專題6　力學(xué)探究實驗（解析版）

專題6力學(xué)探究實驗【例題精析】類型1摩擦力的探究實驗【熱點搜尋】要注意靜摩擦力和滑動摩擦力的區(qū)別，尤其是滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)某小組探究“滑動摩擦力大小與壓力、重力二個因素是否有關(guān)”，設(shè)計了如圖裝置，在水平放置的臺式測力計上放質(zhì)量不計的白紙，再在白紙上壓金屬盒，右邊連彈簧測力計，彈簧測力計右端固定，左邊用手拉白紙。（1）為了測出滑動摩擦力的大小，彈簧測力計拉白紙時可以不勻速。（選填“必須”或者“可以不”）探究小組進行了3次實驗，記錄如下：實驗步驟臺式測力計示數(shù)F/N金屬盒重力G/N彈簧測力計示數(shù)f/N①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)552②接著，將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)351.2③接著，往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計的示數(shù)為5N，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)372請根據(jù)探究記錄回答：（2）根據(jù)二力平衡可知，摩擦力的大小等于彈簧測力計的拉力。（3）要得出摩擦力大小與重力是否有關(guān)的結(jié)論，應(yīng)對比步驟①③。（4）寫出本探究的結(jié)論摩擦力大小與重力大小無關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）金屬盒在水平方向受到彈簧測力計的拉力與摩擦力的作用，金屬盒處于平衡狀態(tài)時，拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可知，摩擦力等于測力計的示數(shù)；實驗時必須保持金屬盒處于平衡狀態(tài)，即金屬盒靜止或做勻速直線運動，白紙既可以做勻速直線運動，也可以不做勻速直線運動；（2）金屬盒處于平衡狀態(tài)，則受到平衡力的作用，在水平方向上受到拉力和摩擦力的共同作用，這兩個力是一對平衡力，大小相等；（3）要判斷重力的大小是否直接決定摩擦力大小，應(yīng)控制接觸面的粗糙程度與物體間壓力相同而物體的重力不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇①③實驗步驟進行分析；（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，摩擦力大小與重力大小無關(guān)。故答案為：（1）可以不；（2）二力平衡；（3）①③；（4）摩擦力大小與重力大小無關(guān)。小金在探究“滑動摩擦力大小受什么因素影響”時，采用如圖甲的方式進行。將長方體木塊放在長木板上，將木塊用彈簧測力計水平拉住，彈簧測力計另一端固定在桌上一側(cè)。實驗時在沙桶中加沙，使長木板運動，當彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，其讀數(shù)等于木塊和長方體之間的滑動摩擦力大小。再分別把1個砝碼、2個砝碼放于木板上，重復(fù)實驗。（1）長木板是否需要做勻速直線運動？（2）沙桶中放了沙子而不是砝碼，這樣做的優(yōu)點是什么？（3）小明認為實驗中改變了重力，所以結(jié)論應(yīng)為“重力越大，滑動摩擦力越大”，為了證明他的觀點的正誤，他們又做了如圖乙的實驗。先在沙桶中添加沙子，然后讓電子秤示數(shù)為5N，拉動木板，直到彈簧測力計的讀數(shù)穩(wěn)定，測出此時的拉力為F1。接著他的操作是換用重力不同，粗糙程度和底面積都相同的鐵塊，重復(fù)以上的步驟，測出此時的拉力為F2，若F1＝F2，說明滑動摩擦力的大小與重力無關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）無論木板做勻速、加速、減速運動，木塊與木板之間的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故滑動摩擦力大小不變，所以測力計示數(shù)不變，總是等于滑動摩擦力大小，長木板不需要做勻速直線運動；（2）鉤碼的質(zhì)量是固定的不能連續(xù)變化，沙桶中放了沙子而不是砝碼，這樣做的優(yōu)點是便于改變力的大??；（3）接著他的操作是換用重力不同，粗糙程度和底面積都相同的鐵塊，重復(fù)以上的步驟，測出此時的拉力為F2，若F1＝F2，說明滑動摩擦力的大小與重力無關(guān)。故答案為：（1）長木板不需要做勻速直線運動；（2）優(yōu)點是便于改變力的大?。唬?）換用重力不同，粗糙程度和底面積都相同的鐵塊，重復(fù)以上的步驟。一質(zhì)量均勻分布、正反面相同的長方形木板，以中線MN為界，對比觀察左右兩部分，發(fā)現(xiàn)粗糙程度可能不一樣，哪一側(cè)更粗糙？同學(xué)們進行了研究。（1）①小華將滑塊放木板上，通過細線和固定的測力計相連，如圖甲。水平向右拉動木板，待示數(shù)穩(wěn)定時，記下滑塊經(jīng)過左、右兩部分時測力計的示數(shù)F左和F右，若F左＞F右，則木板的左側(cè)更粗糙，實驗時不需要（選填“需要”或“不需要”）勻速拉動木板。②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對稱地放在左右手上，現(xiàn)左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運動，則木板左側(cè)更粗糙。（2）小紅使滑塊分別從左右兩側(cè)滑上木板，測出滑塊運動的速度，作出滑塊從兩端分別運動至MN過程中的速度v和時間t的關(guān)系圖線如圖丙，則圖線b（選填“a”或“b”）所對應(yīng)的接觸面更粗糙，判斷的依據(jù)是b圖線物塊的速度變化快?！窘獯稹拷猓海?）①如圖甲，水平向右拉動木板，待示數(shù)穩(wěn)定時，記下滑塊經(jīng)過左、右兩部分時測力計的示數(shù)F左和F右，若F左＞F右，則說明左側(cè)摩擦力大，即木板的左側(cè)更粗糙；實驗時，滑塊相對于桌面是靜止的，因此受力平衡，不需要勻速拉動木板。②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對稱地放在左右手上，現(xiàn)左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運動，則說明左側(cè)摩擦力大，即木板左側(cè)更粗糙。（2）由圖像可知，在相同時間內(nèi)，a的速度減小的慢，b的速度減小的快，說明b受到的摩擦阻力更大，則圖線b所對應(yīng)的接觸面更粗糙。故答案為：（1）①左；不需要；②左；（2）b；b圖線物塊的速度變化快。類型2浮力大小與什么因素有關(guān)【熱點搜尋】浮力的測量法、阿基米德定律的探究與驗證也是考試的熱點之一。如圖所示是小科自制的用來探究影響浮力大小因素的裝置：將彈簧和標尺固定在支架上，用細線將一個金屬塊懸掛在彈簧下端，彈簧靜止時指針正對標尺上的A位置（本裝置使用時，彈簧未超過彈性限度）。（1）向杯中緩慢注水，從金屬塊底部接觸水面，到金屬塊剛好浸沒水中的過程中，指針由標尺上的A位置慢上移至C位置，說明物體所受浮力的大小跟排開液體的體積有關(guān)，此過程中支架上O點所受拉力的最大變化量為△F1；繼續(xù)向杯中注水，指針不動（選填“上移”“不動”或“下移”）（2）為了探究金屬塊所受浮力的大小是否與液體的密度有關(guān)，小科將水倒盡，向杯中緩慢注入某種液體（ρm≠ρ水），當指針指在C位置時，他的下一步操作是繼續(xù)倒入液體將金屬塊全部浸沒，直到指針指在C的上方。（3）將液體倒盡，用等體積的塑料塊（ρ水＜ρ塑料＜ρ金屬）替換金屬塊進行實驗。向杯中級慢注水，從塑料塊底部接觸水面，到塑料塊浸沒到水中的過程中，支架上O點所受拉力的最大變化量為△F2：，則△F1＝△F2（選填“＞”“＝”或“＜”）。【解答】解：（1）向杯中緩慢注水，從金屬塊底部接觸水面，到金屬塊剛好浸沒水中的過程中，指針由標尺上的A位置緩慢上移至C位置，彈簧受到豎直向上的力變小，即測力計示數(shù)變小，根據(jù)稱重法，F(xiàn)示＝G﹣F浮，可得出物體受到的浮力增大，因排開液體的密度不變，故說明物體所受浮力的大小跟排開液體的體積有關(guān)；繼續(xù)向杯中注水，因排開液體的體積不變，由阿基米德原理，受到的浮力不變，由稱重法，測力計減小的示數(shù)不變，故指針不動；（2）因倒入液體時緩慢倒入的，指針慢慢上升，當指針指在C位置時，金屬塊不會浸沒，因為浸沒后浮力不變，指針不再上升，金屬塊在液體中一定不會浸沒，當金屬塊浸沒時（與在水中實驗相比，排開液體的體積相同），指針一定在C的上方，因此繼續(xù)倒入液體將金屬塊全部浸沒，直到指針指在C的上方；（3）在（1）中，當金屬塊底部剛接觸水面時，支架上O點所受拉力大小為金屬塊的重力，當金屬塊浸沒水中時，受到的浮力最大，此時支架上O點所受拉力最小，故支架上O點所受拉力的最大變化量為△F1＝G﹣（G﹣F金屬塊）＝F金屬塊，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因ρ水＜ρ塑料＜ρ金屬，故金屬塊會浸沒在液體中，同理當用塑料塊做實驗時，此過程的最大變化量為△F2＝G﹣（G﹣F浮塑料）＝F浮塑料，﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②，因塑料塊體積等于金屬塊的體積，而排開液體的密度相同，根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)金屬塊＝F浮塑料故用等體積塑料塊替換金屬塊進行實驗，則△F1＝△F2。故答案為：（1）排開液體的體積，不動；（2）繼續(xù)倒入液體將金屬塊全部浸沒，直到指針指在C的上方；（3）＝。小金在一根一端密封的空心玻璃管下端繞上一段細鐵絲，制成一支自制密度計，用它來測量液體密度，測量過程中杯內(nèi)液體總量沒有變化，小金先用天平稱出空心玻璃管和細鐵絲的總質(zhì)量為100克。（本題中取ρ＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）當密度計在杯中漂浮時，液面高度在A處（如圖甲）。此時，密度計受到的浮力為1牛頓，密度計排開液體的體積為1×10﹣4米3。（2）使用中，小柯發(fā)現(xiàn)細鐵絲很容易滑落，于是他改變這段細鐵絲的形狀，并把鐵絲置于玻璃管內(nèi)，再次測量同一杯液體密度（如圖乙），杯中液面將仍在A處（填“上升”、“下降”或“仍在A處”）【解答】解：（1）密度計漂浮，根據(jù)漂浮條件可知，密度計受到的浮力：F浮＝G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，根據(jù)F浮＝ρgV排可得，密度計排開液體的體積：V排=F浮ρg=1N（2）把鐵絲置于玻璃管內(nèi)，再次測量同一杯液體密度時，密度計的重力不變，根據(jù)漂浮條件可知，受到的浮力不變；因為液體的密度不變，浮力大小不變，由阿基米德原理F?。溅裧V排可知，排開水的體積不變，所以圖乙杯中的液面不變，仍在A處。故答案為：（1）1；1×10﹣4；（2）仍在A處。小明取一根飲料吸管，將一些銅絲從吸管的下端塞入作為配重，并用石蠟將吸管的下端封起來，初步做成一支密度計。為了給密度計標上刻度，他用刻度尺測出密度計的長度為L，然后將密度計放入水中，測出密度計露出水面的高度為h1；小明將該密度計放入待測液體中，密度計露出該液體表面的高度為h2，如圖1所示。（1）已知水的密度為ρ水，利用測量的物理量和ρ水計算待測液體的密度，請寫出待測液體密度的表達式：ρ＝L??1L??（2）若將做成的密度計，將其放入密度為0.9g/cm3植物油中，靜止時，液面可能在圖2中A（選填“A”或“B”）處。（3）小軍也用吸管制作了密度計，他發(fā)現(xiàn)密度計相鄰兩刻度線之間的距離太小，導(dǎo)致用此密度計測量液體密度時誤差較大，為此同學(xué)們提出了如下改進方案，其中可行的是B。（選填選項前的字母）A．換大的容器盛放液體做實驗B．換細的吸管制作密度計C．換稍長的吸管制作密度計D．適當減小密度計的配重?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)飲料吸管的橫截面積為S，當將“密度計”放入盛水的容器時，“密度計”浸入水中的深度為L﹣h1；則根據(jù)G＝mg、F?。溅岩篻V排和物體的漂浮條件可得：mg＝ρ水g（L﹣h1）S﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①當將“密度計”放入盛待測液體的容器中，密度計露出該液體表面的高度為h2，則“密度計”浸入水中的深度為L﹣h2；同理可得：mg＝ρ液g（L﹣h2）S﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②聯(lián)立①②可得：ρ液=L??1（2）因為ρ植物油＜ρ水，且密度計在兩液體中受到的浮力相等，由F?。溅岩篻V排可知，V排植物油＞V排水，所以密度計放在植物油中，液面的位置在純水密度值刻度線的上方，即刻度0.9應(yīng)該在A點；（3）為了使測量結(jié)果更準確，使密度計上兩條刻度線之間的距離大一些，即要求密度計放入某液體中時，密度計豎直浸入液體的深度變大，根據(jù)h=mρ液S與盛放液體容器的大小、管的長短沒有關(guān)系，故AC錯誤。故選：B。故答案為：（1）L??1L?類型3動能、勢能大小與什么因素有關(guān)【熱點搜尋】探究動能、勢能大小與什么因素有關(guān),用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法,在寫結(jié)論的時候要注意變量的表述,不能用轉(zhuǎn)換后的量代替控制變量。在做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時，小明想：小球從相同高度滾下，若小球材質(zhì)和斜面傾角不同，到達水平位置時的速度會相同嗎？（1）圖甲是用擋板控制大小不同的兩個小球在斜面上起始位置的兩種方案，小明實驗時選擇A方案而不能選擇B方案的原因是B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同。（2）小明選擇大鋼球、小鋼球、木球以及可調(diào)整傾角的斜面進行實驗。分別讓球從斜面同一高度由靜止開始釋放，利用測速儀測出球到達水平位置時的速度如表所示。10°20°30°40°50°60°大鋼球2.672.672.672.752.882.97小鋼球2.672.672.672.752.882.97木球2.672.672.672.672.742.89分析表中數(shù)據(jù)可知：要使球到達水平位置時的速度與球是鋼質(zhì)或木質(zhì)無關(guān)，則斜面傾角不可能是D。A.15°B.25°C.35°D.45°（3）小明利用圖乙裝置做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時，通過觀察球撞擊相同塑料軟片的數(shù)目來比較球的動能大?。▓D中未畫出固定塑料軟片的裝置）。老師指出此裝置不適合體積不同的兩個球做實驗，原因是塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同?！窘獯稹拷猓海?）圖A中擋板水平放置，兩小球從起始位置到水平位置的高度差相同，圖B中擋板與斜面垂直放置，兩小球從起始位置到水平位置的高度差不同，為了控制大小不同的兩個小球在斜面上從起始位置到水平位置的高度差相同，實驗時選擇A方案而不能選擇B方案；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，斜面傾角為10°、20°、30°時，大鋼球、小鋼球、木球達到水平面時的速度相同，斜面傾角為40°、50°、60°時，大鋼球、小鋼球、木球達到水平面時的速度不同，所以要使球到達水平位置時的速度與球是鋼質(zhì)或木質(zhì)無關(guān)，則斜面傾角不可能是40°以上，故D符合題意；（3）體積大的小球從塑料軟片下面通過時受到的阻力大，即體積大小不同的小球從塑料軟片下面通過時受到的阻力不同，無法“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”。故答案為：（1）B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同；（2）D；（3）塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同。【針對訓(xùn)練】1．如圖，某實驗小組在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊水平面上的同一木塊，木塊移動一段距離后停止。（1）該實驗中的研究對象是小球（選填“小球”或“木塊”），小球滾下斜面的過程中，它的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，球動能的大小是通過木塊移動的距離來反映的；（2）分析比較甲、乙兩次實驗，可探究出的結(jié)論是：質(zhì)量一定時，物體速度越大動能越大；（3）在甲、乙兩次實驗中，木塊克服摩擦力做功是不相等的（選填“相等”或“不相等”）；若甲實驗中木塊重為1N，水平移動的距離是30cm，則重力對木塊做的功為0J；（4）若斜面光滑，小球從斜面頂端由靜止?jié)L到斜面底端的過程中，其機械能不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（5）某同學(xué)做了甲、丙兩次實驗如圖所示，得到結(jié)論：“當物體的速度一定時，物體質(zhì)量越大，物體動能越大”，該同學(xué)的結(jié)論正確（選填“正確”或“不正確”）。【解答】解：（1）據(jù)題意可知，實驗中探究小球的動能，即小球撞擊木塊時的動能的大?。恍′撉驈男泵鏉L下過程中，質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢能減小，同時速度變大，動能增加，所以是將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程；實驗中小球動能的大小是通過木塊移動的距離來反映的，木塊移動的距離越遠，小球的動能越大；（2）分析比較甲、乙兩次實驗可知，小球的質(zhì)量不變，滾下的高度不同，高度越高，到達水平面時的速度越大，推動木塊移動的距離越遠，動能越大，可探究出的結(jié)論是：質(zhì)量一定時，物體速度越大動能越大；（3）在甲、乙兩次實驗中，木塊對水平面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木塊所受的摩擦力保持不變，但木塊在克服摩擦力的方向上通過的距離不相等，因此克服摩擦力做功不相等；木塊水平移動，在重力的方向上沒有移動距離，重力不做功，重力對木塊做功0J；（4）因為是光滑的斜面，沒有摩擦，所以在斜面上滑下的小球沒有機械能的損耗，機械能不變；（5）甲、丙兩次實驗中水平面的粗糙程度不同，但由常識可知棉布表面更粗糙（木塊運動時受到的摩擦力較大），由圖知木塊在棉布表面上運動距離更大，由W＝Fs可知木塊在棉布表面上運動時克服摩擦力做功更多，說明質(zhì)量為2m的小球的動能更大，所以可得到結(jié)論：“當物體的速度一定時，物體質(zhì)量越大，物體動能越大”，即該同學(xué)的結(jié)論正確。故答案為：（1）小球；重力勢；木塊移動的距離；（2）質(zhì)量一定時，物體速度越大動能越大；（3）不相等；0；（4）不變；（5）正確。2．（1）小明使用天平和量筒測量實心金屬塊的密度。①他先把托盤天平放在水平桌面上，將游碼移到標尺左端的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針在圖甲所示的位置靜止。此時應(yīng)將天平右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使橫梁在水平位置平衡。②將金屬塊放在調(diào)節(jié)好的托盤天平的左盤中，右盤中放砝碼，當天平平衡時，右盤中的砝碼以及游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則金屬塊的質(zhì)量是27.2g。③金屬塊放入量筒前、后，量筒中水面位置如圖丙所示。則金屬塊密度是2.72×103kg/m3。（2）八年級二班的同學(xué)們在探究“動能的大小跟哪些因素有關(guān)”時，提出如下猜想。猜想一：動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：動能的大小與物體的運動速度有關(guān)為了驗證上述猜想，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗進行研究。①實驗時是讓小球由靜止開始沿斜面向下運動，并撞擊平面上的木塊，觀察并記錄被撞木塊運動距離的長短。小球從斜面一定高度由靜止向下運動到達斜面底端的速度只與起點的高度有關(guān)，起點越高，到達底端的速度越大。b.被撞木塊在平面上運動的距離越長，反映出運動小球具有的越大。②圖乙所示的實驗中，讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下，探究的是動能與質(zhì)量的關(guān)系。③分析圖乙所示實驗現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)，得出的初步結(jié)論是：速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越大?！窘獯稹拷猓海?）①由題可知，天平放在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)指針指在分度標盤中央刻度線的右側(cè)，說明右側(cè)質(zhì)量偏大，因此應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直至指針指在分度盤分中央刻度或作用擺動刻度相同；②由圖乙，金屬塊的質(zhì)量為：m＝20g+5g+2.2g＝27.2g；③由圖丙知，量筒的分度值為2mL，金屬塊放入量筒后總體積為36mL，所以金屬塊的體積V＝36mL﹣26mL＝10mL＝10cm3，所以金屬塊的密度為：ρ=mV=27.2g10cm3（2）①小球從斜面一定高度由靜止向下運動到達斜面底端的速度只與起點的高度有關(guān)，起點越高，到達底端的速度越大；②③圖乙實驗中小球放置的高度相同，滑到水平面時速度相同，小球的質(zhì)量不相同，質(zhì)量大的小球?qū)⒛緣K推動的距離大，說明質(zhì)量大的小球動能大，由此可知動能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越大。故答案為：（1）①左；②27.2；③2.72×103；（2）①越大；②質(zhì)量；③速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越大。3．在“探究影響動能大小的因素”實驗中，如圖甲、乙、丙所示，讓質(zhì)量為m、2m的兩個鋼球分別從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球撞擊放在水平木板上的木塊，使木塊滑動，虛線位置為木塊滑動一段距離后停止的位置。（1）實驗通過觀察木塊移動的距離來比較動能的大??；（2）甲、乙兩次實驗中，將同一小球從斜面的不同高度由靜止釋放，這是為了探究動能大小與速度的關(guān)系；（3）比較甲、丙兩圖進行的實驗，得出的結(jié)論是當物體的速度一定時，質(zhì)量越大，它具有的動能就越大。（4）小磊在探究“動能大小與質(zhì)量的關(guān)系”時將實驗裝置改進成如圖丁所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)椈蓧嚎s相同程度靜止釋放，撞擊回一木塊，該實驗方案是不可行（選填“可行”或“不可行”），理由是：沒有控制小球的速度相同?！窘獯稹拷猓海?）通過觀察木塊被撞擊后移動的距離來判斷鋼球動能大小，這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用；（2）在甲、乙兩圖中，將同一小球從斜面的不同高度由靜止釋放，控制了質(zhì)量一定，改變了速度，所以甲、乙兩圖可以探究動能大小與速度的關(guān)系；（3）由圖示實驗可知，甲、丙兩次實驗，將不同小球從斜面的相同高度由靜止釋放，控制了速度一定，丙小球的質(zhì)量是甲小球的兩倍，丙小球?qū)⒛緣K推動得更遠，說明丙小球的動能更大，所以得出的結(jié)論：當物體的速度一定時，質(zhì)量越大，它具有的動能就越大；（4）觀察圖丁的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因兩球質(zhì)量不同，所以撞擊木塊的速度不同，故不可行，原因是沒有控制小球的速度相同。故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）速度；（3）當物體的速度一定時，質(zhì)量越大，它具有的動能就越大；（4）不可行；沒有控制小球的速度相同。4．如圖是小明探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。（1）在探究小車速度對其動能的影響時，應(yīng)保持質(zhì)量不變，使小車多次從不同（選填“相同”或“不同”）高度下滑進行實驗。（2）小明兩次實驗操作，第一次木塊被撞得近，木塊受到的摩擦力為f1；第二次木塊被撞得遠，木塊受到的摩擦力為f2，則f1＝f2（選填“＞”“＝”或“＜”）。（3）如果水平面絕對光滑，本實驗不能（選填“仍能”或“不能”）達到探究目的?！窘獯稹拷猓海?）在探究動能與速度的關(guān)系時，要保持小車的質(zhì)量不變，讓小車從斜面的不同高度滑下，那么小車到達水平面時的速度就不同；（2）木塊移動的距離不同，但木塊壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力大小不變，兩次實驗中木塊受到的摩擦力大小相同，故f1＝f2；（3）如果水平面絕對光滑，由牛頓第一定律，小球和木塊將做勻速直線運動，將無法通過比較木塊被推動后移動的距離來比較小球動能的大小，因此不能達到探究目的。故答案為：（1）質(zhì)量；不同；（2）＝；（3）不能。5．小明同學(xué)利用燒杯、彈簧測力計、細線、水、密度計來測量金屬塊和液體的密度。（已知ρ水＝1.0x103kg/m3，g＝10N/kg）（1）用彈簧測力計測量金屬塊的重力，其示數(shù)如圖A所示，可求出金屬塊的質(zhì)量m＝0.22kg。（2）金屬塊的密度ρ＝2.2×103kg/m3。（3）利用密度計可以直接測量出液體的密度，將其插入被測液體中，待其靜止后直接讀取液面處的刻度值即為該液體的密度值小明同學(xué)將密度計放入甲液體中，其示數(shù)如圖C所示，則甲液體的密度ρ＝0.85×103kg/m3。（4）小明同學(xué)將密度計放入乙液體中，如圖D所示，比較C、D兩圖可知ρ甲＜ρ乙（選填“＞”、“＜”或“＝”）?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲知，測力計的分度值為0.2N；物體的重力G＝2.2N；金屬塊的質(zhì)量為：m=G（2）由圖B可知，物體浸沒在水中時拉力為：F＝1.2N；金屬塊浸沒在水中時受到的浮力為：F浮＝G﹣F＝2.2N﹣1.2N＝1N；根據(jù)阿基米德原理F?。溅阉甮V排可知，金屬塊排開的水的體積即金屬塊的體積為：V＝V排=F浮ρ水g則金屬塊的密度為：ρ=mV=0.22kg1×1（3）由圖可知，液體的密度為0.85g/cm3＝0.85×103kg/m3；（4）密度計在C、D兩種液體中都處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力都等于密度計受到的重力G，所以浮力相同；由圖可知，密度計排開液體的體積V排C＞V排D，根據(jù)F?。溅岩篤排g可知：ρ甲＜ρ乙。故答案為：（1）0.22；（2）2.2×103；（3）0.85×103；（4）＜。6．小明學(xué)習(xí)壓強和浮力知識后，利用水和飲料、兩個完全相同的杯子進行了如圖甲所示的實驗，將同一合金塊依次浸沒到質(zhì)量相同的水和飲料中，g取10N/kg，請根據(jù)圖中信息回答下列問題：（1）物體浸沒后（不接觸容器底），容器底受到的液體的壓強分別為p水和p飲料二者的大小關(guān)系為：p水＜p飲料（選填“＞”、“＝”或“＜”）。（2）飲料的密度是1.1×103kg/m3。（3）小明進一步分析在合金塊浸沒的條件下，彈簧測力計的拉力F與液體密度ρ液關(guān)系，圖乙中能正確表達二者關(guān)系的圖象是c（選填“a”、“b”“c”或“d”其中d是較粗的那條彎曲的線）。（4）根據(jù)（3）的分析，小明將彈簧測力計改裝成測液體密度的密度秤，則他利用這套器材能測量的液體密度最大值為：4×103kg/m3。【解答】解：（1）由圖甲可知，合金塊在水和飲料中受到的浮力為分別：F浮水＝G﹣FB＝4N﹣3N＝1N，F(xiàn)浮飲料＝G﹣FC＝4N﹣2.9N＝1.1N，即合金塊在飲料中受到的浮力較大，當合金塊浸沒在水中時，它受到的浮力與它對水的壓力為相互作用力，由圖可知，杯子為柱形容器，因此液體對容器底部壓力的增加量等于物體所受的浮力，即ΔF＝F浮，所以合金塊浸沒后，液體對容器底部壓力的增加量：ΔF水＜ΔF飲料，又因為兩個完全相同的杯子裝有質(zhì)量相同的水和飲料，所以合金塊浸沒后，液體對容器底部壓力為：F＝G液+ΔF＝m液g+ΔF，所以合金塊浸沒后，液體對容器底部壓力F水＜F飲料，又因為容器底面積相同，由p=FS可知，容器底受到的液體的壓強p水＜p（2）由阿基米德原理可知，合金塊的體積為：V＝V排水=F浮水ρ水g所以飲料的密度為：ρ飲料=F浮飲料Vg=1.1N（3）合金塊浸沒在水中時，彈簧測力計的拉力F＝G﹣F?。紾﹣ρ液gV排＝G﹣ρ液gV，所以F為隨液體密度增大而減小的一次函數(shù)，故c正確；（4）將彈簧測力計改裝成測液體密度的密度秤，合金塊浸沒在液體中，彈簧測力計的示數(shù)為零時，合金塊受到的浮力最大，即F浮最大＝G＝4N，根據(jù)阿基米德原理得，液體的最大密度為ρ液大=F浮最大Vg=4N故答案為：（1）＜；（2）1.1×103；（3）c；（4）4×103。7．在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中，如圖1所示，讓小車分別滑到毛巾、棉布和木板的水平面上，觀察小車在水平面上滑行的距離。（1）為了使小車進入水平面的速度相同，每次小車要從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下。（2）如圖2所示的甲、乙、丙三個圖象是用傳感器和示波器記錄的小車在斜面和三種不同的水平表面的“速度與路程”圖象。①由圖象可知：阻力越小，小車滑行的距離就越遠，說明小車運動的速度減小得越慢；②請在圖丁中，畫出水平面光滑時小車的“速度與路程”的圖像。（3）這個實驗的器材也可以用于探究動能影響因素，你認為可以探究動能與速度的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）為了使小車在滑到水平面時的初速度相同，在實驗中應(yīng)讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下，這里采取得的研究方法是控制變量法；（2）①根據(jù)實驗可知，水平面越光滑，受到的阻力越小，小車運動的越遠，速度減小的越慢；②進一步推理可知，若水平面絕對光滑，即小車不受摩擦力，小車的運動狀態(tài)不變，則小車將做勻速直線運動，其“速度與路程”圖象如下所示：；（3）實驗中可以讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止自由滑下，小車到達水平面的速度不同，通過小車在同一水平面上移動的距離來判斷小車動能的大小，故可以探究動能與速度的關(guān)系。故答案為：（1）同一高度由靜止自由；（2）①遠；慢；②見上圖；（3）速度。8．生活中，我們看到過這些現(xiàn)象：綠燈亮起時，小轎車啟動較快，而大貨車啟動較慢；百米賽跑沖過終點時，速度越快越不容易停下來。學(xué)習(xí)牛頓第一定律后，小馨同學(xué)和小林同學(xué)對上述現(xiàn)象有不同的看法：小馨認為：質(zhì)量越大，慣性越大；小林認為：速度越快，慣性越大。究竟誰的觀點正確呢，小馨和小林一起進行了如下探究：探究（一）：如圖甲，把A、B兩車放在較光滑水平地面上（mA＞mB），兩根相同的橡皮筋一端固定在墻面上，另一端分別系于A車和B車前端，將小車拉至左側(cè)相同的位置，此時橡皮筋繃緊，釋放小車，經(jīng)過相同時間后，小車到達位置如圖甲所示。探究（二）：如圖乙，將小車從較光滑斜面h1＝20cm處靜止釋放，測得小車到達粗糙水平面的速度v1＝2m/s，經(jīng)t1＝2.8s停于位置1，再將該車從同一斜面h2＝10cm處靜止釋放，測得小車到達水平面的速度v2＝1.4m/s，經(jīng)t2＝2s停于位置2；【分析與論證】（1）質(zhì)量不同的兩小車，相同時間內(nèi)運動的距離不同，可知B（選填“A”或“B”）的運動狀態(tài)容易改變，則質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越不容易改變，慣性就越大；（2）運動狀態(tài)改變的難易程度可近似認為是速度變化的快慢，分析探究（二）的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小車速度變化快慢是否相同？相同，理由：小車速度變化快慢相同，則說明慣性與速度無關(guān)；【交流與反思】（3）速度越大的物體不容易停下來，是因為物體速度越大時動能越大，在相同的阻力作用下，要停下來所需要克服阻力做功就越多，通過的距離就越遠；【結(jié)論應(yīng)用】（4）在生活當中，交通安全不容忽視，“十次事故九次快，還有一次是超載”，當好交通法規(guī)宣傳員也是我們每個公民應(yīng)盡的義務(wù)，請你從物理學(xué)角度向身邊的朋友解釋這句交通安