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- 2021-11-07 发布
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实验十探究阻力对物体运动的影响
◎核心考点:
【实验目的】
探究阻力对物体运动的影响
【设计和进行实验】
(1)实验器材:小车、斜面、长木板、毛巾、棉布等;
(2)实验步骤: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,改变水平面表面得粗糙程度,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。
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【分析现象】水平面越光滑,小车的速度减小得越慢,运动距离越远;
【实验结论】
①运动物体受到的阻力越大,运动的越近,阻力越小,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。
【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;
【交流与讨论】
(3)小车到达斜面底端继续前行的原因:小车具有惯性;
(4)小车最终会停下来的原因:受到摩擦阻力(非平衡力)的作用;
(5)牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(6)牛顿第一定律得到的方法:在大量经验事实的基础上,通过科学的推理总结归纳出来的,不能直接由实验得到。
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(7)对牛顿第一定律的理解:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因。
(8)对小车受力情况的判断:小车在水平面上运动时重力和支持力相互平衡,水平方向上受到阻力的作用,做减速直线运动;
(9)小车在运动过程中做功与能量转化:从斜面顶端滑动到水平面的过程中,重力势能转化为动能和内能;从水平面运动到静止的过程中,动能转化为内能,机械能不守恒,但能量的总量不变;小车在三种不同的水平面上克服阻力做功的关系:,功率:(依次为毛巾、棉布和木板)。
◎针对训练
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 。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。在我们已学的物理知识中,也有用到这种“实验+推理”的研究方法,如 (列举一例)。
(5)实验中,小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1 P2.(填“>”、“=”或“<“)
(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,力是物体运动状态的原因。
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(7)必须保证小车运动在水平支持面上,这是为了让小车在竖直方向所受 力和支持面对小车的 力相平衡,从而只探究阻力对物体运动的影响。
(8)本实验中小车在水平面上三次运动过程中消耗的机械能大小 (选填“相等”或“不相等”);
(9)若让同一小车从斜面上不同高度处由静止滑下,观察小车在毛巾表面滑行的距离,可以探究小车的重力势能与 的关系。若是换用大小不同的小车从斜面同一高度处由静止自由下滑,可以探究动能与的关系。
(10)完成上面的探究后,小林添加了一个木块来探究“物体动能的大小是否与物体的运动速度有关”,接下来他应该将小车放在同一个斜面的 (选填“相同高度”或“不同高度”),由静止自由滑下来撞击放在同一水平面上同一位置的木块。
答案:
(1) 相等;
(2) 接触面粗糙程度;
(3) 慢;
(4) 匀速直线运动;推理;探究真空不能传声实验;
(5)>;在空饮料瓶中装满酱油,用天平测出瓶和酱油的总质量m3;
(6)不需要;运动状态;改变;
(7)重力;支持力;
(8)相等;
(9)高度;质量;
(10)不同高度。
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