运动和力实验探究练习一.docx
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运动和力实验探究练习一
运动和力实验探究练习一
力的作用效果与力作用的相互性
1．为了探究力能否使玻璃瓶发生形变，甲同学组装好的实验装置如图所示。
用力挤压玻璃瓶壁，发现细玻璃管内水面上升了，于是他得出结论：
力使玻璃瓶发生了形变；乙同学认为力使玻璃瓶发生的形变并不是水面上升的唯一原因，该装置不能实现实验目的。
丙同学却认为可以实现，只需修改实验步骤。
主要步骤如下：
用较大力挤压瓶壁，水面上升高度记为h1，松手后水面落回原处，再用较小力挤压瓶壁，水面上升高度记为h2。
根据上述实验过程回答下列问题：
（1）根据甲同学的操作，你认为使水面上升除了玻璃瓶形变还有可能是：
。
（2）丙同学两次挤压需要控制 相同。
（3）若实验结果能说明力的作用使玻璃瓶发生了形变，则h1和h2的关系是 。
2．为了验证“力的作用是相互的以及相互作用力的大小相等”，某实验小组设计了如图所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上，如图甲所示。
（1）在甲图中，缓慢向两侧移动铁架台E和F，保持木块A与B位置不动，整个装置静止后，木块A所受摩擦力fA的方向向 ，大小应该等于弹簧测力计 的示数（填“C”或“D”）。
（2）实验中发现，弹簧测力计C的示数不等于弹簧测力计D的示数．经过讨论，同学们完善了实验装置，如图乙所示．放置细圆木条是为了消除 之间的摩擦力对实验的影响。
（3）同学们利用完善后的装置重新进行实验，整个装置静止后，弹簧测力计C的示数为2N，弹簧测力计D的示数如图所示为 N。
（4）请你写出利用完善后的实验及数据分析验证“力的作用是相互的以及相互作用力的大小相等”的过程：
。
3．如图所示，是两位同学用两根弹簧测力计做的研究物体间相互作用力之间关系的实验，请对下列有关这个实验的表述判断正误。
（图中A、B两弹簧测力计均处于静止状态）
（1）图中的F甲和F乙是一对相互作用力．
（2）弹簧测力计A上显示的是F甲的大小．
（3）弹簧测力计B上显示的是A对B的拉力．
（4）A对B的作用力方向向左，而B对A的作用力方向向右．
（5）A与B的相互作用力在同一条直线上．
（6）A与B之间的相互作用力可在对方弹簧测力计上直接读出，由实验可知满足大小相等的关系． ．
弹簧弹力与重力的特点
4．课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与受的拉力的关系”实验时，实验数据如表。
拉力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
弹簧长度/cm
22
23
24
25
26
27
28
28.5
28.6
根据实验数据，你认为：
（1）用这样的弹簧能做一个测量范围是 的测力计；
（2）在一定范围内，弹簧所受的拉力F与伸长量△L关系的数学表达式是 ；
（3）当悬挂物体后，弹簧长度是25.5cm，那么该物体向下拉弹簧的力是 N。
5．为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长量与拉力的关系做了如下探究。
（1）实验过程中将弹簧的一端固定在墙上，另一端用电子测力计水平拉伸，则墙对弹簧的拉力与电子测力计对弹簧的拉力是一对 （选填”平衡力”或“相互作用力”）。
如表是他们利用甲、乙两根不同的弹簣做实验时所记录的数据。
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
24.0
乙弹簧的长度/cm
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
（2）分析表中数据可知：
在一定条件下，弹簧的伸长量与它所受的拉力成 ；
（3）如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，则精度较高的是 （选填“A”或“B”）测力计
（4）经实验探究发现：
在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验探究弹簧的伸长量与弹簧原长的关系：
。
6．小明在选用弹簧测力计的过程中，发现测量大小相同的力时，用不同规格的测力计，弹簧伸长的长度不一样。
对哪些因素会影响弹簧的伸长量，小明有三种猜想：
猜想1：
制造弹簧所用的材料可能影响弹簧的伸长量。
猜想2：
弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量。
猜想3：
弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。
小明为探究自己的猜想，设计出一个实验方案：
①将一根弹簧剪成长度不同的两根，测出两根弹簧的初始长度L1、L2；
②如图所示，固定弹簧的一端，用大小相等的力拉弹簧，测出两根弹簧的对应长度L1′、L2′；
③改变拉力的大小，重复实验步骤①②，记录实验数据。
（1）该实验方案研究的是猜想 （填写序号）；
（2）实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”，这样做的目的是 。
（3）实验方案中“用大小相同的力拉弹簧”表明弹簧的伸长量还与 有关。
（4）探究此猜想需要研究和比较的物理量是 和 。
7．研究弹簧的伸长与外力的关系实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F﹣x图线如图所示。
（1）由图甲可知，该弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长量增加 cm；
（2）分析图象，你可以得出的结论是 。
（3）该研究在实际中的应用是 。
（4）该图线不过原点的原因是 。
（5）某条弹簧不受力的时候长20cm，1N的力能使弹簧伸长1cm。
如果在不超过弹簧限度的条件下，在弹簧的两端各用5N的力沿相反方向拉弹簧（如图乙所示），弹簧的长度是（）
A.30cmB.25cmC．20cmD．不能确定
8．小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”。
弹簧的一端固定在木板上，他先在木板上标上0～7.00cm的刻度。
把木板竖直放置，在弹簧下端挂钩码（每个钩码的质量为50g）。
实验数据记录如下表。
（1）当挂三个钩码时，指针所对刻度如图乙，请在表中填写此时弹簧的长度和弹簧的伸长量。
（2）分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据，你能得到的结论是 。
（3）小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”，他找来一个质量为100g的小桶，挂在弹簧下面的挂钩上，测量时，在桶中加满待测液体，根据指针指示的刻度，就能直接读出液体的密度。
①该“密度秤”的零刻度线应在 cm刻度处。
②在桶中加满水，指针指在4cm刻度处，如图丙，则该小桶的容积是 cm3。
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 g/cm3。
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线，则该“密度秤”的分度值是 g/cm3。
⑤小明想增大该“密度秤”的量程，在不更换弹簧的前提下，你的办法是 （只要一种即可）。
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
弹簧长度/cm
2.00
2.50
3.00
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
弹簧的伸长/cm
0
0.50
1.00
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
9．归纳式探究﹣﹣研究金属杆承受拉力的能力：
科学研究表明：
在一定范围内，金属杆的伸长与它所受的拉力成正比。
现在，我们要知道一根长度为2.5m、横截面积为0.8cm2的金属杆A，最大伸长0.4m时所能承受的拉力，但是直接对A进行测试有困难，因此我们就对同种材料制成的不同规格的样品进行了测试．测试中，所用拉力F始终为1000N，测得的数据如下表。
请回答：
长度l/m
横截面积S/cm2
伸长△l/cm
l
0.05
0.16
l
0.10
0.08
4
0.20
0.16
（1）△l=k ，其中k= （填上数值和单位）．将数据表格形式变成公式形式，这里运用的科学方法是 法．
（2）金属杆A所能够承受的最大拉力为 N。
10．某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码（弹簧原长为l0），探究弹力与弹簧伸长量的关系，如图1所示。
如表是他实验记录的数据，实验时弹力始终未超过弹性限度，弹簧很轻，自身质量不计。
（g=10N/kg）
钩码质量m/g
0
30
60
90
120
…
弹簧长度L/m
0.06
0.072
0.084
0.096
0.108
…
（1）根据表格中数据可以得出，弹力F与弹簧伸长量x的关系式是 ；
（2）该同学将上述两根同样的弹簧按图2串联起来，下面挂重为G的钩码时，甲、乙的伸长量x甲 x乙（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）该同学又将这两根弹簧按如图3并联起来，下面挂重为G的钩码时，乙弹簧长度的表达式L乙= 。
11．两同学合作测量弹簧秤中弹簧每拉长1cm需要的力的方法如图。
将两个相同的弹簧秤（量程5N）钩在一起放在水平桌面上，弹簧秤示数为零时，提钮A、B之间的距离是30.00cm（未画出）；向两边缓慢拉弹簧秤到某一位置静止后，相关数据如图所示。
弹簧秤的读数为
N；若弹簧的伸长量与拉力成正比，弹簧每拉长1cm需要的拉力为 N。
12．如图所示，三个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同．
图①中弹簧的左端固定在墙上，此时弹簧的伸长量为x1，并处于静止状态．
图②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，此时弹簧的伸长量为x2，并处于静止状态．
图③中弹簧的左端挂一小物块，物块在粗糙的桌面上做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量为x3．
则x1、x2、x3的大小关系是：
x1 x2，x2 x3．
13．小明的爸爸准备购买一辆SUV型（运动型多用途）轿车，可是上网搜索后有人说这种车重心较高，汽车容易翻倒．小明有些怀疑，通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度（即稳定性）后，设计并进行了如下实验：
如图所示，他首先特别制作了甲、乙、丙、丁四块质量相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心（见图中的黑点）高低不同的圆柱体，然后将它们依次放在木板上（物体不滑动），慢慢转动木板，直至圆柱体翻倒，记录此时木板转过的角度，记录结果如下表．
实验次数
1
2
3
4
重心离支持面高度
低
低
中
高
物体刚好翻到时木板转过的角度θ
最大
大
较大
小
稳度
最大
大
较大
小
（1）小明是通过 来判断物体的稳度．
（2）分析数据 （填实验次数的序号）可以得出：
底面积相同时，重心越高，稳度越差．
（3）分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与 有关．
14．某研究小组在探究“影响物体重力大小的因素”实验时，获得了老师给的一个素材：
2016年8月10日伦敦奥运会，我国选手石智勇在男子69kg举重中强势夺金，他的挺举成绩是190kg，若只给你弹簧秤和若干个钩码，你能否得出石智勇在挺举中杠铃受到的重力？
于是小组成员进行了如下的实验探究。
（1）实验记录如表。
钩码数/个
物体质量m/kg
重力G/N
G与m的比值N/kg
2
0.1
1
10
4
0.2
2
10
6
0.3
3
10
8
0.4
4
10
①探究过程中，在探究重力大小与质量的关系时，实验器材使用若干个质量均为50g的钩码而不使用其它物体，选择使用钩码的好处是。
②分析表中实验数据，得出可能的结论是。
③石智勇挺举中杠铃受到的重力是。
（2）某同学根据自己测量的数据，绘制出重力与质量的关系图象（数值省略），你认为该同学在实验中存在的问题是什么？
。
力与运动的关系
15．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段，在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。
理想实验有时更能深刻地反映自然规律。
伽利略设想了一个理想实验，如图所示。
以下为他的设想步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
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，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
（1）把上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是 （选填序号）。
（2）在上述的设想实验步骤中，有一个是实验事实，其余是推论，属于可靠实验事实的是 （选填序号），属于理想化推论的是 （选填序号）。
16．理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律，如牛顿第一定律的得出。
与此类似，人们为研究质量不同的物体在真空中的下落快慢，做过下面的理想实验：
将形状和体积都相同的金、铅、木三个实心小球，分别放入三种密度不同的介质中（ρ介质1＞ρ介质2＞ρ介质3），在同一高度，由静止同时释放，观察比较三个小球下落的情况，如图所示。
由实验可知：
（1）在同种介质中，下落速度最快的是 球（选填“金”、“铅”或“木”）；
（2）介质密度越小，三个小球下落时的速度 ；
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空中下落时， 。
17．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，表是对一重为2.5×10﹣3牛的雨滴进行研究得到的数据．
实验序号
空气密度ρ气
（千克/米3）
下落速度V
（米/秒）
所受空气阻力F阻
（×10﹣3牛）
1
0.4
2
0.13
2
0.8
2
0.26
3
1.0
2
0.325
4
1.0
3
0.73
5
1.0
4
1.25
①由上表实验数据可知，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。
②由上表中实验序号1与2与3的实验数据及相关条件可知，当 相同时， 。
③由上表中实验序号 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。
④请计算当该雨滴受到的空气阻力为1.625牛，并以4米/秒的速度下落时，所处环境空气密度应满足的条件：
ρ气= 千克/米3．
18．小明利用如图1所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：
a．如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
b．如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
c．如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题：
（1）以上操作中错误的一次是 （选填“a”、“b”或“c”）。
（2）对比两次正确实验操作能说明：
小车受到的阻力越小，通过的距离越 。
（3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：
在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做 运动。
（4）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是：
。
（5）关于该实验，同学们得到如下结论，错误的是（）
A．小车在水平面上运动时，受到的重力和水平面对小车的支持力是一对平衡力
B．小车在水平面上向前运动时，惯性力与阻力是一对平衡力
C．实验中主要运用了控制变量法和理想实验法
D．通过三次实验，并不能直接得出牛顿第一定律
（6）如图2，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度在水平面上向右作匀速直线运动。
试运用力与运动的关系判断，下列说法正确的是
A．若木块与小车的接触面粗糙，木块在水平方向上受到一对平衡力
B．若木块与小车的接触面粗糙，木块在水平方向上受到摩擦力作用
C．若木块与小车的接触面光滑，小车加速时木块仍保持匀速向右运动
D．若木块与小车的接触面光滑，小车突然减速时木块会向右倾倒
19．“牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。
（1）伽利略经过如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）笛卡尔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点的方向，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”，笛卡尔的观点有什么不足？
。
20．某同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系。
他在弹簧测力计下悬挂一个2N的钩码，拉动钩码作直线运动，如图所示，弹簧测力计同时显示了钩码在各种运动情况下受到的拉力。
请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论。
（1）由图（a）、（b）、（c）可知：
；
（2）由图（c）和（d）可知：
；
（3）根据你发现的规律，请在（e）中标出指针大致的位置；
（4）用弹簧测力计两次拉动物体竖直向上运动，两次运动的s﹣t图象如图（f）所示，其对应的测力计示数分别为F1、F2，则F1和F2的大小关系是（）
A．F1＜F2B．F1=F2C．F1＞F2D．以上三种情况都有可能
（5）该同学想起在体重计上测体重的情景。
静止时，体重计的示数为550N，当从站立到迅速蹲下的过程中，可看作先加速向下运动，然后减速向下运动，最后静止，根据以上的结论可知体重计的示数变化为（）
A．一直小于550N最后等于550NB．先大于550N，后小于550N，最后等于550N
C．一直大于550N最后等于550ND．先小于550N，后大于550N，最后等于550N
21．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：
让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球速度的变化情况是 ；
（2）实验中所用小球的重力为 N。
（3）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。
22．为了研究物体在两个力作用情况下的运动状态与受力情况之间的关系，某小组同学利用两辆小车、光滑平直轨道、测力计、秒表、刻度尺等实验器材，做了如图所示的实验：
用方向相反的两个水平拉力F1和F2拉着小车在光滑平直轨道上运动，用测力计测出F1和F2
的大小，用秒表、刻度尺等器材测出小车在不同时间内所通过的路程。
（m小车1＞m小车2）
次数
F1、F2大小
时间（S）
路程/Cm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
F1=F2=10N
（小车1）
路程/Cm
0
0
0
0
0
0
2
F1=F2=10N
（小车1）
路程/Cm
0
2
4
6
8
10
12
14
16
3
F1=10NF2=5N
（小车1）
路程/Cm
0
1
4
9
16
25
36
49
64
4
F1=20N
F2=10N
（小车1）
路程/Cm
0
2
8
18
32
50
72
98
128
5
F1=20N
F2=10N
（小车2）
路程/Cm
0
3
12
27
48
75
108
147
192
（1）分析实验一和实验二中的数据，可得出的初步结论是：
当物体在水平方向受到一对平衡力作用时，物体的运动状态 （选填“改变”或“不变”）．请你根据所归纳的结论，把实验一中的数据补完整。
（2）分析实验三或实验四中的数据，可得出的初步结论是：
当物体在水平方向 时，物体的运动状态将发生改变。
（3）综合分析实验三和实验四，可得出的初步结论是：
当物体受到共线、反向的两个差值不同的力作用时，在相同的时间内，物体运动状态改变的程度不同，且 。
（4）综合分析实验四和实验五，可得出的初步结论是：
不同的物体在水平方向的受力情况相同时，在相同的时间内， 。
（5）某同学对后面四次实验进行综合分析以后，认为：
“当物体受到力的作用时，物体就会运动”．你认为该同学的观点是 的（选填：
A正确；B合理，但不完整；C错误）。
23．某科学兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻力和速度的关系”，取三个相同的纸锥，每个纸锥的质量为m，并编号为甲、乙、丙，其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球，在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球。
让它们从不同高度分别自由落下，并以竖直砖墙为背景，当进入竖直砖墙的区域时，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，如图是其中一段的示意图。
请根据图示回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三个纸锥在在图中的这段运动过程中，做匀速直线运动的是；
（2）对于图中这段运动过程，甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是 1：
2：
3 ；它们所受的空气阻力之比是；由此可以得出的实验结论是。
探究二力平衡的条件
24．七年级2班的同学正在“探究二力平衡条件”。
（1）小南同学按如图甲进行实验。
实验时，他发现在左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块A处于静止状态；若继续将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后，观察到木块A状态没有改变，则此时木块受力 （选填“平衡”“不平衡”）。
经同学们的提醒，小南改用图乙所示的小车B替换木块A进行实验。
这样操作是为了使用 的方法来减小 。
（2）另一个同学小晨用图丙中所示的硬纸片C替换木块A进行实验。
相比于小南选用的装置进行实验，小晨选用的实验装置更利于探究相互平衡的两个力具有 的特点。
她在实验中，将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的定滑轮，在吊盘里面放入砝码，为了使小卡片平衡，应该通过调整 来改变拉力的大小，并使作用在卡片上的两个拉力的大小 。
为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡时，则要进行的操作是 。
（选填：
①改变两侧砝码的质量；②用剪刀将卡片剪开；③将卡片扭转一定角度后释放）
（3）丽丽同学在装置选择时使用了如图丁所示的器材，且在左右支架上装配滑轮时没有安装在同一高度，你认为她能否用不调节定滑轮的高度直接进行实验 （选填“能”或“不能”）
25．如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 （填“翻转”或“旋转”）一个角度，松手后小卡片不能平衡．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）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
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