1、初中物理 力与运动实验典例题含答案力与运动 综合实验专题1.在探究“二力平衡的条件”的实验中，某实验小组采用了如图所示的装置（1）在实验过程中，要求长木板水平放置，且表面是_的（2）在实验过程中，我们增减两端钩码的数目的目的是 当两端钩码数相等时，小车将处于_状态（3）保持两端钩码数相等，把小车_一个角度，放手后发现，小车将发生转动（4）进一步的实验表明：同时作用在一个物体上的两个力，如果_，方向_并且在_上这两个力就彼此平衡故答案为：（1）光滑；（2）改变拉力的大小，静止；（3）扭转；（4）大小相等；相反；同一直线2.人们发现汽车在行驶中所受到的空气阻力F，与汽车迎风面积S和汽车行驶速度有关
2、。研究人员通过实验得到有关数据如下表所示（表l为汽车行驶速度=20m/s时空气阻力力Ff，与迎风面积S的有关数据，表2为迎风面积S=4.0m2时空气阻力Ff与汽车行驶速度v的有关数据）表1S/m21.02.03.04.0Ff/N103206309412表2v/ms-110203040Ff/N1034121648(1)由表1数据可知：汽车行驶速度一定时，空气阻力与迎风面积成_关系 (2)表2漏填了一个数据，漏填的数据应为_N. (3)汽车在行驶时所受到的空气阻力除了与上述因素有关外，还可能与_有关(写出一个因素即可)答案：（1）正比；（2）927；（3）空气密度（或车的外形、车的表面情况）3.如
3、图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。（1）小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向，并通过调整来改变拉力的大小。（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究。（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是。（4）实验中选择小卡片的目的是(选填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力，原因是此实验是探究 二力平衡的条件。（5）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于
4、小明的实验其主要原因是。 A减少摩擦力对实验结果的影响B小书片是比较容易获取的才料C容易让小卡片在水平方向上保持平衡D小卡片容易扭转答案：（1）相反 钩码的数量 （2）不能；不在同一直线上两个力能否平衡(3)把小纸片一剪两半（4）不考虑；水平方向(5)A4.理想实验是科学研究中的一种重要方法，它是将实验条件、过程在思维中以理想化的方式表现出来，如为了研究轻重不同的物体咋真空中的下落快慢，科学家曾做过下面的思想实验将大小相同的金、铅、木三个实心小球，分别同时放入三种密度不同的介质中（介质1介质2介质3），观察比较三个小球下落的快慢，如图所示试回答下列问题：（1）“下落的快慢”可以通过比较三个实心
5、小球在同种介质的同一高度，由静止同时释放，下落到相同位置时所需的-得出（2）在上述实验中，三个小球下落快慢的差异由大到小的介质依次是-（3）进一步推理可得，当三个小球在真空时，它们下落快慢的差异将-答案为：（1）时间；（2）介质1、介质2、介质3；（3）为零5.如图所示是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度。两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。（1）请将上述步骤按照正确的顺序排列_（
6、只要填写序号）。（2）在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是（）A是事实，是推论B是事实，是推论C是事实，是推论 D是事实，是推论解析斜面实验是让小车从同一斜面的同一高度滚下，使其刚滚到水平面上时具有相同的初速度，然后在阻力不同的水平面上滚动，通过比较在所受到阻力不同的情况下滚动的远近，推理出“如果物体不受阻力，物体将永远运动下去”的结论答案（1）（2）B6阅读短文，回答问题日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大。这
7、是什么原因呢?查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。（g取1 0 Nkg）（1）下列 实验，可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”A比较纸锥下落的快
8、慢 B研究气泡的运动规律C探究动能大小与哪些因素有关 D探究阻力对物体运动的影响（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为 m/s，此时空气阻力为 依据 原理。（3）半径相同的小球，质量 （大小）的收尾速度大。（4）对于3号小球，当速度为20 m/s时，空气阻力 （大于等于小于）重力。（5）轿车的外形常做成 ，目的是 ；在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车 被 （前面后面）的车撞击时对乘者的伤害。（6）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议： 答案：A （2）16 0.02 二力平衡（3）大 （4）小于 （5）流线型 减小阻力 （6）穿类似鲨鱼皮的紧身衣试题分析：（1）比较纸
9、锥下落的快慢，可以改变纸锥的横截面积，通过纸锥下落的快慢显示纸锥所受的流体阻力大小，所以选择A。（2）小球速度越大，受到的空气阻力也就越大。当1号小球受到空气阻力最大时，它的速度也就达到最大，为收尾速度16m/s。此时小球做匀速直线运动，依据二力平衡原理，空气阻力与重力是一对平衡力。（3）由表格中的数据可知，小球的半径相同时，质量越大，小球的收尾速度就越大。（4）3号小球，它的收尾速度是40m/s，当速度是20m/s时，小球处于加速状态，空气阻力小于重力。（5） 轿车的外形常做流线型，成目的是减小轿车行驶时受到的空气阻力。当轿车的后方被撞时，乘客由于惯性会向后仰，座位的靠背上安装的“头枕”会起
10、到保护乘客颈部的作用。（6）穿类似鲨鱼皮的紧身衣，减小横街面积，增大光滑程度，可以减小水的阻力，提高游泳成绩。7.在综合实践活动中，某兴趣小组的同学利用纸锥和金属小球来探究“空气阻力和速度的关系”取三个相同的纸锥，每个纸锥质量为m，并编号为甲、乙、丙，其中在乙纸锥内固定质量为3m的金属小球，在丙纸锥内固定质量为8m的金属小球，让它们从不同高度分别自由落下，并以竖直砖墙为背景，当进入竖直砖墙区域内，用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程，如图所示是其中一段的示意图，请根据图示回答下列问题：（1）对于图中的这段运动过程，下列说法正确的是_A只有甲做匀速直线运动B.只有乙做匀速直
11、线运动C.只有丙做匀速直线运动D.甲、乙、丙都做匀速直线运动（2）对于图中的这段运动过程，甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是_，它们所受的空气阻力之比是_，由此可以得出的实验结论是：_答案：（1）D （2）123；149；形状相同的纸锥，下落时所受空气阻力与速度的平方成正比 8.（7分）图-1所示为同学们经常玩的“纸蜻蜓”，把它从高处释放时会旋转着下落为探究纸蜻蜓不落时的运动特点，小海同学设计了两个实验方案：方案一:通过比较纸蜻蜓下落相同路程所用的时间,判断其运动快慢的变化；方案二:通过比较纸蜻蜓下落相同时间通过的路程，判断其运动快慢的变化.（1) 因为纸蜻艇在下落过程中某一时刻的 不好标记，小海
12、选择了方案一进行实验。（2）为保证纸蛸蜓下落时做直线运动，小海用三张相同的纸条做成纸蜻蜓，实验应在 的环境下进行。（3）按图-2所示，,在竖直方向测量相等的高度并标记，将纸蜻蜓从O点由静止释放，用电子秒表测量纸蜻蜓到达A、B、C、D、E各点的时间，整理实验数据并记录在下表中：分析实验数据可知，纸蜻蜓在OB段做 运动. 纸蜻蜓从O点运动到E点的过程中所受的重力大小不变,所受的空气阻力随速度变化的规律是 ： 。（4）小海将纸蜻蜓拆开一些空隙，如图-3所示，重复前面的实验，发现纸蜻蜓下落时几乎不旋转且比旋转时下落的更快了，根据运动和力的关系，旋转的纸蜻蜓下落较慢的原因是9.下雨天，小颖站在窗前看到对
13、面人字形屋面上雨水在不停地流淌她想，雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢？她提出了两种猜想：（1）雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；（2）雨水流淌的时间丁能与屋面的倾角有关猜想是否正确呢？为此，她设计了一个如图的装置（斜而光滑且较长，倾角a可调），用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动：（1）保持斜面的倾角不变，换用不同质的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间如表一小颖经过分析得出如下结论：_表一质量m/g3681220时间t/s1.71.71.71.71.7表二倾角a/1530456075时间t/s1.91.61.21.61.9（2）不改变底边的长度，多次改变倾角让同一小
14、球从斜面的顶端由静止释放（如图）测出每次下滑的时间如表二小颖对上述数据：进行了归纳分析，得出的结论是_根据实验可知为了减少雨水在屋面上流淌的时间在建造人字形屋面时，屋面的倾角应该以_为宜但实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角，其原因之一可能是_10.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；猜想三：物
15、体下落的时间与物体的质量有关。为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：（1）为了验证猜想一，应比较实验序号_和_，结论是：；（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间_(填“相等”或“不相等”)，原因是：_。（3）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将（）A、同时落地 B、铁片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，铁片后落地答案：（1）1（1分）、3（1分）；物体由静止开始下落，下落的快慢与材料无关（2分）（2）不相等 （1分），纸所受的阻力相对于纸的重力不
16、能忽略不计（2分）（3）A（2分）11五一节，小瑞在公园里看到小朋友们荡秋千时不停地往复摆动他想：秋千小角度往复摆动一次的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：猜想1：可能与小朋友的质量有关；猜想2：可能与摆动的幅度有关；猜想3：可能与绳长有关（1）为了验证猜想是否正确，他设计了如图a所示的装置，用系有细线（线长L可调）的小球来模拟秋千的运动进行了如下探究（摆动角度均较小）：/度46810t/秒2.02.02.02.0如图a所示，用细线系住一铁球，保持细线的长度一定，使小球从A点由静止释放，改变OA（O为固定悬点）的连线与竖直方向的夹角以改变小球摆动的幅度，测出小球在AB间往复运动一次所用的
17、时间t与的关系如上表所示，由此可得出的结论是_用细线系住一铁球，改变细线的长度，使小球以较小的幅度在竖直面内CD之间摆动，用频闪相机（保持曝光时间间隔相等）拍摄小球由C运动至D的过程中的位置如图b、c所示（除C位置外，其余细线未画出），由此分析可知，上述猜想_是正确的，其具体关系可表述为_（2）摆钟是利用本实验原理制成的，某一摆钟变慢了，要调准它，应将钟摆调 （长或短），理由是 答案：1秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关 3 其他条件相同时，秋千小角度往复摆动一次的时间随绳长的增大而增大（此处未说明控制变量也算对）2.短。 摆钟变慢了，因往返摆动的时间受摆长的影响，钟摆越长，往返摆动
18、一次的时间越长，摆动越慢，所以要调准它应把摆长调短一些。12.某小组同学试图探究物体从斜面顶端由静止下滑到底端时速度的大小v与哪些因素有关。他们猜想v可能与斜面的倾角、斜面材料、物体的质量m三个因素有关，于是选用：一长方体木块、100克砝码片（可粘在木块上表面）、两个长度相同材料不同的斜面A和B进行试验。按图所示，将木块平放在斜面顶端，木块由静止下滑，用传感器测得其到达底端时的v。改变相关条件，多次试验，并将实验数据记录在下表中：试验序号斜面m（克）v（厘米/秒）120A200245220A300245320B200153420B300153525A200307630A200358735A20
19、0v7840A200438945A200470分析比较表中数据可得：v与_无关。.分析比较试验序号1、5、6、8与9的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一木块，平放在长度相同的斜面顶端由静止下滑，_。.在试验序号7中：v7_厘米/秒（选填“大于”、“等于”或“小于”）.完成上述试验后，有同学提出新的猜想：v可能还与物体跟斜面的接触面积有关。为了验证猜想，应选择下图中_与（a）进行对比试验选填“（b）”、“（c）”或“（d）”，即可得出初步结论。答案：物体质量；斜面倾角越大，物体滑到斜面底端时的速度越大；大于；d 试题分析：比较1、2两次实验数据，其特点为斜面倾角相同，材料相同，物体质量不同
20、，但物体滑到底端时的速度相同，比较3、4两次实验数据也是同样的特点，所以物体滑到斜面底端时的速度与物体质量无关；1、5、6、8与9的数据的共同特点为：物体质量相同，斜面材料相同，斜面倾角不同，物体速度不同，而且斜面的倾角越大，物体滑到斜面底端时的速度越大；比较1、5、6、8与9的速度值发现，斜面倾角增加相同的度数时，速度的增加量不是定值，而是越来越小：，根据这个规律可知：，则，即；要探究速度与接触面积的关系，应使用同一物体，控制斜面材料、斜面倾角一定，改变物体与斜面的接触面积，所以比较a、d可以完成实验。13.某学习小组利用如题22图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素
21、有关？并提出了如下猜想：猜想A：与小球的质量大小有关；猜想B：与小球运动的快慢有关；猜想C：与绳子的长度有关。为了验证猜想，学习小组进行了如题22图乙所示实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动。实验中，用手感受绳子的拉力大小。做几次实验后，得到实验数据如下表：为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图乙所示。实验中，用手感受绳子的拉力大小。做几次实验后，得到实验数据如表：实验次数小球的质量（g）运动的快慢绳子的长度（cm）绳子的拉力
22、115慢10很小220慢10小320快10大420快15很大（1）实验中，小球在竖直方向上受到的力和力是一对平衡力（不计空气阻力）。（2）实验中，在绳子拉力的作用下，小球的运动方向不断改变。这一现象可说明绳子拉力的作用效果是。若绳子断了，小球（选填“能”或“不能”）继续做圆周运动。（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想；分析对比实验次数2、3的数据，可以初步得出的结论是：。答案：（1）重力支持力；（2）改变物体的运动状态不能；（3）A绳子的拉力大小与小球运动的快慢，在小球的质量、绳子的长度大小一定时，小球运动越快（速度越大），绳子的拉力就越大。14.你也许会看到，在十字路口，一辆
23、卡车、一辆小汽车和一辆摩托车并排停在白线的后面。绿灯一亮，三辆车同时起动，小汽车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢。【猜想与假设】小明看到这一现象后，提出了如下猜想：猜想一：机动车起动的快慢可能与其质量大小有关。猜想二：机动车起动的快慢可能与有关。（请写出你的猜想）【设计并进行实验】如果直接用卡车、小汽车和摩托车做实验，有些物理量难测量。所以，小明和几个同学设计如图所示的装置进行实验。实验步骤如下。请你将未完成的部分填写完整：（1）选取质量较小的砖块，称出小车和砖块的总质量m1；（2）把砖块放到小车上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动小车，并记下当拉力为F1时，2s后小车离起点的距离为S1；（3）
24、保持_不变，记下当拉力为F2时，2s后小车离起点的距离S2；（4）把小车上的砖块换成质量较大的，并称出它们的总质量m2。再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动小车，记下当拉力为F1时，2s后离小车起点距离S3；（5）在（4）的基础上，仅将拉力F1改为F2，测出2s后小车离起点的距S4。【交流与评估】（1）为了验证猜想一，应该比较两次的实验数据。用弹簧测力计拉动测出拉力用以替代_，测出启动后2s内前进的距离，是为了比较_。 （2）请你对上面的实验作出评估，指出实验中存在的困难：_。答案：【猜想与假设】牵引力大小（或功率大小或路面的粗糙程度）有关（1分）【设计并进行实验】（3）质量（1分）【交流与评估
25、】（1）1 4（1分）牵引力（1分）起动快慢（1分）（2）实验时难以控制拉力不变（1分），在桌边加一个定滑轮，通过定滑轮吊起质量相等的砝码，以保证拉力大小不变。15.当雨滴从高空下落时会受到空气阻力的作用，研究发现，同一雨滴下落时所受空气阻力的大小与下落速度和所处环境空气密度有关，下表是对一重为2.510-3牛的雨滴进行研究得到的数据实验序号空气密度气(千克/米3)下落速度V(米/秒)所受空气阻力F阻(10-3牛)10.420.1320.820.2631.020.32541.030.7351.041.25由表实验数据可知，雨滴在密度为0.4千克/米3的空气中以2米/秒速度下落时所受合力为_牛由
26、表中实验序号1与2与3的实验数据及相关条件可知，当_时，_由表中实验序号_的实验数据及相关条件可以得到该雨滴所受空气阻力大小与下落速度的关系根据二力平衡的条件计算该雨滴以4米/秒的速度匀速下落时，所处环境空气密度应满足的条件，气=_千克/米3答案为：（1）2.3710-3牛；（2）下落速度一定；空气密度越大，雨滴所受空气阻力越大；（3）3、4、5；（4）2.016.在学习速度一节内容后，同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系。他们用普通复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片，制成了如图甲所示的3个纸锥实验中，纸锥每次从相同高度由静止释放，用秒表多次测量每个纸锥下落的时间，取平均值后记录在表
27、格中。（1）对于纸锥下落前的初始位置，有乙图所示的两种摆放方式，你认为正确的是_（选填“A“或“B”）。（2）分析表中数据，根据实验探究目的，你得出的结论是_。（3）小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙，其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大，如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥，以下选项正确的是_。A.4号纸锥先到地面 B.5号纸锥先到地 C两个纸锥同时到达地面（4）如果纸锥在到达地面前作匀速直线运动，设4号纸锥匀速下落时所受阻力为f1，5号纸锥匀速下落时所受阻力为f2，则f1_f2（选填“、“或“=”）。【答案】A纸锥下落速度与扇形纸片半径无关，与纸锥锥角有关，纸锥锥角越大，下落时间越长，下落速度越慢B =
