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实验8 探究阻力对物体运动的影响基础考点梳理（1）实验装置【分析现象】 水平面越光滑，小车的速度减小得越慢，运动距离越远 ；【实验结论】①运动物体受到的阻力越大，运动的越近，阻力越小，运动得越远。②若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。【实验方法】：①控制变量法：控制小车从斜面上 同一高度处 由静止释放，使小车到斜面底端时具有 相同的初速度 ；②转换法：通过小车在水平面上 滑行距离的长短 来间接判断小车所受阻力大小；③实验推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将 不会减小 ，将永远做 匀速直线运动 ；【交流与讨论】（3）小车到达斜面底端继续前行的原因：小车具有 惯性 ；（4）小车最终会停下来的原因：受到 摩擦阻力（非平衡力） 的作用；（5）牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；（6）牛顿第一定律得到的方法：在大量 经验事实 的基础上，通过科学的 推理 总结归纳出来的， 不能直接 由实验得到。（7）对牛顿第一定律的理解：力不是 维持 物体运动状态的原因，力是 改变 物体运动状态的原因。（8）对小车受力情况的判断：小车在水平面上运动时 重力 和 支持力 相互平衡，水平方向上受到阻力的作用，做 减速 直线运动；（9）小车在运动过程中做功与能量转化：从斜面顶端滑动到水平面的过程中，重力势能转化为 动能和内能 ；从水平面运动到静止的过程中，动能转化为内能， 机械能不守恒 ，但能量的总量 不变 ；小车在三种不同的水平面上克服阻力做功的关系：，功率：（依次为毛巾、棉布和木板）。【评估】（1）本实验选用小车而不选用木块的原因是：相同条件下，小车受到的阻力较小，实验现象较明显.（2）小车到达水平面后最终停下来的原因是：小车在水平面上受摩擦力的作用，力能改变物体的运动状态.典型例题赏析实验结论：（1）在其他条件相同时，平面越光滑，滑块受到的阻力越小，滑块前进的距离越远．（2）假如水平面足够光滑（完全没有摩擦阻力），滑块的速度不会减小，滑块将做匀速直线运动．1.实验小组为探究“阻力对物体运动的影响”，设计了如图所示的斜面实验，让小车从斜面上滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离．（1）实验时要固定斜面，分别将小车从斜面上 同一 位置由 静止 释放，目的是保证小车到达斜面底端的 初速度 相同．（2）本实验通过 木块在水平面上滑行距离大小 来判断阻力对小车运动的影响.（3）分析实验现象可知：水平面越光滑，运动的小车所受的阻力 小 ，速度减小得 慢 ，小车向前滑行的距离 远 ．并进一步推测：若水平面完全光滑且足够长，小车将一直做 匀速直线运动 ，表明物体的运动不需要（选填“需要”或“不需要”）力来维持；（4）（现象分析）（2022武汉）实验中，小车在水平面上最终都会静止下来，说明力可以改变物体的 运动状态 ．（5）从能量转化的角度看，小车在水平面上克服阻力所做的功 三次一样多 （选填“在毛巾上更多”、“在棉布上更多”、“在木板上更多”或“三次一样多”），小车在水平面上克服阻力做功的功率大小关系 在毛巾上最大（选填“在毛巾上最大”、“在棉布上最大”、“在木板上最大”或“三次一样大”）；（6）小组的小芋同学思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，假设受到的力全部消失，自己将处于怎样的运动状态呢？你认为下列选项中正确的是 D （图中的黑点表示小芋）A．做匀速圆周运动B．做匀速直线运动C．继续来回摆动D．保持静止状态（7）若让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，则还可以探究小车的 ②④ 关系（选填序号）.①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度.（8）小芋想测出小车在毛巾表面运动时所受阻力的大小，请你利用合适的实验器材，帮她写出实验步骤： 使用弹簧测力计水平匀速拉动小车，则弹簧测力计的示数就代表物体所受摩擦力大小 。（9）（操作评估）（2021苏州改编）组内小明实验时，小车仅在木板表面滑行时滑出了木板右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答： 不需要 （选填“需要”或“不需要”）.（10）（方案设计）（2022舟山改编）实验结束后小明提出了一个疑问“物体运动时受到的阻力是否与速度大小有关”，于是他设计了实验方案：在水平木板上 不铺材料 （选填“不铺材料”或“铺毛巾、棉布等不同材料”），让小车从斜面上的 同一 高度由静止开始滑下．2．在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，小明使用的器材有斜面、毛巾、棉布、木板、小车和刻度尺。（1）实验时固定斜面，每次要让小车从斜面上 　同一　（选填“同一”或“不同”）高度由静止释放，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离并记录测量结果。（2）第二次实验中，小车在棉布表面上滑行时停止位置如图甲所示，则小车滑行的距离为 　31.20　cm。（3）第三次实验中，小明发现小车在木板表面上滑行时滑出了右端，如图乙所示，他是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：　不需要　（选填“需要”或“不需要”）（4）该实验结束后，小明又增加了小木块和钩码，设计了探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，图丙所示是探究动能与 　速度　的关系。本实验中用木块被撞击后移动距离的长短来反映小车动能的大小，下列实验中所用的研究方法与此相同的是 　②　（选填序号）。①用磁感线来描述磁场的分布特点②根据温度计玻璃管中液柱长度的变化来判断温度的变化③逐渐抽出玻璃罩内空气后听到罩内闹钟铃声逐渐变小，据此推理得出真空不能传声【解答】解：（1）由控制变量法，实验时固定斜面，每次要让小车从斜面上同一高度由静止释放，控制小车下滑到水平面的速度相同，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离并记录测量结果。（2）第二次实验中，小车在棉布表面上滑行时停止位置如图甲所示，则小车滑行的距离为31.20cm。（3）第三次实验中，小明发现小车在木板表面上滑行时滑出了右端，可知小车在木板上通过的距离最长，如图乙所示，不需要重做本实验以获取可靠的证据；（4）图丙中，小车的质量相同，下滑的高度不同，下滑到水平面的速度不同，故探究动能与速度的关系。本实验中用木块被撞击后移动距离的长短来反映小车动能的大小，采用了转换法：①用磁感线来描述磁场的分布特点，采用了模型法；②根据温度计玻璃管中液柱长度的变化来判断温度的变化，采用了转换法；③逐渐抽出玻璃罩内空气后听到罩内闹钟铃声逐渐变小，据此推理得出真空不能传声，采用了推理法。故选：②。故答案为：（1）同一；（2）31.20；（3）不需要；（4）速度；②。3．如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验。（1）为完成本实验，应选用 　相同　（相同/不同）的小车，从斜面 　相同　（相同/不同）高度由静止下滑。（2）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板表面上滑行的距离最长。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 　慢　（选填“快”或“慢”）。进一步推理得出：如果小车在水平面运动时受到的阻力为零，它将做 　匀速直线　运动。（3）如图乙是小车在不同物体表面上运动时，速度与时间的变化图线，其中属于在木板上运动图线的是 　A　（填下列选项）。A.aB.bC.c（4）上述实验中，小车分别在毛巾和木板表面运动时，克服阻力做功分别为Wf1，和Wf2：则Wfl　＝　Wf2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。【解答】解：（1）根据控制变量法，为完成本实验，应选用相同的小车，从斜面相同高度由静止下滑，保证小车下滑到水平面的速度相同；（2）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板表面上滑行的距离最长。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理得出：如果小车在水平面运动时受到的阻力为零，小车的速度不会减小，它将做匀速直线运动。（3）如图乙是小车在不同物体表面上运动时，速度与时间的变化图线，因小车在木板上速度减小得最慢，其中属于在木板上运动图线的是a，故选：A。（4）上述实验中，小车下滑到水平面的速度相同，最终的速度为0，小车动能变化量相同，故小车分别在毛巾和木板表面运动时，克服阻力做功分别为Wf1，和Wf2：则Wfl＝Wf2。故答案为：（1）相同；相同；（2）慢；匀速直线运动；（3）A；（4）＝。4．2022年3月23日，在中国空间站进行的“天宫课堂”第二课中，王亚平将一个“冰墩墩”向前抛出，以此来验证牛顿第一定律。小宇用图示的装置，探究“阻力对物体运动的影响”：（1）实验时要固定斜面，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，这是为了使小车到达水平面时的 　速度　相同；（2）如图，若实验中小车仅在木板表面上滑出了右端，　不需要　（需要/不需要）重做本实验以获取可靠的证据；（3）本实验中，阻力对小车运动的影响是通过小车在水平面上 　通过的距离　来反映的；（4）在空间站中，物体处于失重状态（相当于不受重力作用），“冰墩墩”被抛出后会沿抛出方向做近似匀速运动，直观展示了它 　具有　（受到/没有/具有）惯性；在地面上水平抛出“冰墩墩”，重力作用会改变它的 　运动状态　，使其沿曲线落到地面；（5）补充探究“小车在水平面上滑行的距离跟它的质量是否有关”时，用图乙装置进行了如下实验：在小车中放置数量不等的钩码，每次都让小车从斜面顶端自由滑下，记录小车的质量以及它在水平面上滑行的距离，数据如下表，分析数据可知，小车在水平面上滑行的距离跟它的质量 　无关　（有关/无关）。小车质量/kg 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40小车滑行距离/m 0.42 0.42 0.43 0.42 0.43【解答】解：（1）实验时要固定斜面，由控制变量法，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，这是为了使小车到达水平面时的速度相同；（2）如图，若实验中小车仅在木板表面上滑出了右端，可知，在木板上通过的距离最长，不需要重做本实验以获取可靠的证据；（3）本实验中，根据转换法，阻力对小车运动的影响是通过小车在水平面上通过的距离来反映的；（4）一切物体在任何情况下都有惯性；力是改变物体运动状态的原因，在地面上水平抛出“冰墩墩”，重力作用会改变它的运动状态，使其沿曲线落到地面；（5）分析表中数据，考虑到误差因素，小车滑行距离不随质量的增大而变化，故可知小车在水平面上滑行的距离跟它的质量无关。故答案为：（1）速度；（2）不需要；（3）通过的距离；（4）具有；运动状态；（5）无关。5．在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中。小多设计了以下实验：让小车从斜面的顶端静止滑下，观察小车在不同表面滑动的距离。（1）每次实验时都让小车由静止开始从斜面顶端滑下，目的是 　使小车到达水平面时具有相同的速度　。（2）如图2的甲、乙、丙三个图是实验时用传感器和示波器记录并反映的小车在斜面和三种不同的水平表面的“速度﹣路程”图象。在图丁中，小车仍从同一斜面顶端静止释放，假设水平面上阻力为零，画出小车在斜面和水平表面的“速度﹣路程“图象。（3）实验发现小车在木板表面运动的距离最长，在毛巾表面运动的距离最短。在两种情况下，小车的惯性是 　一样　的（选填“一样”或“不一样”）。【解答】解：（1）实验时，每次都让小车从斜面的顶端滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的速度；（2）小车仍在同一斜面顶端静止释放，小车的速度越来越大，在水平面上若阻力为零，根据牛顿第一定律可知，小车将做匀速直线运动，“速度﹣路程”图象如下所示：（3）惯性的大小只与物体的质量有关，两种情况下，小车的惯性是一样的。故答案为：（1）使小车到达水平面时具有相同的速度；（2）见解答图；（3）一样。6．（1）如图1，某同学测物体长度时的两种情况，物体长度正确读数是 　2.50cm　cm。（2）如图2，用天平测量某液体的质量。放物体前在调节横梁平衡时，如图甲所示，需将平衡螺母向 　左　调节，称量平衡后如图乙所示，已知烧杯和液体的总质量是 　63　g。（3）如图3所示，体温计读数是 　37.8℃　。（4）在研究阻力对物体运动的影响。如图4所示甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布，丙木板上不铺任何材料，让小车从相同斜面同一高度由静止开始滑下，观察现象。回答下列问题：①科学实验需要控制变量。在本实验中，每次实验都让小车从相同斜面的同一高度由静止开始滑下，这是为了使小车到达水平面的 　速度相同　。如图5所示能够准确反映图4中小车在斜面上从静止释放直到到达水平面的运动情况的是 　C　。（填字母）②上述实验可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证据是 　小车在丙木板上运动的距离最远　。根据此结论，在雨雪天驾驶汽车应适当 　增大　（选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。【解答】解：（1）由图知：刻度尺的分度值是1mm；起始位置对应的刻度值是0.00cm，末端对应的刻度值是2.50cm，物体的长度为2.50cm；（2）调节天平横梁平衡时，发现天平指针偏右，应当将横梁左右两端的平衡螺母向左调节，或一端的平衡螺母向左调节，直至横梁平衡；由乙图知，标尺的分度值为0.2g，所以液体和烧杯的总质量等于50g+10g+3g＝63g；（3）由图可知，体温计的分度值是0.1℃，此时体温计的读数是37.8℃；（4）①小车从相同斜面的同一高度由静止开始滑下，这是为了使小车到达水平面的速度相同；A中，通过的距离不变，故A不符合题意；B中，通过的距离与时间成正比，做匀速直线运动，故B不符合题意；C中，小车从斜面顶端由静止滑下后做加速运动，速度变大，图C中，相同时间通过的距离变大，故C符合题意；D中，速度不变，故D不符合题意；②由实验现象可知，小车在毛巾表面运动的距离最近，在丙木板表面运动的距离最远，据此可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论；所以，在雨雪天驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离。故答案为：（1）2.50cm；（2）左；63；（3）37.8℃；（4）①速度相同；C；②小车在丙木板上运动的距离最远；增大。7．两千多年前，亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因。下面我们就通过实验和科学家的研究历程来判断这个观点是否正确。（1）使小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在毛巾表面上移动的距离。再分别换用棉布和木板表面进行两次实验，实验现象如图1所示。①每次都使小车从斜面顶端由静止滑下，目的是使小车每次到达水平面时 　初速度　相同。②根据实验现象可以得出：小车受到的阻力越小，运动的距离 　远　。（2）十六世纪末，伽利略已通过类似实验和推理得出结论：如果运动的物体没有阻力的影响，它将在水平面上一直运动下去。因此，物体运动 　不需要　（选填“需要”或“不需要”）力来维持。图2是伽利略的实验和推理示意图，属于推理的是 　甲　（选填“甲”或“乙”）。（3）后来，笛卡尔进一步完善了伽利略的观点：如果运动的物体不受力的作用，它将以同一速度沿直线运动。十七世纪初，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？　牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，而笛卡尔的观点中，只涉及到了物体做匀速直线运动的情况，没有提及静止物体的运动规律，所以这是他的观点的不足之处　。（4）上述实验及科学家研究成果给予我们的启示是 　B　。（将正确说法前的字母填写在横线上）A.科学定律都可以通过实验直接得出B.科学推理是科学研究的方法之一C.大多数人认同的观点就是正确的观点D.普通人观点可以质疑，科学家观点不可以质疑【解答】解：（1）①为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；②小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远；（2）如果运动的物体没有阻力的影响，它将在水平面上一直运动下去。说明物体运动不需要力来维持。图乙是伽利略的实验示意图，图甲是伽利略的推理示意图；（3）牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，而笛卡尔的观点中，只涉及到了物体做匀速直线运动的情况，没有提及静止物体的运动规律，所以这是他的观点的不足之处；（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的，即科学推理也是科学研究的方法之一。故答案为：（1）①初速度；②远；（2）不需要；甲；（3）牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，而笛卡尔的观点中，只涉及到了物体做匀速直线运动的情况，没有提及静止物体的运动规律，所以这是他的观点的不足之处；（4）B。8．在物理实践活动中，“航迷”小组的同学们对“运动物体所受空气阻力与运动速度的关系”进行了探究。他们取一次性纸杯作为研究对象，用“频闪摄影”的方法测量一次性纸杯在空气中自由直线下落时的下落距离和下落时间。（1）在相同条件下，同学们进行了以下实验：①测量一只一次性纸杯在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表格中，并且画出了“下落距离一时间”图线，如图中的图线1；②将几只一次性纸杯叠放在一起，测出它们在不同时刻下落的距离，画出“下落距离一时间”图线，如图中的图线2；③继续增加一次性纸杯的数量，重复上面的实验，画出“下落距离一时间”图线，如图中的图线3。下落时间t/s 0.00 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4下落距离s/m 0.000 0.036 0.467 0.957 1.447 1.937 x（1）分析比较图线1、2、3，在最后阶段，　3　图线对应的一次性纸杯速度最大，　3　图线对应的一次性纸杯受到的空气阻力最小；（2）分析图中的图线1，推算表格中x的值应为　2.427　m；（3）实验后，同学们查阅资料得知跳伞运动员在跳伞过程中，当打开降落伞后，跳伞员和降落伞受到的阻力f与速度v的关系满足f＝kv2，（k为常量，k＝50N s2/m2）；若运动员和降落伞的总质量为125kg，则从足够高的高处跳下，降落伞在下降过程中的最大速度是　5　m/s。（g＝10N/kg）【解答】解：（1）物体匀速直线运动时，s﹣t图线是一条倾斜的直线，直线倾斜的程度越大，的值越大，即速度越大；分析图像可知：在最后的阶段，图线3的对应的直线倾斜程度最大，即的值最大，速度最大；当纸杯做匀速直线运动时，所受到的阻力与重力是一对平衡力，大小相等，f＝F＝G；图线3的纸杯重力最大，所以受到的阻力最大；（2）根据表格中的数据可知，在0.8s～1.2s内，时间是1.2s﹣0.8s＝0.4s，路程是0.957m﹣0.467m＝0.49m；在1.2s～1.6s内，时间是1.6s﹣1.2s＝0.4s，路程是1.447m﹣0.957m＝0.49m；在1.6s～2.0s内，时间是2.0s﹣1.6s＝0.4s，路程是1.937m﹣1.447m＝0.49m；即相同时间内，运动的路程相同，由公式v＝可知做匀速直线运动，因此，在2.0s～2.4s内，时间是2.4s2.0s＝0.4s，路程也应该是0.49m，所以第2.4s对应x值应该是1.937m+0.49m＝2.427m；（3）运动员和降落伞的总质量为80kg，则总重力G＝mg＝125kg×10N/kg＝1250N，降落伞达到最大速度时有f＝F＝G＝1250N，即f＝kv2＝50N s2/m2×v2＝1250N，解得，v＝5m/s。故答案为：（1）3；3；（2）2.427；（3）5。

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