試卷第=page2525頁，共=sectionpages2525頁試卷第=page2424頁，共=sectionpages2525頁《力和運動》實驗題專練全國初中物理競賽試題精編學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、實驗題1．小強同學想把彈簧測力計改裝成液體密度計，他用同一小桶分別盛滿了3種液體，用彈簧測力計分別稱出3種液體和小桶的總重力，彈簧測力計的示數以及對應液體的密度分別記在下表中（g取10N/kg）：液體種類酒精植物油水彈簧測力計的示數F（N）2.62.72.8液體密度ρ（×103kg/m3）0.80.91.0(1)通過分析比較此表，他推測：液體密度與彈簧測力計示數之間有一定的規律。如圖甲所示的圖像中能正確反映這一規律的圖像是_____；A．

B．

C．

D．(2)根據表中數據計算出該液體密度計的零刻度線對應原彈簧測力計刻度板上____N的位置；(3)若小強在該空小桶中裝滿醬油，此時彈簧測力計示數如圖乙所示，則醬油的密度是______；(4)若要使該密度計的分度值減小，提高精確度，請提出一條改進意見∶_____。【答案】

B

1.8N

1.2×103kg/m3

換用量程和分度值較小的彈簧測力計。【詳解】(1)[1]由表中數據可知，彈簧測力計的示數隨液體的密度增大而增大，又因為小桶中沒有東西時，即液體密度為0時，小桶有重力，彈簧測力計示數大于0，所以選項B符合題意，故選B。(2)[2]液體的重力為測量液體密度時，彈簧測力計的示數測量酒精時測量植物油時可得，該液體密度計的零刻度線對應原彈簧測力計刻度板上1.8N的位置。(3)[3]觀察圖乙可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，示數為3.0N，測力計的示數即可得[4]換用量程和分度值較小的彈簧測力計，可以使該密度計的分度值減小，提高精確度。2．閱讀短文，回答問題：失重在一次太空知識講座中，老師讓同學們做一個實驗：用彈簧測力計豎直懸掛一個重物，分別使重物處于靜止和勻速下降，再讓其加速下降，同學們發現，重物在靜止和勻速下降時，彈簧測力計的示數相同，就等于物體所受的重力；而加速下降時，卻看到彈簧測力計的示數明顯減小，好像物體的重力突然間減小了。老師解釋說：“這在物理學上稱為失重現象，失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉力小于物體實際所受重力的現象。如當人們乘電梯加速下降時，人對電梯地面壓力就小于人受到的重力”，小勇在老師指導下到電梯內做失重實驗，如圖甲，他將一個體重秤放在電梯水平地面上，然后站上秤臺，如圖乙所示，在電梯向下運動的過程中，他記錄下體重秤在不同時間段的示數及對應的時間，描繪出了體重秤的示數隨時間t的變化圖像如圖丙所示。已知小勇的實際質量為60kg（g取10N/kg）。（1）電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力為______N。此時小勇受到的重力與______力是一對平衡力，此時小勇所受合力為0（說明：若二力方向相同時，合力等于二力之和；若二力方向相反時，合力等于二力之差）；（2）若電梯在10s內下降的距離為18m，電梯這段運動時間內的平均速度______m/s；（3）根據圖丙分析，小勇在______（選填“0~t1”、“t1~t2”、“t2~10s”）段時間內處于失重狀態，此時小勇所受支持力為__________N，合力為__________N；（4）分析圖丙可知，在t2~10s時間段內小勇對秤臺的壓力______他的重力（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（5）若下降中體重秤示數為零，即說明他對體重秤壓力F為零，我們稱這種現象為完全失重，如果物體所受合力的大小與物體質量關系為F合=ma，其中a稱為加速度，單位為N/kg，F合=G-F，小勇完全失重時加速度a=______N/kg。【答案】

600

支持

1.8

0~t1

450

150

大于

10【詳解】（1）[1][2]小勇的實際質量為60kg，電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力等于自身的重力，為此時小勇處于平衡狀態，在豎直方向上受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，且這兩個力是一對平衡力，大小相等，方向相反，此時小勇所受合力為0。（2）[3]電梯在10s內下降的距離為18m，電梯這段運動時間內的平均速度（3）[4][5][6]已知小勇的實際質量為60kg，由圖像可知，在0~t1階段，體重秤上顯示小勇的質量為45kg，此時處于失重狀態；失重并不是失去重量了，而是物體對支持物的壓力小于物體所受重力的現象。故此時體重秤對小勇的支持力為小勇所受的合力為（4）[7]分析圖丙可知，在t2~10s時間段內，體重秤的示數大于他的實際質量60kg，小勇處于超重狀態，他對秤臺的壓力大于他的重力。（5）[8]小勇完全失重時，他對體重秤的壓力此時他受到的合力根據F合=ma可知，小勇完全失重時加速度為3．上體育課，同學們做引體向上活動時，發現采用雙手握杠時，兩手間距有以下幾種情況：有比肩寬大的，有與肩同寬的，也有比肩寬小的，如圖甲所示：那么，這幾種握杠方法的“省力”程度一樣嗎？因此，小涵對“做引體向上的拉力與哪些因素有關”作出了不同的猜想：猜想一：可能與雙手握杠的間距有關；猜想二：可能與人的體重有關；猜想三：可能與手臂的長度有關。小涵用兩根相同的橡皮條系上同一重物并掛在水平桿子上，已知桿上相鄰點間的間距相等，如圖乙，改變橡皮條在桿上所掛的位置，并觀察每次橡皮條的長度，結果如下表：實驗序號12345橡皮條在桿上所掛的點A、JB、IC、HD、GE、F橡皮條的長度較長稍長最短稍長較長根據實驗回答：（1）實驗中根據___________來比較拉力的大小，下列實驗中與這一物理方法相同的是___________；A．用磁感線來描述磁場B．牛頓第一定律的得出C．探究電流與電壓、電阻的關系D．利用吸引大頭針個數證明電磁鐵磁性的強弱（2）當橡皮條懸掛在C、H兩點時，僅改變橡皮條的原長，根據已學物理知識可知：受到的拉力___________（選填“會”或“不會”）改變，由此可判斷，橡皮條豎直懸掛時，猜想三是___________（選填“正確”或“錯誤”）的；（3）表格中的實驗數據可以驗證猜想___________是正確的，可以得到結論：當手臂長和人的體重一定時，隨著雙手握桿間距的增大，拉力___________（選填“增大”、“先增大后減小”或“先減小后增大”），因此，在做引體向上時，最好采用兩手間的距離___________（選填“比肩寬”、“與肩同寬”或“比肩窄”）的方式更省力。【答案】

橡皮條的長度

D

不會

錯誤

一

先減小后增大

與肩同寬【詳解】（1）[1]根據表格中數據可知，實驗中通過橡皮條的長度來顯示其所承受的拉力的大小，這是轉換法。[2]A．用磁感線來描述磁場，采用了模型法；B、牛頓第一定律的得出，采用了實驗推理法；C、探究電流與電壓、電阻的關系，采用了控制變量法；D、利用吸引大頭針個數證明電磁鐵磁性的強弱，采用了轉換法；故選D。（2）[3]當橡皮條懸掛在C、H兩點時，即物體對橡皮條的拉力沿豎直方向時，由力的平衡，兩根橡皮條的拉力和等于物體的重力，故僅改變橡皮條的長度，受到的拉力不會改變。[4]兩根橡皮條的拉力和等于物體的重力，故僅改變橡皮條的長度，受到的拉力不會改變。由此可判斷，橡皮條豎直懸掛時，猜想三是錯誤的。（3）[5]表格中的實驗數據只改變了橡皮條在桿上所掛兩點的位置，而其它因素沒有改變，故可以驗證猜想與雙手握杠的間距有關，即猜想一。[6]由表中數據知，從1、2、3、4、5實驗，橡皮條在桿上所掛兩點的距離逐漸變小，橡皮條的長度先變短后變長，故拉力先變小后變大，故可以得到結論：當手臂長和人的體重一定時，隨著雙手握桿間距的增大，拉力先減小后增大。[7]由以上結論：當手臂長和人的體重一定時，隨著雙手握桿間距的增大，拉力先減小后增大。因此可以知道，在做引體向上時，最好采用懸掛點在CH兩點，即與肩同寬最省力。4．某實驗小組的同學對兩根原長都為8cm、粗細不同的A、B橡皮筋進行研究。并做成橡皮筋測力計。將橡皮筋的一端固定，另一端懸掛鉤碼，如圖甲所示，記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸長量?x，根據多組測量數據做出的圖線如圖乙所示。（1）當在A橡皮筋上懸掛重力為6N的物體時，橡皮筋A的伸長量為______cm；（2）分別用這兩根橡皮筋制成了如圖丙所示兩測力計，它們外殼相同，刻度線分布情況相同，則用橡皮筋______（選填“A”或“B”）制成的測力計測量的精確程度較高；（3）若將本實驗中A、B兩根橡皮筋并聯起來代替彈簧測力計，能夠測量力的最大值為______N；（4）實驗小組同學想利用丙圖中A橡皮筋測力計制作一個直接測量液體密度的“密度計”。他們用同一小桶分別盛滿了2種液體，用A橡皮筋測力計分別測出液體和小桶的總重力，如表是：2次測得的總重力及對應液體的密度（g取10N/kg），則該密度計的零刻度線應標記在A橡皮筋測力計刻度板上______N的位置，并把表格中的數值填好。液體種類酒精植物油水彈簧的示數（N）2.62.7______液體密度ρ（×103kg/m3）0.80.91.0【答案】

12

A

22.5

1.8

2.8【詳解】（1）[1]由圖乙知，A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情況下，橡皮筋伸長量Δx與橡皮筋受到的拉力大小F變化關系為一條直線，說明橡皮筋的伸長Δx與受到拉力F成正比關系，即FA=kAΔx由圖知，當FA=5N，ΔxA=10cm，代入數據得kA=0.5N/cm因此FA=0.5N/cm×Δx在A橡皮筋上懸掛重力為6N的物體時，橡皮筋A的伸長量為（2）[2]由圖乙知，在測量范圍為內，如F=5N時，用橡皮筋A制成的彈簧測力計伸長10cm，而用橡皮筋B制成的彈簧測力計伸長5cm，所以，用橡皮筋A制成的測力計測量精確程度高。（3）[3]將本實驗中A、B兩根橡皮筋并聯起來代替彈簧測力計使用時，兩根橡皮筋伸長的長度相等，由圖知，在拉力作用下B先達到最大伸長量15cm，A的伸長量也為15cm；當伸長量為15cm時，橡皮筋B上的拉力為15N，所以橡皮筋A上的力為FA=0.5N/cm×Δx=0.5N/cm×15cm=7.5N根據力的合成可得受到的最大拉力為F合=15N＋7.5N=22.5N（4）[4]液體的重力為G液=m液g=ρ液gV測量液體密度時，彈簧測力計的示數F＝G桶+G液測量酒精時G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V=2.6N……①測量植物油時G桶+0.9×103kg/m3×10N/kg×V=2.7N……②將①②兩式聯立，解得G桶=1.8NV=10-4m3該密度計的零刻度應標記在A橡皮筋測力計刻度板的1.8N位置。[5]測量水時F＝G桶+G水=1.8N+1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=2.8N5．如圖所示，在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中：（1）實驗過程中，彈簧測力計必須沿_____方向拉著物塊A做勻速直線運動，根據_____的知識可得拉力大小等于滑動摩擦力的大小；（2）在甲、乙、丙所示圖中，分別用F1=2.4N，F2=3.2N，F3=3.0N的拉力，拉著物塊A勻速前進；分析甲、乙兩圖可得：在接觸面粗糙程度相同時，_____越大，滑動摩擦力越大；分析_____兩圖可探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系；（3）交流評估時，某實驗小組提出：實驗過程中，彈簧測力計的示數不容易穩定，可能的原因是_____；（填選項前的字母）A．木板的長度太長

B．木板表面的粗糙程度不均勻C．彈簧測力計的分度值太大

D．木塊與木板的接觸面積太大（4）大量實驗證明：在接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力大小與壓力大小成正比；在丙圖中物塊A上疊放一塊與A相同的物塊B，用彈簧測力計拉著物塊A，使物塊B隨A一起勻速前進（如圖丁所示）。此時彈簧測力計示數為F4，則F4=_____N；將B取下，改用一推力水平勻速推動AB一起前進，則推力F5=_____N。【答案】

水平

二力平衡

壓力

甲丙

B

6

6【詳解】（1）[1][2]實驗過程中，為了讓拉力與滑動摩擦力在同一直線上，彈簧測力計必須沿水平方向拉著物塊A做勻速直線運動，根據二力平衡的知識可得拉力大小等于滑動摩擦力的大小。（2）[3]由甲、乙兩圖可得，甲圖對木板表面的壓力小于乙圖的壓力，甲圖測力計的拉力小于乙圖的拉力，則可知接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。[4]探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系，要控制壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，故分析甲、丙兩圖可探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系。（3）[5]壓力相同時，滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關，故交流評估時，某實驗小組提出：實驗過程中，彈簧測力計的示數不容易穩定，可能的原因是木板表面的粗糙程度不均勻；故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。（4）[6]大量實驗證明：在接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力大小與壓力大小成正比；在丙圖中物塊A上疊放一塊與A相同的物塊B，用彈簧測力計拉著物塊A，使物塊B隨A一起勻速前進（如圖丁所示）；壓力為原來的2倍，故滑動摩擦力也為原來的2倍，此時彈簧測力計示數為F4，則F4=6N。[7]將B取下，改用一推力水平勻速推動AB一起前進，因壓力大小和接觸面粗糙程度不變，故摩擦力大小不變，則推力F5=6N。6．在做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，同學們猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：①接觸面所受的壓力；②接觸面的粗糙程度。根據猜想，同學們設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗：（1）用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿長木板做勻速直線運動，根據______的知識可知，彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等。如圖甲所示，木塊受到的摩擦力大小為______N；（2）通過比較______兩圖，可驗證猜想①；通過比較______兩圖，可驗證猜想②。進一步歸納得出結論：接觸面所受的壓力越______（選填“大”或“小”），接觸面越______（選填“光滑”或“粗糙”），滑動摩擦力越大；（3）有同學提出滑動摩擦力的大小還可能與接觸面積有關，于是設計了以下兩種實驗方案：A．將木塊豎直切去一半，如圖丁，重復（1）的操作過程，比較圖甲和圖丁B．將木塊側放，如圖戊，重復（1）的操作過程，比較圖甲和圖戊你認為合理的實驗方案是______（選填“A”或“B”）。【答案】

二力平衡

甲、乙

甲、丙

大

粗糙

B【詳解】（1）[1][2]只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小，實驗時，用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿長木板做勻速直線運動，根據二力平衡知識，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力；滑動摩擦力大小等于彈簧測力計的示數，即1.8N。（2）[3][4][5][6]研究滑動摩擦力的大小與壓力的關系，要控制接觸面的粗糙程度相同，只改變壓力的大小，故應比較甲、乙兩圖；研究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，要控制壓力不變，改變接觸面的粗糙程度，故應比較甲、丙，比較圖中彈簧測力計示數的大小，進一步得到結論：接觸面所受的壓力越大，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（3）[7]探究摩擦力跟接觸面積的關系時，將木塊切去一半，則木塊對桌面的壓力也變為一半，只控制接觸面粗糙程度不變，沒有控制壓力大小不變，實驗結論是不可靠的，故A不符合題意，B符合題意。故選B。7．小明“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗中，如圖1所示。（1）根據_____原理，當彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做_____運動時，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力大小，如圖甲所示；（2）_____兩圖可知：當接觸面粗糙程度一定時，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）由圖1中甲、乙兩圖可知：當接觸面受到的壓力一定時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越_____（選填“大”或“小”）；（4）實驗后小組交流討論時發現：在實驗中很難使木塊做勻速直線運動。于是小麗設計了如丁圖所示的實驗裝置，該裝置的優點是_____長木板做勻速直線運動（選填“需要”或“不需要”）。在拉動長木板過程中，長木板B對A的摩擦力方向向_____（選填“左”或“右”）；（5）實驗拓展：如圖2甲所示，放在水平地面上的物體C受到方向不變的水平拉力F的作用，F-t和v-t圖像分別如圖2乙、丙所示。則物體C在第4秒時受到的摩擦力大小為_____N。【答案】

二力平衡

勻速直線

甲、丙

大

不需要

左

4【詳解】（1）[1][2]實驗中，應在水平方向拉著木塊做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，根據二力平衡，滑動摩擦力大小等于拉力大小，即等于彈簧測力計示數。（2）[3]由圖中甲、丙兩圖可知，接觸面粗糙程度相同，壓力不同，故可以得出在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）[4]由甲、乙兩圖可知，壓力一定，乙中接觸面更粗糙，滑動摩擦力較大，故得出當接觸面受到的壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（4）[5][6]A相對地面處于靜止狀態，受到測力計的拉力與受到B施加的摩擦力為一對平衡力，大小相等，只要拉動了長木板B，小木塊A就在長木板B上滑動，A與B之間的摩擦力就是滑動摩擦力，長木板B對A的摩擦力方向水平向左，其大小與物體相對運動的速度無關；故該裝置的優點是不需要長木板做勻速直線運動。（5）[7]實驗拓展：由圖4知，6~9s物體做勻速直線運動，受到的拉力與摩擦力為一對平衡力，大小相等，由圖3知，此時拉力為4N，所以6~9s物體C受到的摩擦力大小等于4N，因3~6s物體C受到的摩擦力也是滑動摩擦力，由于壓力大小和接觸面粗糙程度不變，則受到摩擦力大小不變，故物體C在第4秒時受到的摩擦力大小為4N。8．我們知道，彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長的長度就越大．但是，用同樣大小的力去拉兩只不同的彈簧，伸長的長度不同，這說明彈簧有“軟”“硬”之分，容易被拉伸的彈簧比較軟，反之比較硬．彈簧的軟硬用它的勁度系數來表示，勁度系數越大，彈簧越硬．為了研究彈簧的勁度系數與哪些因素有關，通過有關實驗探究，取得數據如下(S為制造彈簧的金屬絲的橫截面積，為彈簧的匝數，為彈簧的半徑，A為彈簧的勁度系數)；(1)用粗細相同的鋼絲做成半徑相同但匝數不同的彈簧，則彈簧的勁度系數和匝數的關系可以用圖像中的圖線__________表示；(2)如果用粗細相同的銅絲和鋼絲做成匝數和半徑相同的彈簧，都用10N的力拉伸時，用_________做成的彈簧變得更長；(3)分析表中數據，可得______，式中的志與制造彈簧的材料有關，材料不同，值一般不同；(4)用某鋼絲制成一個半徑為3×、匝數為60匝、勁度系數100N／m的彈簧，則該鋼絲的橫截面積為__________．【答案】

銅

3×【詳解】1)由2、4知材料、橫截面積、半徑相同時,彈簧的匝數變為2倍,彈簧的勁度系數變為原來的12，即彈簧的勁度系數與彈簧的匝數成反比；觀察圖象可知，b為成正比圖象，a是反比例圖象，故圖象a與研究的數據結果相符；(2)比較表格第1、2行知橫截面積、匝數、半徑相同時，鋼的勁度系數大于銅的勁度系數，因此，在相同條件下，銅做成的彈簧會更容易被拉長；(3)根據控制變量法的要求，比較第1、3行數據可得，橫截面積S的平方，等于勁度系數A之比；比較第2、4行數據可得，彈簧的匝數n擴大一倍，勁度系數A減小一半；比較第3、5行數據可得，彈簧的半徑r之比的立方，等于勁度系數A之比的倒數．綜合以上分析可得,Ak?；(4)選擇第2行數據代入公式A得,180N/m解得k2109N/m2；由勁度系數的公式變形得,S代入數據得，S9．小明在選用彈簧測力計的過程中，發現測量大小相同的力時，用不同規格的測力計，彈簧伸長的長度不一樣。哪些因素會影響彈簧的伸長量呢？小明提出以下三種猜想：猜想1：彈簧的材料可能影響彈簧的伸長量；猜想2：彈簧的原長可能影響彈簧的伸長量；猜想3：彈簧的粗細可能影響彈簧的伸長量。小明為探究自己的某個猜想，設計出一個實驗方案并進行了實驗：①取兩根完全一樣的彈簧，測出每根彈簧的原長均為L；②先用一根彈簧（稱作彈簧A）進行實驗，將彈簧A的一端固定于豎直墻上，另一端用一水平力拉彈簧，如圖甲所示，測出此時彈簧的長度為LA；③將兩根彈簧串接起來得到一根新的彈簧（稱作彈簧B）再進行實驗，實驗時同樣將彈簧B的一端固定于豎直墻上，另一端用與前面相同的水平力拉彈簧，如圖乙所示，測出此時彈簧B的長度是LB；④改變拉力的大小，重復實驗步驟②③，記錄實驗數據如下表。L=10.0cmF/N12345LA/cm10.811.612.413.214.0（LA-L）/cm0.81.62.43.24.0LB/cm21.623.224.826.428.0（LB-2L）/cm1.63.24.86.48.0現請回答下列有關問題：(1)該實驗方案研究的是猜想_______（填寫序號）；(2)實驗方案中將“兩根彈簧串接起來得到彈簧B”，這樣做便控制了彈簧的______和______相同；(3)從表中可以發現，在拉力大小相同的情況下，彈簧B的伸長量總是彈簧A的伸長量的______倍，這表明彈簧的伸長量與原長有關，彈簧原長越長，它的伸長量就越______。進一步的實驗表明，在其它因素一樣的情況下，彈簧的伸長量與其原長成正比；(4)從表中還可以看出，對于同一根彈簧，在彈性限度內，它的伸長量x與所受的拉力F成正比，寫成數學表達式即，其中常數k與彈簧的材料、原長及粗細有關。設彈簧A的常數為kA，那么彈簧B的常數kB=______；若把彈簧A剪成長度相等的兩半，則與每半根彈簧相對應的常數k'=______；【答案】

2

材料

粗細

2

長

2【詳解】(1)[1]甲乙兩次實驗彈簧材料、粗細相同，原長不同，改變拉力大小，對比伸長量的大小關系，這是探究彈簧伸長量與原長的關系，故是研究猜想2的。(2)[2][3]兩根彈簧串接起來得到彈簧B，故材料、粗細均不變。(3)[4][5]由表中數據可知在拉力大小相同的情況下，彈簧B的伸長量總是彈簧A的伸長量的2倍，這表明彈簧的伸長量與原長有關，彈簧原長越長，它的伸長量就越長。(4)[6]由表格中數據可知當F相同時[7]通過以上計算發現兩根相同的彈簧串聯起來后常數k是原來一根的，那么逆過來思考得到若把彈簧A剪成長度相等的兩半，則與每半根彈簧相對應的常數10．田老師和梁老師在探究影響滑動摩擦力大小的因素時，田老師利用一些實驗器材設計了如圖所示的四次實驗，已知A的重力為12N。(1)實驗前，需要在______方向對彈簧測力計進行調零；(2)如圖甲，根據______的原理可知，向左拉動木板，當A靜止后，A受到的______（選填“靜”或“滑動”）摩擦力就等于彈簧測力計的示數。實驗中，若加速拉動木板，則測得的A的摩擦力______（選填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）。(3)在圖甲所示的實驗中彈簧測力計的示數為______N，物體A所受滑動摩擦力方向______；(4)由圖______兩次實驗，可以探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。(5)由甲、丙兩圖的實驗結論可知，丁圖中氫氣球對A向上的拉力為______N。(6)同組的梁老師另外提出了一個改進方案，如下圖所示。她將彈簧測力計（已在豎直方向調零）的掛鉤通過細線固定在地上，同時把彈簧測力計的圓環通過細線與滑塊相連，梁老師水平向左勻速拉動滑塊下方的木板，讀出彈簧測力計的示數記為滑塊受到的滑動摩擦力，則用這種方法測出的摩擦力將比真實值______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。此過程中，梁老師的拉力F______彈簧測力計的示數（選填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】

水平

二力平衡

滑動

不受影響

2.4

向左

甲、乙

2

偏小

大于【詳解】(1)[1]因為所測的摩擦力是水平方向的，故實驗前需要在水平方向對彈簧測力計進行調零。(2)[2][3]如圖甲所示，向左拉動木板，當A靜止后（相對于墻壁靜止，相對于木板向右滑動），根據二力平衡的原理可知，A受到的滑動摩擦力就等于彈簧測力計的示數。[4]因為滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，實驗中，若加速拉動木板，壓力與接觸面的粗糙程度均沒有改變，則測得的A的摩擦力不受影響。(3)[5]由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.2N，示數為2.4N。[6]因為向左拉動木板，所以物體A相對于木板向右滑動，物體A所受滑動摩擦力方向向左。(4)[7]要探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，應控制壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，故應選擇甲、乙兩圖。(5)[8]對比甲、丙兩圖可知，接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力與壓力成正比。對比甲、丁得則丁圖中物體A對木板的壓力，結合A的重力可知氫氣球對A向上的拉力為2N。(6)[9]如圖所示，由于彈簧測力計自身有重力，當拉動木板，滑塊相對于桌面靜止后，滑塊受到的摩擦力等于彈簧測力計的示數加上彈簧測力計的重力，所以這種方法測出的摩擦力將比真實值偏小。[10]圖中梁老師的拉力F要克服滑塊與木板的摩擦力和桌面與木板的摩擦力，所以梁老師的拉力F大于彈簧測力計的示數。11．小明學習了“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗后，做了如下實驗：找來同種材質、體積相等且質量都為600g的A、B兩個木塊，放在同一長木板上進行實驗。實驗中保證水平勻速拉動彈簧測力計，實驗過程如圖。(1)測量摩擦力大小依據的原理是_____(2)如圖甲中木塊運動的速度大小為v1，圖乙中木塊運動的速度大小為v2，實驗過程中。關于v1和v2的大小，下列說法正確的是_____（填選項字母）。A．v1一定大于v2B．v1一定小于v2C．v1一定等于v2D．v1可以大于、等于或小于v2(3)如圖丁中拉動木塊A、B一起勻速運動，拉力F4的大小為_____N。(4)比較如圖甲、丙或乙、丁，可以得出：B的表面比A的表面更_____。【拓展】在物理學中，我們把兩個木塊間的滑動摩擦力與壓力的比值稱為這兩個接觸面間的“動摩擦因數”，用符號μ表示。木塊A與長木板間的動摩擦因數大小為_____已知A、B兩個木塊之間的動摩擦因數大小為0.4，在如圖丁所示實驗中，若用拉力將木塊B勻速抽出，同時用水平向左的拉力F作用在木塊A上使其位置保持不變，則拉力的大小為_____N（提示；木塊B的上下表面均存在滑動摩擦力）。【答案】

二力平衡

D

4.4

粗糙

0.3

6.8【詳解】(1)[1]只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，根據二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小。(2)[2]圖甲和乙都拉物體在水平方向做勻速運動，而摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，與物體的運動速度無關，故v1可以大于、等于或小于v2，故ABC錯誤，D正確。故選D。(3)[3]由題意，根據丙圖，因為木塊B做勻速直線運動，所以在水平方向上木塊B受平衡力，長木板對木塊B的摩擦力和彈簧測力計對木塊B的拉力是一對平衡力，，則長木板對木塊B的摩擦力為丙丁相比，接觸面粗糙程度相同，丁中壓力為丙的2倍，根據接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力與壓力大小成正比，所以丁圖中，木塊B受到的摩擦力為丁圖中彈簧測力計沿水平方向拉動木塊A、B一起勻速運動，木塊A、B之間無摩擦，木塊B在水平方向上受平衡力，長木板對木塊B的摩擦力和彈簧測力計對木塊B的拉力是一對平衡力，所以彈簧測力計的拉力的大小為(4)[4]比較如圖甲、丙或乙、丁可知，壓力相同，丙或丁圖中的彈簧測力計示數更大，故可知，木塊B的表面更粗糙。[5]木塊A的重力木塊A處于水平面上，木塊A對長木板的壓力由甲圖知，木塊A與長木板間的動摩擦因數大小為[6]已知A、B兩個木塊之間的動摩擦因數大小為0.4，在如圖丁所示實驗中，若用拉力將木塊B勻速抽出，同時用水平向左的拉力作用在木塊A上使其位置保持不變，B受到A施加的水平向左的摩擦力及長木板施加的水平向左的摩擦力，B受到A施加的水平向左的摩擦力大小為而，因為木塊B勻速抽出，所以木塊B此時受力平衡，的大小等于木塊A對木塊B的摩擦力與長木板對木塊B的摩擦力之和，即12．小云在探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關時，提出了以下猜想。猜想一：滑動摩擦力的大小與壓力大小有關；猜想二：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關；猜想三：滑動摩擦力的大小與物體的面積有關。據此她設計了下面的實驗驗證上述猜想。如圖所示，A、B是材料和各面粗糙程度均相同，但體積大小不同的長方體。（1）她用彈簧測力計拉動物體A，應使物體A沿水平方向做___________直線運動；根據_____的知識可知此時物體A所受摩擦力大小等于彈簧測力計示數。（2）由圖甲、乙可知，小云驗證的是猜想___________。（選填“一”、“二”或“三”）（3）實驗中小云發現，提升彈簧測力計時很難保持勻速，彈簧測力計示數始終不穩定，為了能得到相對準確的數據，你有什么改進意見嗎_______？（可以適當增加或改進器材）【答案】

勻速

二力平衡

一

見解析【詳解】(1)[1][2]她用彈簧測力計拉動物體A，應使物體A沿水平方向做勻速直線運動，根據二力平衡的知識可知此時物體A所受摩擦力大小等于彈簧測力計示數；(2)[3]從圖甲、乙可以看到，接觸面的粗糙程度相同，物體的面積也相同，只是正壓力不同，圖甲的是物體A的重力，圖乙的是物體A和B的重力之和，所以小云驗證的是猜想一；(3)[4]可以把彈簧測力計的一端固定在墻壁，另一端與物體A相連，在物體A下端墊一塊相同的木板，用手抽出木板，那么不管木板移動的速度如何，彈簧測力計的示數都是等于滑動摩擦力的大小，這樣就可以進行實驗探究。13．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景．（1）小華將系于小卡片兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________，并通過調整_____________

來改變拉力的大小．（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片_________（能/不能）平衡．設計此實驗步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足___________________的條件．（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，小華下一步的操作是將卡片_____________．（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小明的實驗，其主要原因是能減少木塊受到的_____________對實驗的影響．（5）小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態包括靜止和勻速直線運動狀態，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小明提出了自己的實驗方案：用彈簧測力計拉著鉤碼在________（水平方向/豎直方向/任意方向）做勻速直線運動，根據觀察到彈簧測力計的讀數________________的現象，可以得出結論：物體靜止時的二力平衡條件同樣適用于物體處于勻速直線運動狀態．【答案】

相反

鉤碼的數量

不能

作用在同一條直線上

剪成兩半

摩擦力

豎直方向

不變【詳解】因為力的三要素為大小、方向、作用點，要探究二力平衡的條件，就要圍繞著這三個因素分別進行，分別通過改變力的大小、方向、作用點，觀察研究對象能否保持平衡，以及在什么情況下保持平衡，保持平衡時力的大小、方向、作用點有何特點，從而得出二力平衡條件．實驗中卡片受到的拉力大小是通過改變鉤碼的重力，改變作用給繩子的拉力大小的，所以改變鉤碼的數量可以改變拉力大小．小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片不能平衡．而平衡時，兩邊的繩子又在一條直線上，說明了兩個力平衡必須滿足“作用在同一條直線上“的條件．由于我們研究的是二力平衡的條件，所以要盡量減小其他力的影響．小明將木塊放在水平桌面上時，木塊受到桌面的摩擦力較大，對實驗的影響較大，所以不如小華的科學．靜止和勻速直線運動是平衡狀態的兩種形式，二力平衡條件適用．14．閱讀短文，回答問題。失重現象在一次太空知識講座中，老師讓同學們做一個實驗：用彈簧測力計豎直懸掛一個重物，分別使重物處于靜止和勻速下降，再讓其加速下降。同學們發現，重物在靜止和勻速下降時，彈簧測力計的示數相同，就等于物體所受的重力；而加速下降時，卻看到彈簧測力計的示數明顯減小，好像物體的重力突然間減小了。老師解釋說：“這在物理學上稱為失重現象，失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉力小于物體實際所受重力的現象，如當人們乘電梯加速下降時，人對電梯地面壓力就小于人受到的重力。”小明在老師指導下到電梯內做失重實驗，如圖甲，他將一個體重秤放在電梯水平地面上，然后站上秤臺，如圖乙所示，在電梯向下運動的過程中，他記錄下體重秤在不同時間段的示數及對應的時間，描繪出了體重秤的示數隨時間t的變化圖像，如圖丙所示，已知小明的實際質量為60kg。課后小明和同學們查資料還了解到：當電梯更快向下加速時，體重秤的示數為零，我們稱這種現象為完全失重。請回答以下問題：（1）電梯靜止時，小明的重力為_____N；（2）由圖丙可知，小明在_____時間段內處于失重狀態；（3）物體處于完全失重狀態，是指物體_____；A．質量為零B．重力為零C．受到的支持力或拉力為零D．以上都為零（4）航天飛機在太空中飛行，宇航員處于失重狀態，他們要鍛煉身體，可行的是_____；A．舉啞鈴B．