题目内容
故答案为:方向;作用点.
李明小组在“探究影响塑料刻度尺形变的因素”中选用一长50cm的刻度尺,将其一端固定在桌边上,研究力的三要素,即力的大小、______和______对力的作用效果的影响.
(一) 实验中,在研究力的大小对形变的影响时,李明在塑料尺的同一点、用手沿竖直向下方向施加不同大小的力.物理学中把这种研究问题的方法叫“控制变量法”,下列四个研究实例中,应用到这一方法的是
A.可从物体发生形变或运动状态发生改变来判断物体受到力的作用
B.探究压力作用效果时,先保持受力面积相同研究压力对作用效果的影响,再保持压力不变研究受力面积对作用效果的影响
C.测量木块受到桌面的摩擦力时,用弹簧秤沿水平方向匀速拉动木块,弹簧秤的示数等于木块受到的摩擦力
D.探究阻力对物体运动的影响时,根据实验得出“小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长”的实验事实,设想小车在绝对光滑水平面上运动,小车将一直做匀速运动
(二) 实验中,李明发现沿竖直向下方向作用在同一点的力越大,塑料尺弯曲得越______(选填“大”或“小”).他们对这一现象产生了浓厚的兴趣,课后用弹簧对“影响弹簧形变大小的因素”进行定量研究.对此研究问题他们提出以下猜想:
猜想1:弹簧形变大小可能跟外力的大小成正比;
猜想2:弹簧形变大小可能跟弹簧的横截面积成反比;
…
(1)为验证猜想1,李明应选用以下实验器材中的哪些进行实验 (______)
(A) 一根长约10cm的弹簧; (B) 几个长度、横截面积、制造材料均不相同的弹簧;
(C) 刻度尺; (D) 天平; (E) 量筒; (F) 铁架台; (G) 质量均为100g的小钩码7个.
(2)李明用如图所示装置验证猜想1.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩码(每个钩码质量100g),并逐个增加钩码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(g=10N/kg)
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
标尺刻度/10-2 m | 15.0 | 19.0 | 23.0 | 27.0 | 31.0 | 35.0 | 42.0 | 55.0 |
伸长量x/10-2 m | 0 |
②根据所测数据,在坐标纸上作出弹簧伸长量x与拉力F的关系图象.
③根据所测得的数据和图象,能够验证猜想1吗?请你利用实验数据和图象进行分析论证,写出实验结论.
(3)对李明提出的问题,除了他的猜想外,请你再提出一个猜想.
(一) 实验中,在研究力的大小对形变的影响时,李明在塑料尺的同一点、用手沿竖直向下方向施加不同大小的力.物理学中把这种研究问题的方法叫“控制变量法”,下列四个研究实例中,应用到这一方法的是
A.可从物体发生形变或运动状态发生改变来判断物体受到力的作用
B.探究压力作用效果时,先保持受力面积相同研究压力对作用效果的影响,再保持压力不变研究受力面积对作用效果的影响
C.测量木块受到桌面的摩擦力时,用弹簧秤沿水平方向匀速拉动木块,弹簧秤的示数等于木块受到的摩擦力
D.探究阻力对物体运动的影响时,根据实验得出“小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长”的实验事实,设想小车在绝对光滑水平面上运动,小车将一直做匀速运动
(二) 实验中,李明发现沿竖直向下方向作用在同一点的力越大,塑料尺弯曲得越______(选填“大”或“小”).他们对这一现象产生了浓厚的兴趣,课后用弹簧对“影响弹簧形变大小的因素”进行定量研究.对此研究问题他们提出以下猜想:
猜想1:弹簧形变大小可能跟外力的大小成正比;
猜想2:弹簧形变大小可能跟弹簧的横截面积成反比;
…
(1)为验证猜想1,李明应选用以下实验器材中的哪些进行实验 (______)
(A) 一根长约10cm的弹簧; (B) 几个长度、横截面积、制造材料均不相同的弹簧;
(C) 刻度尺; (D) 天平; (E) 量筒; (F) 铁架台; (G) 质量均为100g的小钩码7个.
(2)李明用如图所示装置验证猜想1.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩码(每个钩码质量100g),并逐个增加钩码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(g=10N/kg)
钩码个数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
标尺刻度/10-2 m | 15.0 | 19.0 | 23.0 | 27.0 | 31.0 | 35.0 | 42.0 | 55.0 |
伸长量x/10-2 m |
②根据所测数据,在坐标纸上作出弹簧伸长量x与拉力F的关系图象.
③根据所测得的数据和图象,能够验证猜想1吗?请你利用实验数据和图象进行分析论证,写出实验结论.
(3)对李明提出的问题,除了他的猜想外,请你再提出一个猜想.
【典型例题点评】
例1:(05.宿迁)某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表:
实测 物体 | 物体质量 m(kg) | 重力 G(N) | 比值G/m (N/kg) | 比值G/m的平均值 (N/kg) |
物体1 | 0.1 | 0.99 | 9.9 | |
物体2 | 0.2 | 1.96 | 9.8 | |
物体3 | 0.3 | 2.91 | 9.7 |
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 和 ;
(2)在上表空白处填出比值G/m的平均值;
(3)分析表中实验数据,得出结论是: 。
分析与解:要探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”(1)首先必须解决如何侧得质量和重力。所以需要的测量工具有:天平和测力计。(2)G/m的平均值为:9.8。(3)由于侧得的G/m比值保持不变,说明物体的重力与质量成正比。
点评:这一题主要考察考生实验的基本技能:主要有三个方面:仪器的选取,实验数据的处理以及根据侧得的数据进行推理,得出结论的能力。
例2:(05.大连)为了测定木块所受到的摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示,实验中不计弹簧测力计的重力。
甲方案:在水平实验桌面上将木版用线拉住,通过弹簧侧力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动。
乙方案;将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动。
(1)从实验操作方面考虑,应选择 方案,简述你的理由。
(2)从实验误差方面考虑,应选择 方案,简述你的理由。
分析与解:原理:甲方案:对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的,只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等。乙方案:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力。
- 从实验操作方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动,不容易。乙方案,只需要拉动木板运动就行,不需要保持匀速运动。
- 从实验误差方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确。乙方案中,弹簧秤是静止的,读数容易读得准确。
点评:一个实验设计,必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则。这一考题正是考察考生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力。
例3:(05.温州)朱启南在雅典奥运会上打破男子10米气步枪世界记录并获得冠军。比赛中,他射出的子弹在空中高速飞行。下列对空中飞行的子弹受力分析正确的是
A、受到重力和空气的阻力 B、只受到空气的阻力
C、只受到枪膛内高温燃气的推力 D、只受到朱永启南的推力
分析与解:子弹飞出枪膛之前,受到枪膛内高温燃气的推动,子弹飞出枪膛以后,枪膛内高温燃气的推力就消失,子弹在空中高速飞行时,受到重力和空气阻力。
正确答案:A
点评:对空中飞行的物体进行受力分析时,往往只受重力和阻力作用,如果是质量较大低速运动的物体如投掷出去的铅球,空气阻力可以不记的。而向上的冲力或惯性力这些力,都是不存在的。
例4(05.北京)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆,如图12-2所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是( )
- L始终在增加,FL始终在增加
- L始终在增加,FL始终在减小
- L先增加后减小,FL始终在减小
- L先减小后增加,FL先减小后增加
分析与解:当吊桥被吊起的过程中,如图12-3中虚线位置(1)所示,吊桥重力的力臂l在减小,而吊绳的拉力的力臂L却在增大,根据杠杆的平衡条件:FL=Gl可知,FL在减小;当吊桥被吊到虚线位置(2)的过程,重力的力臂l变小,所以FL也在变小,而F的力臂L则由大变小。
正确答案:C
点评:解决杠杆的问题,必须先确定杠杆的五要素,再根据题目的已知条件,结合杠杆的平衡条件,进行推断。对于动态变化的杠杆问题,(如上题)可以取变化过程中的几个状态进行分析比较,从而得出结论。