浙教版科学中考压轴题专题09 力与运动探究解析版.docx
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浙教版科学中考压轴题专题09力与运动探究解析版
专题09力与运动探究
【考点1】摩擦力探究
【例1-1】.用图1所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对________力。
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图1所示，它的示数是________N。
（3）改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图2中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
（4）分析图像可知：
当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成________。
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。
她由此得出：
当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。
你认为她的结论正确吗？
________，理由是________
【答案】
（1）平衡
（2）1.6（3）解：
如图
（4）正比（5）不正确；没有控制压力大小不变
【解析】【分析】
（1）作用在同一物体上的两个力如果大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，则这两个力相互平衡；
（2）根据弹簧测力计上所标的刻度值和分度值读数；
（3）根据表中提供的数据，用描点法绘图；
（4）分析图像特征，得出摩擦力跟拉力的关系；
（5）探究摩擦力跟接触面大小的关系时，应控制接触面和粗糙程度不变，压力不变。
【解答】
（1）拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，这时的拉力和摩擦力作用在同一物体（木块）上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，它们是一对平衡力；
（2）弹簧测力计分度值为0.2N，此时的示数为1.6N；
（3）根据表中提供的数据，用描点法绘图：
；
（4）由图像可知，接触面的的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力也越大，即：
接触面的的粗糙程度一定时，摩擦跟压力的大小成正比；
（5）探究摩擦力跟接触面大小的关系时，应控制接触面和粗糙程度不变，压力不变，才能得到正确的结论。
【变式1-1】某科学兴趣小组设计了如图甲所示的装置进行“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
弹簧测力计固定在木板上，平板小车通过电动机来控制运动，正方体木块水平放在平板小车上。
开启电动机后，观察测力计的示数变化，并绘制了如图乙所示的图像。
（1）由实验可知，正方体木块受到滑动摩擦力的大小和方向分别是________。
（2）4秒钟后，若将电动机的转速由每分钟10转调至每分钟30转，则弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）若要探究滑动摩擦力的大小和压力大小的关系，在原有实验基础上，还应增加的操作是________。
【答案】
（1）2N，水平向左
（2）不变（3）在正方体木块上适当加一重物，重复实验
【解析】【分析】
（1）摩擦力是一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。
滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力大小有关，方向与物体的相对运动（或相对运动趋势）方向相反。
可根据图乙读出拉力大小，再得到滑动摩擦力的大小；
（2）根据滑动摩擦力大小的影响因素可以确定弹簧测力计示数的变化；
（3）要探究滑动摩擦力的大小和压力大小的关系，需要控制压力大小不同的实验进行对照。
【解答】
（1）滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力大小有关，甲图中平板小车上的木块对小车的压力不变，粗糙程度不变，所以木块受到的滑动摩擦力不变，当木块向左运动到一定位置时弹簧产生的拉力与摩擦力成平衡力，木块保持静止，可由弹簧测力计示数读出摩擦力的大小，由乙图可知滑动摩擦力的大小为2牛，方向向左；
（2）当电动机的转速加快后，由于木块对小车的压力不变，粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，正方体木块受到弹簧测力计的示数将不变；
（3）探究滑动摩擦力的大小和压力大小的关系时，需要控制压力大小不同而使其它条件相同，所以应增加的操作是：
在正方体木块上适当加一重物，重复实验。
故答案为：
（1）2N，水平向左；
（2）不变；（3）在正方体木块上适当加一重物，重复实验
【例1-2】.某科学兴趣小组对“滑动摩擦力的大小与接触面积和接触面的湿度是否有关”的问题进行探究。
他们选择了一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块作为研究对象，请回答：
（1）实验所用到的测量工具是________。
（2）在测量滑动摩擦力的大小时，必须让物块在水平面上做________运动，才能使测出的拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等。
（3）下表为实验记录表格，通过分析表中序号为________的实验记录，可得到初步结论：
滑动摩擦力的大小与________无关；分析表中序号为________的实验记录，可得出结论：
滑动摩擦力的大小与________有关。
序号
接触面积
接触面干湿程度
摩擦力，（牛）
l
小
干
0.5
2
中
干
0.5
3
大
十
0.5
4
大
较湿
0.6
5
大
湿
0.8
【答案】
（1）弹簧测力计
（2）匀速直线
（3）1、2、3；接触面积；3、4、5；接触面的湿度
【解析】【分析】
（1）实验中需要知道摩擦力的大小，可使弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动，根据力的平衡可知，拉力等于摩擦力，利用弹簧测力计可测出摩擦力；
（2）滑动摩擦力是通过弹簧测力计的读数得到的，要使两个力相等，主要利用二力平衡关系，使物体做匀速直线运动；
（3）研究滑动摩擦力与接触面的面积大小关系时，要控制接触面的面积大小不同，而使其他条件都相同。
研究滑动摩擦力与接触面的湿度关系时，要控制接触面的湿度不同，而使其他条件都相同。
再有实验中得到的摩擦力大小得出是否有无的结论。
【解答】
（1）由分析可知，实验所用到的测量工具是弹簧测力计；
（2）弹簧测力计测出的是拉力，要从拉力得到摩擦力大小，必须使拉力与摩擦力是一对平衡力，所以必须让物体在水平面上做匀速直线运动，才能使测出的拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等。
（3）从表格中的数据1、2、3摩擦力大小相等，控制了接触面积不同，而使接触面干湿程度相同，所以通过序号1、2、3的实验记录，可得到初步结论：
滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
从表格中的数据3、4、5摩擦力大小不等，控制了接触面积相同，而使接触面干湿程度不相同，所以通过序号3、4、5的实验记录，可得到初步结论：
滑动摩擦力的大小与接触面的湿度有关。
故答案为：
（1）弹簧测力计；
（2）匀速直线；（3）1、2、3，接触面积，3、4、5，接触面的温度
【变式1-2】（2017•丽水）某兴趣小组在探究“影响摩擦力大小的因素”时，用如图所示的装置进行实验。
实验一：
将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表一。
再将木块分别侧放、竖放，重复实验。
实验二：
将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表二。
再分别将一个砝码，二个砝码放在木块上，重复实验。
表一
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数/牛
1
木块的重
平放
1.0
2
木块的重
倒放
1.0
3
木块的重
竖放
1.0
表二
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数/牛
1
木块的重
平放
1.0
2
木块和一个砝码的总量
平放
1.5
3
木块和二个砝码的总量
平放
2.0
（1）实验一的第3次实验时，木块与长木板之间的滑动摩擦力为________牛；
（2）实验一探究的问题是________；
（3）表二中的实验数据可得出的结论是________。
【答案】
（1）1.0
（2）滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关？
（3）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大
【解析】【分析】此题是探究影响滑动摩擦力的因素，主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法．在此实验中要拉动木块做匀速直线运动，要研究滑动摩擦力与一个量的关系，需要控制另一个量不变。
物体在平衡力的作用下处于静止状态和匀速直线运动状态，二力平衡时，摩擦力等于拉力；滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，要研究滑动摩擦力与其中一个量之间的关系，要控制另一个量不变；滑动摩擦力由物体间的压力、接触面的粗糙程度决定，与物体所受拉力大小无关，据此分析答题。
【解答】
（1）根据二力平衡摩擦力等于拉力，因此摩擦力为1.0N；
（2）实验一通过不同的摆放方式改变接触面积，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关；
（3）表二为不同的压力下，摩擦力的变化，观察表格可以得出结论在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大。
故答案为：
（1）1.0；
（2）滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关？
；（3）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大。
【考点2】牛顿第一定律探究
【例2-1】小明先后在水平桌面铺上粗糙程度不同的物体（毛巾、棉布、木板），做了三次实验，然后将实验数据填入下列表格。
请回答以下问题：
表面状况
阻力大小
小车运动的距离s/m
毛巾
大
0.1
棉布
较大
0.18
木板
小
0.35
（1）让小车从同一高度滑下，目的是为了控制小车每次滑到平面时的________相同。
（2）从上述实验数据中，可以得出结论是：
小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当________（选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。
（3）如果分别让小车从不同的高度滑下，请你推理：
当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动，最终的速度________（选填“相同”或“不同”）。
【答案】
（1）速度
（2）增大（3）不同
【解析】【分析】
（1）小车在水平面上运动距离的远近与阻力的大小和小车在水平面上的速度有关；要用小车运动距离的远近反映阻力对运动影响大小，必须控制小车的速度相同；
（2）当速度相同时，阻力越小，速度减小的越慢，汽车刹车的路程越长；
（3）阻力为0，则小车在水平面上速度不减小，即保持匀速直线运动，那么它的速度大小由小车在斜面上的高度有关。
【解答】
（1）让小车从同一高度滑下，目的是为了控制小车每次滑到平面时的速度相同。
（2）从上述实验数据中，可以得出结论是：
小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离。
（3）如果分别让小车从不同的高度滑下，请你推理：
当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动，最终的速度不同。
【变式2-1】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
（1）小车从同一高度滑下的目的是________。
（2）由实验现象我们可以得出结论：
平面越光滑，小车运动的距离越远，说明________。
（3）进一步推理可以得出：
如果水平面绝对光滑，小车将做________运动。
（4）下列实验中都用到以上研究方法的是 。
A. 用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
B. 用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小
C. 探究二力平衡的条件
【答案】
（1）使小车刚运动到水平面上时的初速度大小相等
（2）小车受到阻力越小时，速度减小得越慢
（3）匀速直线（4）A
【解析】【分析】
（1）小车在水平面上运动距离的远近与初始速度和水平面上受到的阻力有关；如果要用小车运动距离的远近反映阻力的大小，就必须控制小车的速度相等；
（2）小车运动的距离越大，说明速度减小的越慢，运动的时间越长；
（3）如果水平面绝对光滑，小车不受摩擦力，那么小车的速度就不会减小，即做匀速直线运动；
（4）该实验使用了科学实验+推理的方法，据此选择。
【解答】
（1）小车从同一高度滑下的目的是：
使小车刚运动到水平面上时的初速度大小相等；
（2）由实验现象我们可以得出结论：
平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到阻力越小时，速度减小得越慢。
（3）进一步推理可以得出：
如果水平面绝对光滑，小车将做匀速直线运动。
（4）该实验使用了科学实验+推理的研究方法。
A.用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质时，随着真空罩中空气越来越小，听到的声音越来越小；但是将真空罩中空气全部抽出来变成真空，目前无法做到，只能根据变化趋势进行推理，从而得到真空不能传声的结论，故A符合题意；
B.用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小，使用了转换法，故B不合题意；
C.探究二力平衡的条件时使用了控制变量法，故C不合题意。
故选A。
故答案为：
（1）使小车刚运动到水平面上时的初速度大小相等；
（2）小车受到阻力越小时，速度减小得越慢；（3）匀速直线；（4）A
【例2-2】“牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。
（1）伽利略经过下图所示的实验和推理得出结论：
如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直运动下去。
结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序：
________。
（用字母表示）
（2）笛卡儿在伽利略观点的基础上进一步完善：
如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。
牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。
相对于“牛顿第一定律”，笛卡儿的观点有什么不足？
【答案】
（1）CAB
（2）没有涉及静止物体的运动规律
【解析】【分析】
（1）首先用单摆实验研究有空气阻力时摆球的摆动情况，然后再推测没有空气阻力时摆球的运动情况，最后再研究既没有空气阻力又没有摩擦阻力的斜面上小球的运动情况，进而得到实验结论；
（2）如果要使得到的结论具有广泛的应用价值，那么就要全面描述物体的运动规律，据此解答即可。
【解答】
（1）阻力是客观存在的，因此有空气阻力的C实验肯定排在第一位；然后再研究只没有空气阻力的摆球的运动情况，因此A排在第二位；最后再借助斜面上的小球研究既没有空气阻力又没有摩擦阻力时的运动情形，因此B排在第三位，那么正确的顺序为：
CAB。
（2）笛卡尔的观点只是说明了物体运动时不受力的运动规律，没有涉及物体静止时的运动规律，因此与牛顿第一定律相比缺乏全面性。
故答案为：
（1）CAB；
（2）没有涉及静止物体的运动规律
【变式2-2】境白远尘皆入咏，物含妙理总堪寻！
——科学规律往往隐藏在众多表象的茫茫迷雾之中，而科学研究就像穿透这迷雾的明灯，引导着探索者到达真理的彼岸。
人类对“运动和力的关系”的认识就经历了一个曲折漫长的探索过程。
（1）古希腊哲学家亚里士多德认为：
________这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。
（2）十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。
如图所示，伽利略的斜丽实验有如下步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的位置。
②两个埘接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。
③如果没竹傺擦，小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。
将这些事实和推论进行分类排序，以下正确的是 （ ）
A. 事实②一事实①一推论③一推论④
B. 事实②一推论①一推论③一推论④
C. 事实②一推论①一推论④一推论③
D. 事实②一推论③一推论①一推论④
（3）伽利略得出：
运动物体如果不受其他物体的作用，将会________，伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。
【答案】
（1）力是维持物体运动
（2）D（3）永远匀速运动下去
【解析】【分析】
（1）亚里士多德认为有力作用物体才运动，力是维持物体运动的原因；
（2）伽利略在得出观点时使用了实验加推理的方法，在实验中事实是指实际实验能完成的，推论是指在有些条件无法实际达到，而假设达到。
排序时先事实后推论，推论的排序以斜面角度的变化排列，据此可以排出顺序；
（3）伽利略通过实验后得出的力与运动关系是：
运动物体如果不受到力的作用，将会永远匀速运动下去。
【解答】
（1）古希腊哲学家亚里士多德认为：
力是维持物体运动的原因。
这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。
（2）根据伽利略研究运动和力关系的方法是实验加推理可知，事实有②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。
推理有①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的位置。
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
由此可知，事实排在前面，推理按角度逐渐减小的顺序排列，所以顺序为事实②一推论③一推论①一推论④，D选项正确。
（3）通过实验伽利略得出：
运动物体如果不受其他物体的作用，将会永远匀速运动下去，伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。
故答案为：
（1）力是维持物体运动；
（2）D；（3）永远匀速运动下去
【考点3】二力平衡探究
【例3-1】如图甲是小婷同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小婷将系于小卡片（重力可忽略不计）两端的细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________，并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
（2）当小卡片平衡时，小婷将小卡片转过一个角度，松手后小卡片________（选填“能”或“不能”）平衡。
（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，小婷下一步的操作是：
________。
（4）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，同学们认为小婷的实验优于小明的实验，其主要原因是 。
A. 减少摩擦力对实验结果的影响
B. 小卡片是比较容易获取的材料
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
（2）不能（3）把小纸片剪成两半（4）A
【解析】【分析】作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，那么这两个力就相互平衡。
【解答】
（1）二力平衡时作用在一个物体上的两个力方向相反，故作用在小卡片上的两个拉力方向相反。
（2）当将小卡片转过一个角度时，作用在一个物体上的两个力已经不作用在同一条直线上了，此时平衡状态就会打破，故不能平衡。
（3）把小纸片剪成两半，使得一个物体变成了两个物体。
（4）二力平衡时尽可能要排除其它力的干扰，而小明的实验木块受到的摩擦力比较大，更易影响实验结果，故A符合题意。
故答案为：
（1）相反；
（2）不能；（3）把小纸片剪成两半；（4）A
【变式3-1】在探究“二力平衡的条件”实验中，实验小组的同学设计了两种实验装置，如图甲、乙所示。
试回答：
（1）这两个实验装置中，更合理的装置为________（选填“甲”或“乙”）。
（2）实验小组用合理的装置进行实验时，将两辆相同小车在中间用细线连接在一起，如图丙所示，左右通过定滑轮下挂相同数量的砝码，结果两小车保持静止状态。
接着用剪刀在P点处剪断，结果两车独自加速向两侧运动。
由此可看出，实验小组正在探究的是________。
【答案】
（1）乙
（2）两个力是否必须作用在同一物体上
【解析】【分析】
（1）“二力平衡条件”的研究实验中，所研究的物体在水平方向上只能受到两个力的作用，利用图中装置实验时，物体实际会受到桌面对它的摩擦力的作用，摩擦力足够小时可以忽略；
（2）两小车用绳子系在一起时，可以看成是一个整体，当用剪刀P点处剪断时，分成了两个物体，根据前后的不同可以判断探究的因素。
【解答】
（1）甲图中的物体与桌面之间产生的是滑动摩擦力，乙图中的物体与桌面之间产生的是滚动摩擦，所以乙图中的摩擦力更小，可以忽略，可认为乙图中的物体在水平方向上只受到F1和F2两个力的作用，所以更合理的装置为乙；
（2）根据第2小题中的操作可知，原来两车一个整体时，两个力作用在一个物体上，剪断后两个力分别作用在了两个物体上，由此可看出，实验小组正在探究的是两个力是否必须作用在同一物体上。
故答案为：
（1）乙；
（2）两个力是否必须作用在同一物体上
【变式3-2】在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：
（1）当物体处于静止状态或________状态时我们认为它受到的力是相互平衡的．
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。
此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的。
小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是________，这时木块在水平方向受到的力________（填“平衡”或“不平衡”）。
要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：
________。
（3）如图乙所示，小慧用小车来做该实验，装置处于静止，细绳和弹簧测力计的质量忽略不计，不考虑细绳与滑轮之间的摩擦，两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为________N。
【答案】
（1）匀速直线运动状态
（2）木块跟桌面之间有摩擦力；平衡；换用小车做实验（或放在光滑的桌面上做实验）（3）10
【解析】【分析】此题考查了二力平衡条件的有关知识，在分析具体问题时，往往需要有机结合，使知识系统化。
（1）物体处于静止状态和匀速直线运动状态时受到的力是相互平衡的；
（2）物体静止或做匀速直线运动时，物体处于平衡状态，物体受到平衡力的作用；两个物体接触，要发生或已经发生相对运动时，物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力；（3）根据定滑轮的特点可以知道方向改变但力的大小不变，得到弹簧测力计的示数就是物体重力。
【解答】
（1）物体处于静止状态和匀速直线运动状态时受到的力是相互平衡的；
（2）把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，木块受到向右的拉力大于向左的拉力，木块有向右运动的趋势，木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用，此时木块处于静止状态，故在水平方向上仍受平衡力作用；换用小车做实验（或放在光滑的桌面上做实验）可以避免这个实验现象；
（3）定滑轮能改变力的方向但不改变力的大小，所以此时弹簧测力计的示数就等于下面挂的一个重物的重力10N。
故答案为：
（1）匀速直线运动状态；
（2）木块跟桌面之间有摩擦力；平衡；换用小车做实验（或放在光滑的桌面上做实验）（3）10。
1.某科学实验小组进行“影响滑动摩擦力大小的因素”实验，实验设计方案如图甲、乙所示，试回答：
（1）实验小组进行甲、乙两
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