中考物理實驗10 （考點精練）探究阻力對物體運動的影響（解析版）

實驗10探究阻力對物體運動的影響一．選擇題（共5小題）1．如圖所示是探究阻力對物體運動的影響的實驗，下列有關敘述正確的是（）①實驗時小車可以從斜面上的任何位置開始下滑②實驗中運動的小車會停下來，說明物體的運動需要力來維持③實驗表明，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠④根據(jù)以上實驗現(xiàn)象進一步推理抽象概括可以得出牛頓第一定律A．①③ B．③④ C．②③ D．①②【解答】解：①探究阻力對物體運動的影響的實驗，要控制小車到達水平面的速度相同，故實驗時小車要從斜面上的同一高度開始下滑；①錯誤；②實驗中運動的小車會停下來，說明力（阻力）是改變物體的運動狀態(tài)的原因，②錯誤；③根據(jù)實驗現(xiàn)象知，小車在木板上受到的阻力最小，運動的最遠，故所受阻力越小，運動的距離越遠，③正確；④根據(jù)以上實驗現(xiàn)象進一步推理，若小車受到的阻力為0，則小車運動的無限遠，據(jù)此抽象概括可以得出牛頓第一定律，④正確。只有B正確。故選：B。2．小明同學為了探究“當物體不受力時將如何運動”，設計并進行了如圖所示的實驗。為了進一步得出結論，他必須再次進行的實驗步驟是（）A．加大小車的總質量，其他條件不變，再做幾次實驗 B．改變斜面的傾角，其他條件不變，再做幾次實驗 C．用更光滑一些的材料替換毛巾，其他條件不變，測出小車前進的距離 D．變換小車的初始高度，其他條件不變，再做幾次實驗【解答】解：在本實驗中，我們主要是探究阻力對小車運動的影響，因此，要控制小車的質量相同、到達水平面時的初速度相同，同時還要控制是同一斜面，因此選項ABD均錯誤。為了得出“當物體不受力時將如何運動”，應逐漸減小水平面的粗糙程度，減小摩擦力對小車運動的影響，通過觀察小車運動的距離，最終通過推理得出：當物體不受力時，將做勻速直線運動。因此，只有選項C的實驗步驟符合探究要求。故選：C。3．如圖所示，在“探究阻力對運動的影響”的實驗中，用同一輛小車，分別從相同的高度沿著斜面自由滑行下來，然后讓小車在三種不同材料的水平面上繼續(xù)運動一段距離后，分別停在不同的位置上。則下列說法中錯誤的是（）A．讓同一小車從相同斜面的同一高度自由下滑，是為了使小車在三種不同材料的水平面上開始運動的速度相同 B．由于存在摩擦阻力，小車從斜面上滑下到停止的整個運動過程中，機械能不守恒 C．在對實驗現(xiàn)象進行分析的基礎上，經過推理可知，一切運動的物體，在不受外力作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài) D．小車在水平面上做減速直線運動時，它在豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力【解答】解：A、讓同一小車從相同斜面的同一高度自由下滑，小車的重力勢能轉化為動能，則小車在三種不同材料的水平面上開始運動的速度是相同的，故A正確；B、由于存在摩擦阻力，小車從斜面上滑下到停止的整個運動過程中，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，機械能不守恒，故B正確；C、在對實驗現(xiàn)象進行分析的基礎上，經過推理可知，一切運動的物體，在不受外力作用時，其運動狀態(tài)保持不變，做勻速直線運動，故C錯誤；D、小車在水平面上做減速直線運動時，它在豎直方向上受到的重力和支持力符合二力平衡的四個條件，是一對平衡力，故D正確。本題選錯誤的；故選：C。4．如圖所示是探究阻力對物體運動影響的實驗，下列說法中正確的是（）A．實驗中運動的小車會停下來，說明力不是改變物體運動狀態(tài)的原因，而是維持物體運動的原因 B．由于小車具有慣性，到達水平面后能繼續(xù)向前運動 C．實驗表明，小車在毛巾上阻力最大，速度減小得最慢，滑行距離最短 D．利用此實驗可驗證牛頓第一定律【解答】解：A、物體的運動不需要力去維持，實驗中運動的小車會停下來，說明力是改變物體物體運動狀態(tài)的原因，故A錯誤；B、由于小車具有慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，到達水平面后能繼續(xù)向前運動，故B正確；C、從毛巾、棉布到木板，接觸面粗糙程度變小，小車運動時受到的阻力變小，根據(jù)實驗表明現(xiàn)象可知，小車在毛巾上阻力最大，速度減小得最快，滑行距離最短，故C錯誤；D、實驗結論不能通過實驗直接驗證，因為牛頓第一定律是一種理想狀態(tài)，是在科學推理的基礎上得出的，故D錯誤。故選：B。5．如圖是探究“阻力對物體運動影響”的實驗裝置圖，下列說法正確的是（）A．毛巾、棉布、木板為運動的小車提供了相同大小的阻力 B．小車從斜面的同一高度靜止滑下，小車剛剛到達水平面時的動能不相同 C．小車從斜面的同一高度靜止釋放，水平面的阻力越大，小車運動得越遠 D．當阻力為零時，水平面上的小車將做勻速直線運動【解答】解：A、小車在毛巾、棉布、木板的表面上運動時，由于接觸面粗糙程度不同，所以受到的阻力不同，故A錯誤；B、小車從斜面同一高度上由靜止滑下，到達水平面的初始速度相等，所以小車的動能相同，故B錯誤；C、小車速度減小的原因是受到阻力的作用，光滑木板的阻力最小，小車速度改變的最慢，滑行距離最遠，故C錯誤；D、根據(jù)實驗可以推理，假如小車在平面上運動的過程中，在水平方向上不受阻力，它將做勻速直線運動，故D正確。故選：D。二．填空題（共3小題）6．如圖所示是小華探究“阻力對物體運動的影響”的實驗情景。（1）讓同一小車從斜面上同一位置由靜止滑下，目的是使小車到達斜面底端時速度大小相同。（2）小車在木板表面上運動的距離最長，說明它在此表面上受到的阻力最小。（3）假設水平面絕對光滑，小車不受任何阻力，它到達光滑水平面上后將做勻速直線運動，在這個實驗的基礎上推理得出了牛頓第一定律，這個定律揭示了運動和力的關系，即：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。（4）在圖丙中，若讓同一小車從斜面的不同高度由靜止滑下，則可以探究小車的動能與速度的關系。（5）由本實驗還可以得出結論：物體受到的摩擦力與接觸面的粗糙程度有關。【解答】解：（1）讓同一小車從斜面上同一位置由靜止滑下，目的是使小車到達斜面底端時速度大小相同；（2）由實驗知，小車在木板表面上運動的距離最長，從毛巾、棉布到木板，接觸面粗糙程度變小，說明它在此表面上受到的阻力最?。唬?）小車受到的阻力越小，通過的距離越長，假設水平面絕對光滑，小車不受任何阻力，則小車通過的距離無限長，即它到達光滑水平面上后將做勻速直線運動，在這個實驗的基礎上推理得出了牛頓第一定律，這個定律揭示了運動和力的關系，即：力是改變物體運動狀態(tài)的原因；（4）在圖丙中，若讓同一小車（質量相同）從斜面的不同高度由靜止滑下，小車到達水平面的速度不同，則可以探究小車的動能與速度的關系；（5）從毛巾、棉布到木板，粗糙程度變小，通過的距離變大，由本實驗還可以得出結論：物體受到的摩擦力與接觸面的粗糙程度有關。故答案為：（1）速度大小相同；（2）小；（3）勻速直線；牛頓第一；改變；（4）速度；（5）粗糙程度。7．在探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，如圖所示。（1）讓同一小車從斜面上同一位置由靜止開始下滑，目的是使小車到達水平面時具有相同的初速度。（2）實驗的基礎上，通過推理的方法可以得出牛頓第一定律（3）如圖丙所示，讓同一小車從斜面的不同高度由靜止開始下滑，則還可以探究小車的②④關系（選填序號）。①重力勢能與質量；②重力勢能與高度；③動能與質量；④動能與速度【解答】解：（1）用同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時小車的初速度相同；（2）木板表面最光滑，阻力就最小，小車運動的距離就最遠，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，由此可得：如果運動的物體在沒有受到力的作用時，將做勻速直線運動。通過推理的方法可以得出牛頓第一定律；（3）同一小車從不同高度由靜止滑下，通過小車運動的距離可知克服阻力做功的多少，從而可判斷小車具有能量的大小，所以可以探究小車重力勢能與高度的關系，由于從不同高度滑下，到達水平面時的初速度不同，所以還可探究動能與速度的關系，故選②④。故答案為：（1）使小車到達水平面時具有相同的初速度；（2）牛頓第一；（3）②④。8．用圖示裝置探究阻力對物體運動的影響時，應選同一（選填“同一”或“不同”）滑塊；小軍進行了如下實驗：①讓滑塊從斜面上A處由靜止開始滑下，記下滑塊停在棉布上的位置；②移開棉布，讓滑塊從B處由靜止開始滑下，記下滑塊停在木板上的位置，則滑塊兩次滑行時的慣性大小相同，小軍實驗中錯誤的操作是沒有把滑塊放在同一位置，不能控制到達水平面時的速度相同。【解答】解：為了保證物體的質量相同，選用同一滑塊，因為慣性只與物體的質量有關，因為質量相同所以慣性相同，小軍沒有把滑塊放在同一位置，不能控制到達水平面時的速度相同。故答案為：同一；②相同；沒有把滑塊放在同一位置，不能控制到達水平面時的速度相同。三．實驗探究題（共5小題）9．在探究“阻力對物體運動的影響”實驗時，所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小車，如圖所示：（1）實驗時要固定斜面，并讓小車從斜面上同一（選填“同一“或“不同”）位置由靜止滑下，目的是使小車到達水平面時的速度大小相同（選填“相同”或“不相同”）。（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象，可得出結論：水平面越光滑，小車受到的阻力越?。ㄟx填“大”或“小”），在水平面上運動的距離越遠（選填“遠”或“近”）。（3）如果水平面絕對光滑，不考慮空氣阻力，小車在光滑水平面上做勻速直線運動。（4）在我們已學的物理知識中，也有用到這種“實驗一推理”的研究方法，在物理學中稱為實驗推理法，如研究真空不能傳聲實驗（列舉一例）。【解答】解：（1）實驗時要固定斜面，并讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，目的是使小車到達水平面時速度相同；（2）木板表面最光滑，毛巾最粗糙，根據(jù)實驗現(xiàn)象，可得出結論：水平面越光滑，小車受到的阻力越小，在水平面上運動的距離越遠，速度減小的越慢；（3）（4）通過圖中小車滑動的距離可以得出水平面越光滑，小車運動的越遠，速度減小的越慢，推理可知，若水平面絕對光滑（小車不受阻力），則小車的運動速度不再減小，會在水平面勻速直線運動，這用到了“實驗一推理”的研究方法，在物理學中稱為實驗推理法，研究真空不能傳聲實驗，是根據(jù)空氣越稀薄，聽到的聲音越小，據(jù)此推理得了真空不能傳聲音。故答案為：（1）同一；相同；（2）小；遠；（3）勻速直線；（4）實驗推理法；研究真空不能傳聲實驗。10．在探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，老王設計如圖所示的實驗：將棉布鋪在水平木板上，讓小球從斜面的頂端靜止?jié)L下，觀察小球在水平棉布表面滾動的距離；再去掉棉布，重復上述操作。（1）兩次實驗，小球都從斜面的頂端靜止釋放，目的是：使小球到達底端具有相同的速度。（2）讓小球在不同的表面上運動，目的是：改變阻力大小。（3）實驗時，小球都運動到兩個表面的A點以外，無法比較小球在兩個水平表面上滾動的距離。①在圖中畫出小球在木板表面運動時的受力示意圖。②利用已有的裝置，設計一個改進實驗的方案，能比較小球在不同表面的滾動距離。方案是：將斜坡的坡度改小，讓小球早停下來?！窘獯稹拷猓海?）為了比較小車運行的距離與阻力的關系，因此應使小車在斜面的同一高度滑下，使其到達底端具有相同的速度；（2）讓小球在不同的表面上運動，目的是：通過改變接觸面的粗糙程度，改變阻力大?。唬?）①小球在木板上運動時，受到沿水平向左的摩擦阻力的作用，重力和木板對小球的支持力，受力示意圖如下所示：（2）探究水平面上摩擦阻力對車運動的影響，要比較小球在不同表面的滾動距離，應將斜坡的坡度改小，讓小球早停下來。故答案為：（1）使小球到達底端具有相同的速度；（2）改變阻力大??；（3）①如圖示；②將斜坡的坡度改小，讓小球早停下來。11．探究“阻力對物體運動的影響”時，讓同一小車都在同一斜面項端靜止釋放，觀察小車在毛巾、報紙、木板的水平表面情況，如圖1所示，小車在木板表面經過P點后在Q點停下。（1）回顧此實驗，需要把毛巾、報紙鋪在器材上，它們應該鋪在B上。A.XY表面；B.YZ表面；C.XYZ表面（2）圖2的甲、乙、丙三圖，是實驗時用傳感器和示波器記錄并反映了小車在斜面和水平表面的“速度與路程”圖象。①由圖象可知：運動小車所受的阻力越小，向前滑行的距離越遠；②推理：小車仍在同一斜面頂端靜止釋放．在水平面上若阻力為零，小車將做勻速直線運動，并在圖2丁中，畫出小車在斜面和水平表面可能的“速度與路程”圖象?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)實驗目的可知，實驗中需要改變水平面的粗糙程度來改變阻力的大小，所以需要把毛巾、報紙鋪在YZ表面上，故選B；（2）①根據(jù)圖象可知，接觸面越光滑，受到的阻力越小，小車的速度改變的越慢，小車運動的距離越遠；②本實驗中，如果小車在水平面上滑行時受到的阻力為零，小車的運動狀態(tài)將不會改變，做勻速直線運動；小車在斜面上滑下的過程中做加速運動，在水平面上不受阻力，做勻速直線運動運動，如圖所示：。故答案為：（1）B；（2）①遠；②勻速直線；如圖。12．在“探究阻力對物體運動影響”的實驗中，使小車從相同斜面頂端由靜止釋放，沿斜面下滑到達底端并在毛巾、棉布和木板上向前運動一段距離，分別停在如圖所示的位置。（1）使小車從相同斜面的頂端由靜止釋放，目的是使小車到達水平面時具有相同的速度。（2）研究小車在水平面上的運動情況，這是為了使小車在豎直方向上所受重力和支持力相互平衡，從而只探究阻力對物體運動的影響。（3）圖中通過改變接觸面的粗糙程度從而改變小車受到的阻力。對比三幅圖可知，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠，速度減小的越慢（選填“快”或“慢”）。若表面為理想的光滑平面，小車將做勻速直線運動。300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。（4）實驗中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，則P1＞P2（選填“＞”“＝”或“＜”）?！窘獯稹拷猓海?）實驗中每次讓小車從斜面相同高度由靜止滑下，是為了使小車到達水平面時具有相同的速度；（2）小車在毛巾上運動時受到了豎直向下的重力、豎直向上的支持力、水平向左的摩擦力，其中重力和支持力是一對平衡力；（3）在做“斜面小車實驗”時，給水平桌面鋪上粗糙程度不同的物體，目的是探究阻力對物體運動的影響，由毛巾表面到棉布再到木板，接觸面的粗糙程度減小，小車受到的阻力也減小；表面越光滑，阻力就越小，小車運動的距離就越遠，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；若表面為理想的光滑平面，小車的運動狀態(tài)將不會發(fā)生改變，做勻速直線運動運動，300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論；（4）因小車達到水平面時初速度相同，小車的動能相同，最終速度為0，小車的動能全部轉化為內能，大小等于克服阻力做的功，故小車在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1＝W2；但在木板表面滑行時間長，根據(jù)P＝知木板表面功率小，棉布表面功率大，即則P1＞P2；故答案為：（1）使小車到達水平面時具有相同的速度；（2）重力和支持力；（3）接觸面的粗糙程度；慢；勻速直線；（4）＞。13．如圖甲所示，木塊、斜面和水平面都比較平滑，當木塊從斜面頂端的不同高度下滑時，在水平面上可以滑行不同的距離。具體的數(shù)據(jù)如下表所示：序號123456釋放高度h/m0.200.300.400.500.600.70水平面滑行距離s/m1.001.502.003.003.50（1）木塊在斜面上某一高度靜止時，具有重力勢能，松手后木塊從斜面上滑下，最終停在水平面的某處。如圖甲。請在坐標系中描點并作出水平面滑行距離s與釋放高度h的關系圖線，并得出表格中第4次實驗時，木塊在水平面滑行的距離s＝2.5m。（2）小明想用如圖乙所示的實驗裝置來研究摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系。小明將棉布、毛毯和毛巾分別平鋪在斜面底端的水平面上，讓同一木塊從斜面的相同（相同/不同）的高度自由滑下，觀察木塊在水平面上滑行的距離來判斷棉布、毛毯和毛巾產生阻力的大小。小華當場否決了小明的想法，因為木塊滑到斜面底端時容易向前翻倒。（3）為了解決木塊翻倒問題，小華設計了如圖丙所示的方案，在斜面與水平面上都鋪上了棉布、毛毯和毛巾。小明當場否決了小華的想法，因為當鋪墊材料較粗糙時，木塊不容易（選填“容易”或“不容易”）下滑。（4）在小華設計的基礎上，小明將木塊改成小車，讓小車從斜面的同一高度自由滑下，如圖丁所示，通過觀察小車在水平面上的距離就可以判斷摩擦力的大小。小華認為這種判斷有誤，因為對于不同的鋪墊材料，小車到達斜面底部