C.F=G+fD.F=G-f
8.(2015·连云港)极限跳伞是一项惊险的体育运动。
如图,跳伞员从3600m高空跳下,一段时间后打开降落伞,开始做减速运动。
减速下降时,跳伞员及降落伞所受的阻力________(填“大于”“等于”
(第8题图)
或“小于”)跳伞员及降落伞所受的重力。
若跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以________为参照物的。
若从跳下到落地用时200s,则其下落的平均速度为________m/s。
3.探究力的规律
1.探究阻力对运动影响的实验技巧:
(1)让同一小车从同一斜面的同一高度处自由滑下——控制小车在水平面上的初速度相同;
(2)改变接触面的材料——改变阻力的大小。
探究阻力影响因素的实验需要用到控制变量法和推理法。
2.探究二力平衡条件的实验技巧:
(1)用小车代替木块——减小摩擦力对实验的影响;
(2)用纸片代替小车——减小重力对实验的影响。
(3)扭转纸片的目的——探究一对平衡力是否作用在同一直线上。
(4)从中间剪开纸片的目的——探究一对平衡力是否作用在同一物体上。
阻力对物体运动影响的探究
1.(2016·百色)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,如图甲所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(第1题图)
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:
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)实验中是通过改变______________________来改变小车所受阻力大小的。
(3)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________(填“快”或“慢”)。
(4)推理:
本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________________________________________________________________________。
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:
牛顿第一定律________(填“能”或“不能”)直接由实验得出。
(6)通过上面的探究后,小明再思考如下的问题:
如图乙所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将________________(填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
二力平衡条件的探究
2.(2015·盘锦)在“探究二力平衡条件”的活动中,主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。
(1)如图,甲装置是探究二力平衡条件的一种方法,实验中通过改变砝码的______来探究二力大小的关系;通过扭转小车松手后观察小车的状态,来探究二力是否_________________________________________________________。
(第2题图)
(2)小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程,又设计了图乙所示的装置。
在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件__________________________________________。
3.如图所示,在研究二力平衡条件的实验中,取一块硬纸板在相对的顶点附近各开一个小孔用细线系住,细线的另一端跨过桌边的两个定滑轮。
(第3题图)
(1)硬纸板没有与桌面接触,这样做的好处是_________________________
_________________________________________________。
(2)当两侧滑轮上所挂钩码质量________时,纸板静止。
(3)保持两侧所挂钩码质量相等,把纸板扭转一个角度,使拉力F1和F2不在同一直线上,这时纸板________。
当纸板重新恢复到原来的静止状态时,拉力F1和F2作用在同一直线上。
由上述实验可知,作用在同一物体上的力,如果________,方向________,作用在____________,这两个力就彼此平衡。
阻力影响因素的探究
4.(2015·温州)小明发现,高空坠物下落越来越快,而跳伞运动员利用降落伞却能安全着地。
空中下落的物体,其最大速度与什么因素有关呢?
为了研究这一问题,小明在老师的帮助下进行如下实验:
(第4题图)
①取相同型号、质量为m的纸杯10个,按如图所示分成A、B、C、D四组。
②将A组纸杯在一定高度、底部向下静止释放,让其自由下落,并用仪器记录下落过程中的速度。
③分别用B、C、D组纸杯重复步骤②。
④记录并整理相关数据如下表。
时间(秒)
纸杯质量
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
m
0.5
0.8
1.0
1.1
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
2m
0.6
1.0
1.3
1.5
1.6
1.7
1.7
1.7
1.7
1.7
3m
0.8
1.3
1.6
1.9
2.0
2.1
2.2
2.2
2.2
2.2
4m
0.9
1.5
1.8
2.0
2.2
2.4
2.5
2.6
2.6
2.6
(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧,目的是为了控制__________尽可能相同。
(2)本实验的结论是_______________________________________________。
(3)某同学分析实验数据后,认为“纸杯下落的最大速度越大,其所受的最大空气阻力也越大”,请说明其依据:
___________________________________
________________________________________________________________。
5.(2015·株洲)物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关,已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。
为探究空气阻力与横截面积的关系,取质量相同,半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球,让它们从不同高度分别竖直落下,并以砖墙为背景,当进入砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程,如图是其中一段的示意图。
(第5题图)
(1)在图示运动过程中,甲、乙、丙三个小球的速度之比是________________。
(2)分析实验数据可知:
在阻力相同时,小球的速度与半径的关系是____________________________________________________________________。
(3)实验结论是:
在速度不变时,小球受到的空气阻力
________________________________________________________________。
同一直线上两力的合成
6.小明在探究同一直线上二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,都将弹簧由A拉伸到B位置。
研究过程及实验数据如图a、b、c所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论
(1)探究实验所采用的科学方法是____________法。
(2)由图a、b中拉力方向及弹簧测力计示数可得出的结论是:
同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之________,合力的方向跟两力方向相同。
(3)由图a、c中拉力方向及弹簧测力计示数可得出的结论是:
同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之________,合力的方向跟较________力的方向相同。
(第6题图)
7.探究同一直线上二力的合成的实验装置如图所示,图中AE表示橡皮筋原来的长度,EE′表示橡皮筋伸长的长度。
(第7题图)
(1)实验中应用了力能使物体____________的道理。
(2)通过比较________和________(填“a”“b”或“c”)两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小,等于这两个力大小________,方向跟这两个力的方向相同。
(3)通过比较________和________(填“a”“b”或“c”)两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小,等于这两个力大小________,方向跟较大的那个力的方向相同。
答案
1
1.
(1)乙
(2)甲 点拨:
炸弹投下后,由于惯性,仍要以原来的速度向前匀速飞行,若不计空气阻力,炸弹一直在飞机正下方;若考虑空气阻力,炸弹会落在飞机后方。
2.西;东;惯性
3.B 点拨:
由于惯性,石头会先上升;由于重力的作用,石头会减速上升;最后,石头会加速下降。
4.A 点拨:
小明同学原来与轮船一起做匀速直线运动,跳起来后由于惯性仍保持原来的运动状态向前运动,故其下落后仍落在起跳点。
5.惯性
6.停止;运动 点拨:
马向前运动,马腿受阻力停止,马上身由于惯性仍要向前运动而摔倒。
7.B 点拨:
子弹射出后由于惯性继续向右运动;又由于重力的缘故,子弹会向下偏,最终落在右下角。
8.C 点拨:
由于惯性,镖头会向前运动,但由于重力的缘故,镖头最终会落在A点的右侧。
2
1.B 点拨:
卫星在地球表面受到的重力G1=mg地=1200kg×10N/kg=1.2×104N,卫星在月球表面受到的重力G2=G1×1/6=2.0×103N,卫星向下喷气使其处于悬停状态,由二力平衡条件可知F=G2=2.0×103N。
2.D 点拨:
羽毛保持静止,处于平衡状态,受到重力和木片的支持力,这是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
重力作用在物体的重心,并且重力的方向是竖直向下的,木片对羽毛的支持力的作用点在羽毛上的a点,则重心位置在羽毛上的a点。
3.=;= 点拨:
三个运动过程中,重物受到的拉力与重力是一对平衡力,则F1=F2=F3=G。
4.重力;拉力
5.C 点拨:
甲是匀速运动(平衡状态),而乙是加速运动(非平衡状态);所以甲受平衡力作用,而乙受非平衡力作用。
6.B 点拨:
由图知在0~t1内,伞兵速度在增大,受到的重力大于阻力,故A错误;由图知在t1~t2内,伞兵速度不变,做匀速直线运动,受到的重力等于阻力,故B正确;由图知在t2~t3内,伞兵速度在减小,受到的重力小于阻力,并且速度越大,阻力越大,因此阻力在逐渐减小,故C、D错误。
7.C
8.大于;自己;18 点拨:
下落的平均速度v=s/t=
=18m/s。
1.
(1)相等
(2)接触面的粗糙程度 (3)慢 (4)匀速直线运动 (5)不能 (6)静止 点拨:
当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变。
2.
(1)质量;在同一条直线上
(2)二力作用在同一物体上
点拨:
(1)甲装置的实验中通过改变砝码的质量来探究二力大小的关系:
通过扭转小车松手后观察小车的状态,来探究二力是否在同一条直线上。
(2)当卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是二力必须作用在同一物体上。
3.
(1)减少了阻力对实验结果的影响
(2)相等 (3)会转动;大小相等;相反;同一直线上 点拨:
(1)把物体放在水平桌面上,物体和水平桌面之间存在阻力,会对实验产生影响。
硬纸板没有与桌面接触,这样做的好处是减少了阻力对实验结果的影响。
(2)纸板两端通过滑轮各挂质量相同的钩码,纸板两端的拉力大小相等,可研究平衡力大小相等的关系。
(3)纸板转过一个角度,纸板两端的拉力就不在一条直线上,纸板就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。
二力平衡的条件是:
作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
4.
(1)形状
(2)相同条件下,纸杯质量越大,下落的最大速度越大 (3)纸杯重力越大,其最大速度越大,纸杯匀速运动时,所受最大空气阻力等于重力,因此下落的纸杯最大速度越大,其所受最大空气阻力也越大 点拨:
(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧,目的是为了控制纸杯的形状尽可能相同;
(2)本实验的结论是相同条件下,纸杯质量越大,下落的最大速度越大;(3)纸杯重力越大,其最大速度越大;纸杯匀速运动时,所受最大空气阻力等于重力,因此下落的纸杯最大速度越大,其所受最大空气阻力也越大。
5.
(1)6∶3∶2
(2)速度与半径的乘积不变 (3)与横截面积成正比 点拨:
(1)在相同的间隔时间内,甲运动3块砖的厚度时,乙运动1.5块砖的厚度,丙运动1块砖的厚度,路程之比为6∶3∶2,则速度之比为6∶3∶2;
(2)甲、乙、丙三个小球的半径分别为r、2r和3r,在阻力相同时,速度之比为6∶3∶2,由此可知,在阻力相同时,小球的速度与半径的乘积不变;(3)速度不变时,小球受到的空气阻力与横截面积成正比。
6.
(1)等效替代
(2)和 (3)差;大
方法规律:
(1)弹簧形变相同,表明受到相同的拉力,这种方法叫等效替代法。
(2)由图a、b可知,同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和,即F=F1+F2,合力的方向跟两力方向相同。
(3)同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,即F=F3-F4,合力的方向跟较大力F3的方向相同。
7.
(1)发生形变
(2)a;c;之和 (3)b;c;之差
点拨:
由a、c可知,同一直线上方向相同的两个力的合力大小,等于这两个力大小之和,即F=F1+F2,方向跟这两个力的方向相同;由b、c可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小,等于这两个力大小之差,即F=F1′-F2′,方向跟较大的那个力的方向相同