。
(3)小悦还想探究“动能的大小与速度的关系”,并进行了如图丁所示实验。
①让小车从斜面上的 (填“相同”或“不同”)高度由静止滑下,撞击木块。观察木块移动的距离,并得出结论。
②实验中发现两次木块移动距离都较近,于是用木板代替毛巾进行实验。这样就可以在 相同
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时,通过减小接触面的 来减小木块与平面的滑动摩擦力,使木块移动距离较远,实验现象更明显。
3.(2019•巴中)小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 相同;
(2)标记a是小车在 (选填“毛巾”、“棉布”、“木板”)表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”、“慢”);
(3)在此实验基础上通过推理可知观点 (选填“A”或“B”)是正确的;
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
(4)在此实验的基础上进行改进,让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下,观察小车在相同水平面滑行的距离,可以探究小车的重力势能与 有关。
4.(2019•桂林)小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
(1)实验开始前,小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,大家发现,小车在斜面上的高度越高,小车到达水平木板时的 越大,小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了,本实验要使用 法。
(2)实验中,大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合,然后依次将毛巾、棉布铺在木板上,开始探究小车在三种平面上的运动情况,结果发现小车直接冲出棉布末端,在仅有目前已搭建好的实验器材基础上,他们采取 的方法完成了整个实验探究过程。
(3)通过实验分析可知,水平面越光滑,同一运动小车受到的阻力 ,速度减小得越 。推理可知,同一运动小车如果不受阻力作用,它将 。
5.(2019•乐山)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 滑下,这种研究问题的方法是 法(选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”)。
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(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上 。说明运动的物体 力来维持(选填“需要”、“不需要”)。
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
6.(2019•武汉)如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验时,将棉布铺在 (填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离;去掉棉布,再次让小车从
滑下,观察小车滑行的距离。
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离 。推理可知:如果小车运动时不受阻力,它将 。
7.(2020•武汉模拟)如图所示,在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中,小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车从斜面上同一位置滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回
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答下面的问题:
(1)小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,目的是使小车到达水平面时的速度 (选填“相同”或“不同”)。
(2)小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 ;小车最终在水平面上停下来,说明力改变了小车的 。
(3)请你画出小车在水平面上运动过程中的受力示意图。
8.(2020•济南模拟)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木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均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速度大小 (填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 来实现的。
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在棉布表面滑行的距离较远;在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (填“快”或“慢”)。
(4)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 。
(5)在大量经验事实的基础上,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。
(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (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。
(7)小车运动过程中的阻力主要是摩擦力,本实验还告诉我们,在其它因素不变情况下,接触面对摩擦力大小的影响是 。(意思表述清楚即可)
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9.(2020•武汉模拟)在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中,小刚同学做了如下实验。如图所示,让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车从斜面上同一位置滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用小旗子标记每次小车在相应平面上停止后所处的位置。
(1)小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,目的是为了使小车到达水平面时速度 。
(2)平面越光滑,小车运动的距离越远,说明:小车受到的阻力 (选填“越小”、“越大”或“不变”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)由此可以推测,如果小车不受阻力,它将永远做 运动。
10.(2019•河南模拟)如图所示,使用斜面、木板、毛巾、棉布和小车等器材探究“阻力对物体运动的影响”实验
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面的同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时
(2)小车在毛巾、棉布表面运动时克服阻力做功分别为W1、W2,则W1 (选填“>”“=“或“<”)W2
(3)如果水平面绝对光滑,则在此装置的基础上增加器材 (选填“能”或“不能”)达到探究“动能大小与哪些因素有关”的实验目的原因是
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