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一、實驗題
1.如圖甲是小華朋友探究二力平衡條件時的實驗情境。
(1)小華將系于小卡片(重力可忽視不計)兩對角的線分別越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(選填“能”或“不能”)平衡;
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是;
(4)由以上要點總結二力平衡的條件為:作用在上的兩個力,當、、時,則這樣的兩個力稱為平衡力;
(5)在探究同一問題時,小明將鐵塊置于水平桌面上,設計了如圖乙所示的實驗,朋友們覺得小華的實驗優于小明的實驗,其主要誘因是。
A.降低磨擦力對實驗結果的影響
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭轉
2.在“探究二力平衡條件”的活動中,主要是通過探究力對物體的作用療效來實現探究目的。如圖甲是小華朋友探究二力平衡條件時的實驗情境。
(1)小華將系于小卡片(重力可忽視不計)兩對角的線分別越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??;
(2)小明還進行如圖乙所示的探究活動。這樣的操作是為了探究物體在平衡狀態下所受的兩個力_____;
A.大小是否相等B.方向是否相反C.是否作用在同仍然線上
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是:_____。
3.如圖甲是小華朋友探究二力平衡條件時的實驗情境。
(1)小華將系于小卡片(重力可忽視不計)兩端的線分別越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相反,并通過調整來改變拉力的大??;
(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(選填“能”或“不能”)平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究;
(3)在探究同一問題時,小明將鐵塊置于水平桌面上,設計了如圖乙所示的實驗,朋友們覺得小華的實驗優于小明的實驗.其主要誘因是;
A.降低磨擦力對實驗結果的影響
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭轉
4.如圖甲是小華朋友探究二力平衡條件時的實驗情境。
(1)實驗中選擇小卡片的目的是(選填“考慮”或“不考慮”)小卡片的重力,緣由是卡片的重力很小且此實驗是探究二力平衡的條件;
(2)小華將系于小卡片兩對角的線分別越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??;
(3)當小卡片平衡時,小華將小卡片(填“翻轉”或“旋轉”)一個角度,松手后小卡片不能平衡,設計此實驗步驟的目的是為了探究;
(4)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是;
(5)在探究同一問題時,小明將鐵塊置于水平桌面上,設計了如圖乙所示的實驗,朋友們覺得小華的實驗優于小明的實驗,其主要誘因是;
A.小卡片容易扭轉
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.減少磨擦力對實驗結果的影響
(6)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,那怎么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(填“水平方向”、“豎直方向”或“任意方向”)做勻速直線運動,依據觀察到彈簧測力計示數(填“變大”、“變小”或“不變”)的現象,可以得出推論: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;
(7)借助圖丙裝置(選填“能”或“不能”)探究二力平衡的條件;
(8)小明選擇了圖乙所示的探究方案。他將兩個50g的鉤碼分別置于左右兩個相同的小盤內,發覺貨車處于靜止狀態,接著,他在左邊小盤內又加入一個2g的小鐵片,發覺貨車一直靜止,其緣由是。
5.課后服務活動中,數學興趣小組的朋友們借助圖甲裝置進行“二力平衡條件”的探究:
(1)某次實驗中,當左盤裝入稍大一點的砝碼時,兩個拉力大小不同,但貨車仍處于靜止狀態,形成這一現象的誘因可能是貨車深受的影響。
(2)為盡量減低以上影響,一個朋友提出將甲裝置中的貨車換成小卡片,如圖乙,實際操作中還發覺乙裝置具有更適宜探究的優點(填字母)。
A.不在同一條直線上的兩個力能夠平衡
B.不在同一物體上的兩個力能夠平衡
6.如圖所示,貨車在水平方向遭到兩個力的作用,我們通過觀察貨車在水平方向遭到不同的兩個力作用時,貨車是否處于靜止來探究二力平衡須要滿足什么條件。
(1)向兩吊盤中加砝碼,當兩盤中的砝碼質量時,貨車靜止;
(2)保持兩吊盤中的砝碼質量相等,將貨車在桌面上旋轉一個角度松手后,貨車會,這說明一對平衡力一定作用在;
(3)假如將兩側的吊盤掛在貨車一端的同一掛鉤上,且沿同一方向拉貨車,可以發覺貨車不會靜止,這是為了表明貨車遭到的二力若平衡,必須滿足這一條件而設計的一個步驟。
7.在探究二力平衡條件的實驗中:
①如圖甲所示,水平放置的實驗裝置中,將系于貨車兩端的線掛上鉤碼,分別越過兩定滑輪,使作用在貨車上的兩個拉力方向相反,并通過調整來改變拉力的大小,當貨車平衡時,將貨車水平轉過一個角度,松手后貨車不能保持平衡,這樣的操作是為了探究互相平衡的二力是否。
②如圖乙所示,A、B貨車內裝有電磁鐵,電磁鐵的通、斷電可遙控實現,當通電時,A、B貨車吸合成一體。為了探究二力平衡時,二力是否作用在同一物體上,在圖中所示情況下,下一步操作是。
8.小剛朋友借助圖中的甲裝置做“探究二力的平衡條件”實驗。
(1)當兩個盤中分別放上兩個相同的砝碼后,貨車靜止在桌面上,這說明二力平衡時,兩個力的大??;
(2)小剛改用乙裝置進行實驗,其最關鍵的優點是(填字母序號)。
A.小卡片是比較容易獲取的材料
B.小卡片容易扭轉
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.減少磨擦力對實驗結果的影響
9.如圖所示,是小芳和小超借助鐵塊、卡片、滑輪和鉤碼等器材“探究二力平衡的條件”實驗。
(1)小芳實驗中通過調整鉤碼個數來改變拉力的,松手后她應當開始觀察小卡片能夠平衡;
(2)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,在圖甲所示情況下,小芳下一步操作是(選填“A”、“B”或“C”);
A.左右各加一個鉤碼
B.把卡片剪成兩半
C.把卡片扭轉一個角度
(3)小超選擇了如圖乙的方案進行實驗,小芳覺得圖甲的實驗方案更好,是由于甲實驗方案減少了對實驗的影響;
(4)在進一步實驗探究中,小芳將卡片轉過一個角度,松手后卡片平衡(選填“能”或“不能”),由此實驗步驟可知只有作用在的兩個力能夠平衡。
10.小櫻在“探究二力平衡條件”的實驗中,將系于輕質小卡片兩對角的細線分別斜越過左右支架上的滑輪,在細線的兩端掛上等質量的鉤碼,如圖甲所示,此時小卡片保持靜止。
(1)該實驗選用較輕的小卡片的目的是忽視卡片所受對實驗的影響;
(2)實驗過程中,小櫻在右邊加掛了一個鉤碼,由靜止釋放卡片發覺卡片往右加速運動,由此可以得到二力平衡的一個條件是:互相平衡的兩個力必須;
(3)小櫻將卡片旋轉一定角度,如圖乙所示。松手后發覺卡片又恢復圖甲原狀,這說明兩個力必須作用在,物體能夠平衡;
(4)為了驗證(3)中小櫻的推論,小蘭朋友將卡片往下拉到一定距離,如圖丙所示。松手后發覺卡片又恢復圖甲原狀,小蘭的方式(選填“能”或“不能”)得到推論,緣由是。
參考答案:
1.相反鉤碼數目不能用剪子將紙片剪成兩半,觀察是否仍舊靜止同一物體大小相等方向相反作用在同一條直線上A
【詳解】(1)[1][2]兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼因為重力通過繩子對小卡片施加了兩個方向相反的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數目越多,拉力就越大,所以,通過調整鉤碼的個數來調整拉力的大小。
(2)[3]要探究一對平衡力在同仍然線上,可將小卡片轉過一個角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線上,松手后小卡片不能平衡,說明二力平衡時兩個力需作用在同一條直線上。
(3)[4]為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡。
(4)[5][6][7][8]按照上述實驗,二力平衡的條件為:作用在同一物體上,兩個力的大小相等、方向相反、作用在同仍然線。
(5)[9]小華實驗用的小卡片重力小,可以忽視,懸在空中不受磨擦力影響;小明實驗用的貨車置于水平桌面上,貨車和桌面之間存在磨擦力,磨擦力是不能去除的,實驗要遭到磨擦力影響,所以,還是小華的實驗方案好,故BCD不符合題意,A符合題意。
故選A。
2.相反鉤碼的數目C把小紙片剪成兩半
【詳解】(1)[1][2]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼因為重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數目越多,拉力就越大。
(2)[3]小卡片轉過一個角度,小卡片兩端的拉力就不在一條直線上,紙片都會轉動,說明了不在同仍然線上的兩個力不能平衡,故AB不符合題意,C符合題意。
故選C。
(3)[4]為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,可以將小卡片剪成兩半,使拉力作用在兩個小卡片上。
3.鉤碼數量不能不在同仍然線上的兩個力是否是平衡A
【詳解】(1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼因為重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數目越多,拉力就越大,即通過調整鉤碼數量可改變拉力的大小。
(2)[2][3]當平衡的小卡片轉過一定角度后,作用在小卡片上的兩個力的大小相等,方向相反,但不再在同仍然線上,松手后小卡片不會平衡,會扭轉回原先兩力在同仍然線上的位置,所以該實驗探究的是不在同仍然線上的兩個力是否是平衡。
(3)[4]小華的實驗優于小明的實驗的緣由是:在小明的實驗中,鐵塊與桌面間的磨擦力會對實驗結果形成影響;而小華的實驗中,紙片被懸掛,就清除了磨擦力對實驗的干擾,故BCD不符合題意,A符合題意。
故選A。
4.不考慮水平方向上相反鉤碼個數旋轉不在同一條直線上的兩個力能夠平衡將卡片從中間剪開D任意方向不變能貨車遭到桌面的磨擦力
【詳解】(1)[1][2]實驗是探究水平方向上的二力平衡的條件,而小卡片的重力很小且方向是豎直向上的,可以忽視對實驗的影響,所以目的是不考慮小卡片的重力。
(2)[3][4]在線的兩端掛上鉤碼的作用是使兩個拉力的方向相反,可通過調整鉤碼的個數來改變拉力的大小。
(3)[5][6]小華將小卡片轉過一個角度,兩個拉力不在同仍然線上,放手后,小卡片運動,說明小卡片不能平衡;設計此實驗步驟的目的是為了探究:不在同仍然線上的兩個力能夠平衡。
(4)[7]為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,則小卡片上遭到的兩個拉力應分別作用在兩個物體上,所以下一步的操作是:將卡片從中間剪開。
(5)[8]如圖乙所示的實驗,鐵塊在桌面上受磨擦力作用,磨擦力對實驗影響較大,而甲實驗不受磨擦力的影響,因而甲實驗優于乙實驗,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
(6)[9][10]由于平衡狀態包括靜止和勻速直線運動狀態,當物體在只受彈簧測力計的拉力和物體重力這兩個力的作用下做勻速直線運動時,不管朝那個方向運動,物體都處于平衡狀態,因物體的重力不變,只要彈簧測力的拉力大小不變,即彈簧測力計的示數不變,則可以說明做勻速直線運動的物體,其一力平衡的條件和物體靜止時的二力平衡條件就是相同的。
(7)[11]不考慮卡片的重力,左右兩邊各通過一個定滑輪,定滑輪的位置其實不等高,并且當兩個力大小相等,方向相反,作用在同仍然線上,作用在同一個物體上時,小卡片還是處于靜止狀態,照樣能完成實驗。
(8)[12]把貨車置于水平面上,貨車和水平面之間存在磨擦力,貨車遭到的磨擦力會對實驗形成影響。
5.磨擦力B
【詳解】(1)[1]實驗中,當左盤裝入稍大一點的砝碼時,貨車仍處于靜止狀態,此時貨車還受平衡力的作用,此時貨車有向左運動的趨勢,桌面對貨車有往右的磨擦力。
(2)[2]探究二力必須作用在同一物體上,實驗時可將物體分成兩個物體物理二力平衡實驗視頻,而小卡片比貨車更容易被分成兩個物體,因而乙裝置更適宜探究不在同一物體上的兩個力能夠平衡,故A不符合題意,B符合題意。
故選B。
6.相等轉動同仍然線上兩個力方向相反
【詳解】(1)[1]向兩吊盤中加砝碼,當兩盤中的砝碼質量相等時,貨車在水平方向上遭到的兩繩子的拉力大小相等,此時貨車將靜止。
(2)[2][3]保持兩吊盤中的砝碼質量相等,將貨車在桌面上旋轉一個角度松手后,此時貨車遭到的兩個繩子的拉力不在同一條直線上,此時貨車不能保持靜止,貨車會轉動,直至兩側的拉線在同仍然線上時,貨車停止轉動。
(3)[4]假如將兩側的吊盤掛在貨車一端的同一掛鉤上,且沿同一方向拉貨車,可以發覺貨車不會靜止,此時貨車所受的兩個拉力方向相同,這表明貨車遭到的二力若平衡,必須滿足兩個力方向相反這一條件。
7.鉤碼的個數作用在同仍然線上遙控使電磁鐵斷電
【詳解】①[1]實驗中通過調整鉤碼的個數來改變拉力的大小。
[2]當貨車平衡時,將貨車水平轉過一個角度,這樣兩個力不在同仍然線上,這樣的操作是為了探究互相平衡的二力是否在同仍然線上。
②[3]探究二力平衡時,二力是否作用在同一物體上,可通過遙控斷掉電源,使電磁鐵喪失磁性,這樣兩個貨車便會成為兩個物體。
8.相等D
【詳解】(1)[1]當兩個盤中分別放上兩個相同的砝碼后,因為砝碼的重力相同,這兩個力形成的拉力是一對平衡力,貨車能夠保持靜止,說明彼此平衡的兩個力大小相等。
(2)[2]小卡片重力小,懸在空中不受磨擦力影響;鐵塊置于水平桌面上,鐵塊和桌面之間存在磨擦力,磨擦力是不能去除的,實驗要遭到磨擦力影響,所以乙實驗方案好,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
9.大小B磨擦力不能同一條直線上
【詳解】(1)[1]調整鉤碼的數目可以改變拉力的大小。
(2)[2]為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力能夠平衡,可以將卡片剪開,一分為二,觀察卡片能夠不能靜止,故選B。
(3)[3]甲實驗方案中的小卡片懸空,沒有與其他物體間的磨擦,所以甲實驗方案減少了磨擦力對實驗的影響。
(4)[4][5]小芳將卡片轉過一個角度,松手后卡片不能保持平衡,立即被鉤碼拉成原狀,說明兩個力只有作用在同一條直線上,物體能夠平衡。
10.重力大小相等同一條直線上不能此時兩個力似乎不在同一條直線上,但同時兩個力的方向也不是相反的(都向下),不符合控制變量法的要求
【詳解】(1)[1]小卡片的重力比較小,可以忽視重力對實驗的影響。
(2)[2]兩側加掛了一個鉤碼,使卡片所遭到往右的力小于向左的力,兩個力大小不同,故卡片沒有靜止(平衡);由此可以得出二力平衡的一個條件是:互相平衡的兩個力必須大小相等。
(3)[3]要驗證不在同仍然線上兩個力是否平衡,可以將小卡片轉過一個角度,小卡片上遭到的兩個拉力就不在一條直線上。
(4)[4][5]如圖丙,將卡片往下拉過一定距離,此時兩個力似乎不在同一條直線上物理二力平衡實驗視頻,但同時兩個力的方向也不是相反的(都向下),不符合控制變量法的要求,所以小蘭的方式不能得到推論。