题目内容

在探究“物体只受阻力作用时如何运动”的基础上，我们得出了牛顿第一定律．请回答下列问题：
（1）同一小车分三次从同一斜面的同一高度由静止滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在水平面上开始运动时，具有相同的
初速度
初速度
；使用同一辆小车是为了使水平支持面受到的
压力
压力
相同；
（2）小车在
光滑
光滑
表面上滑行的较远；小车在
粗糙
粗糙
表面上速度变化得较快；
（3）从这个实验中得出的推论是：如果小车没有受到阻力作用，它将做
匀速直线运动
匀速直线运动
．
（4）“牛顿第一定律”
不能
不能
（填“能”或“不能”）用实验直接证明，但是可以经过
概括、推理
概括、推理
而得出，因此该定律是正确的．
分析：（1）本实验影响小车运动距离远近的因素主要有两个：一是摩擦力的大小；二是小车到达水平面的速度大小．因此探究小车滑行的距离与摩擦力的关系时，就必须确保到达水平面时的速度相同．
（2）根据现象可知运动距离最远的表面，根据力是改变物体运动状态的原因可知运动距离最近的表面速度变化最快．
（3）在实验的基础上，加上科学的推理进行归纳：如果运动物体受到的阻力为零，它将会永远运动下去．
（4）现实世界中，不受力的物体是没有的，所以牛顿第一定律是在现实的实验基础上，通过分析、概括、推理得出的．
解答：解：（1）该实验要比较的是小车在阻力不同的路面上滑行的距离，这样就要求我们控制变量：初速度，而从同一点滑下，可以保证每次到达水平面的速度相同，使用同一辆小车是为了使水平支持面受到的压力相同；
（2）物体表面越光滑，阻力越小，滑行距离越远；物体表面越粗糙，对小车的阻力越大，滑行距离越近，速度变化得越快；
（3）从实验可以得出，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远；因此如果小车不受阻力作用，那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去；即运动的小车，当不受到阻力作用时，将保持匀速直线运动．
（4）科学家经过大量类似实验总结出了牛顿第一定律，牛顿第一定律不能用实验直接验证，也不是科学家凭空猜想出来的，它是在实验的基础上，经过进一步概括、推理得出的．
故答案为：（1）初速度；压力；（2）光滑；粗糙；（3）匀速直线运动；（4）不能；概括、推理．
点评：本题是一道实验题，该实验的目的是探究阻力对物体运动的影响，该实验是学习牛顿第一定律的基础．牛顿第一定律是在大量实验的基础上通过分析、概括、推理得出来的．
练习册系列答案
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在《物体的浮与沉》学习中知道若物体浸没在液体中，处于静止状态，则称为悬浮．不少同学认为只要是平衡状态下也可以称为悬浮状态，大林同学提出如果在水中做匀速直线运动的物体会受到液体阻力的作用不可称为悬浮状态，为此全班同学展开了激烈的讨论，最后认为若做匀速直线运动不能算悬浮状态，同时提出物体在液体中所受阻力的大小与什么因素有关．同学们上网查询资料了解到同一物体在同一液体中所受阻力与物体的迎流面积（形状）和物体运动速度有关．为了探究在液体中物体所受阻力的大小的影响因素，同学们借助自制潜水艇进行了下列探究．
（1）让自制潜水艇在水中处于悬浮状态如图A，然后再其底部放置一些体积相同质量忽略不计的泡沫小球（如图B），通过不断调整发现自左向右在底部依次黏贴1个、4个、9个泡沫球，然后使其从水底部浮起，当上浮一段时间进入指定竖直砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录潜水艇的运动过程，如图C是其中一段的示意图．对于在底部黏贴泡沫小球而不是其它地方黏贴的目的是
保证每次实验时物体的迎流面积（或形状）都相同
保证每次实验时物体的迎流面积（或形状）都相同
．

对于图中的这段运动过程，三次潜水艇上浮运动的速度之比是
1：2：3
1：2：3
，他们受到的液体阻力之比是
1：4：9
1：4：9
，由此可以得出的实验结论是
物体在液体中受阻力与物体运动的速度有关
物体在液体中受阻力与物体运动的速度有关
．
（2）为了研究“阻力与迎流面积（形状）的关系”，同学们提出改变迎流面积（形状），利用如图所示的潜水艇由水底同时浮出，比较潜水艇浮出水面的先后顺序即可比较所受阻力的大小，这样的方案
不可行
不可行
（“可行”或“不可行”），请你在图中的虚线框内设计一种改进的方案简图（两个潜水艇模型即可），并作简单说明．说明：
本题中潜水艇是上浮的，因此要设计本题的迎流面积主要看上表面的设计，前提是要求潜水艇两次的体积和重力相同，确保上升时其它条件相同，仅改变阻力大小，再来看运动改变
本题中潜水艇是上浮的，因此要设计本题的迎流面积主要看上表面的设计，前提是要求潜水艇两次的体积和重力相同，确保上升时其它条件相同，仅改变阻力大小，再来看运动改变


（3）在一次实际的操作中，某同学让自制潜水艇以5cm/s的速度匀速直线下潜，至杯底后排出50cm3的水后，该潜水艇以5cm/s的速度进而匀速直线上浮，潜水艇的外壳及体积不发生改变，试求该潜水艇在水中匀速上升时受到的阻力约为
C
C

A．1N            B．0.5N           C．0.25N           D．0N．
我们在探究“物体只受阻力时如何运动”时，将同一小车分别在毛巾、棉布和木板表面上做实验．请回答下列问题：
（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的
重
重
力和
支持
支持
力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受到水平方向上的摩擦力．
（2）同一小车分三次从同一斜面的同一高度滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在平面上开始运动时，具有相同的
速度
速度
；使用同一辆小车是为了使水平支持面受到的
压力大小
压力大小
相同．
（3）小车在
木板
木板
表面上滑行的最远；小车在
毛巾
毛巾
表面上速度变化得最快．
（4）从这个实验中得出的推论：如果小车没有受到阻力作用，它将
做匀速直线运动
做匀速直线运动
．
我们在探究“物体只受阻力时如何运动”时，将同一小车分别在毛巾、棉布和木板表面上做实验．请回答下列问题：
（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的______力和______力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受到水平方向上的摩擦力．
（2）同一小车分三次从同一斜面的同一高度滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在平面上开始运动时，具有相同的______；使用同一辆小车是为了使水平支持面受到的______相同．
（3）小车在______表面上滑行的最远；小车在______表面上速度变化得最快．
（4）从这个实验中得出的推论：如果小车没有受到阻力作用，它将______．

【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。

  1. 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。
  2. 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(   ) 

  1. L始终在增加，FL始终在增加      
  2. L始终在增加，FL始终在减小 
  3. L先增加后减小，FL始终在减小    
  4. 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。

我们在探究“物体只受阻力时如何运动”时，将同一小车分别在毛巾、棉布和木板表面上做实验．请回答下列问题：

（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的       力和         力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受到水平方向上的摩擦力．

（2）同一小车分三次从同一斜面的同一高度滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在平面上开始运动时，具有相同的         ；使用同一辆小车是为了使水平支持面受到的           相同．

（3）小车在          表面上滑行的最远；小车在         表面上速度变化得最快．

（4）从这个实验中得出的推论：如果小车没有受到阻力作用，它将                 ．

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