2023学年中考物理必考25个实验考学练实验09探究阻力对物体运动的影响实验含解析.docx

实验九、探究阻力对物体运动的影响实验 【实验目的】 探究阻力对物体运动的影响。 【实验原理】 力是改变物体运动状态的原因。 【实验器材】 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺 【实验方法】 控制变量法 【实验步骤】 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将小车置于斜面顶端,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 。 【实验数据】 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 【实验结果】 平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小； 平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。 【实验推理】 运动的物体如果不受外力作用，它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出，所以不是用实验直接得出的。 【考点方向】 1、此实验让应让下车怎么滑下来？目的是什么？答：让小车从斜面同一高度由静止滑下来；目的是使小车到达水平面时的速度相同。 2、通过什么知道阻力越小，物体运动减小的越慢？答：小车运动的距离，阻力越少，小车运动的距离越远，说明物体运动减小的越慢。 3、这个实验斜面有何作用？答：使小车滑下的速度相同。 4、实验结论：物体受到的阻力越小，物体运动的距离越远，如果物体不受阻力，他将保持运动直线运动，并一直运动下去。 5、此实验采用的方法是？答：控制变量法转换法。 6、牛顿第一定律能否通过实验探究出来？答：不能，只能在实验基础上推理出来，因为不受力的物体是不存在的。 7、将此实验略加修改还能做哪个实验？答：（1）将斜面长一些，增加刻度尺和秒表可以探究速度变化的实验（2）保证平面的材料相同，增加一个木块可以探究动能大小与哪些因素有关的实验。 牛顿第一定律： 说明：A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。 B、 牛顿第一定律的内涵：物体不受力，原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动. C、 牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动无关，所以力不是产生或维持物体运动的原因。 D、 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 【创新母题】：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”）。由此可以练习到雨天驾驶汽车应该（选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。 （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，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）本实验中主要用到的科学探究方法有（写一种即可）。 （8）小车到达水平面后会继续向前运动因为小车具有，然后最终会停下来是因为受到的作用。 （9）让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，还可以探究小车的　关系（选填序号）。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 【答案】 （1）相等；（2）水平面的粗糙程度；（3）慢；减小；（4）匀速直线运动； （5）牛顿；推理；（6）不需要；运动状态。（7）控制变量法（或推理法）；（8）动能；阻力；（9）④ 【解析】 （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； （2）改变接触面的粗糙程度，可以改变摩擦力阻力的大小； （3）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； （4）根据实验进行合理推理，随着阻力的减小，滑行的距离越远，一旦阻力为零，那么小车会做匀速直线运动。 （5）由第（3）问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况；牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的； （6）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。 （7）本实验为了研究不同阻力对小车运动情况的影响，需要控制其他条件相同，即是控制变量法，同时随着阻力的减小，滑行的距离变远，所以作出合理推理，可以得出阻力为零时，将做匀速直线运动，所以也用到了推理法。 （8）小车向前运动，由于它具有动能，在运动的过程中，由于它存在阻力，会消耗能量，最终会停止。 （9）若在水平面铺上同种材料，让同一小车从不同高度由静止滑下，则小球到达平面时的速度是不同的，所以可以探究动能的大小与速度的关系，故选④。 练习1：（2023年•衡阳）在探究“阻力对物体运动的影响”时，小华设计了如图所示的实验装置：将铁球用细绳悬于O点，小车置于O点正下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺毛巾、棉布、玻璃板。 (1)每次都要让铁球从图中A点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的_____________。 (2)下面是记录实验情况的表格，请将(a)中的内容补充完整， (3)由实验可知，水平面越光滑，小车运动的距离越远，由此推理得出：如果水平面绝对光 滑，被撞击后的小车将作__________(选填“加速”“减速”或”匀速＂)直线运动 (4)如果用此装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，换用不同质量的铁球，每次从图中A点由静止释放，通过观察小车在水平面运动的距离，来探究物体的动能与_____的关系。 【答案】(1)速度；(2)阻力大小； (3)匀速；(4)质量。 【解析】 (1)实验时,每次让铁球从图中A点由静止释放,铁球与小车碰撞前减少的势能相同,小车在碰撞后获得的动能相等,故是为了让小车在水平面开始运动时的速度相同。 (2)由实验知,在小车初速度一定时,小车受到的阻力越小,滑行距离越大,所以,记录数据的表格中需要添加的是阻力大小。 (3)由实验知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,即小车速度变化越慢,由此合理推理得出的结论是:如果水平面绝对光滑,小车的速度将不再发生变化,即被撞击后的小车将做匀速直线运动。 (4)换用不同质量的铁球,每次从图中A点由静止释放,通过观察小车在水平面运动的距离,可以探究物体的动能与质量的关系。 练习2：（2023年•深圳）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答： （1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有________和________；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越________。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将________。 （2）乙实验中的研究对象是________（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与________的关系。 【答案】（1）①重力；②支持力；③慢；④匀速直线运动；（2）钢球；速度大小。 【解析】 （1）小车水平方向运动时，在竖直方向上受到自身的重力和水平面给小球的支持力；在水面上由于受到摩擦力的作用，速度会逐渐减小，如果摩擦力越小，对物体的阻碍作用就越小，因此速度也会减小的越慢；假设摩擦力减小为零，则速度不会减小，会保持匀速直线运动； （2）乙图实验是探究物体动能大小的影响因素，让钢球从不同高度滑下会产生不同的势能，势能会转化为动能，到达水平面时所具有的速度也就不一样，因而研究对象是钢球，而木块则是来间接反映钢球的动能大小，该探究方法使用了转换法和控制变量法。 练习3：（2023年•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默要方法。 【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）从相同位置下滑是为了使小车的速度大小相等；由题意可知，阻力是指摩擦力。 （2）阻力越大，对运动的阻碍越大，故速度减小得越快。 （3）由牛顿第一定律可知：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 （4）牛顿第一定律不是直接由实验得到的，而是通过理论推理得到的。 练习4：（2023年·乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。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”）。 （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 【答案】 （1）同一位置（或“同一高度”）；控制变量；（2）远；慢； （3）匀速直线运动；不需要；（4）C； 【解析】 (1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这里采取得的研究方法是控制变量法。 (2)实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，行驶的越远。 (3)进一步推理可知，若水平面绝对光滑