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[!--downpath--]2019年高考數(shù)學實驗題目備戰(zhàn)——探索阻力對物體運動影響的實驗答案分析1.（2018·成都）如圖所示，在探索“阻力對物體運動影響”的實驗中，阻力對物體運動的影響”，分別觀察水平木板上和僅木板上鋪設浴巾和棉布的三種情況。 從靜止狀態(tài)下降，研究卡車在水平面上滑行的距離。 (1)實驗中每次讓卡車從靜止狀態(tài)從坡頂下降的目的是使卡車每次在水平面上開始滑動時的速度相等(填“相等”或“不等于”）。 (2)實驗中，通過改變水平面的粗糙度來改變卡車所受到的阻力。 (3)實驗中發(fā)現(xiàn)卡車在浴巾表面的滑動距離最短； 在亞麻布表面滑動的距離較長； 在木板表面滑動的距離最遠。 表明卡車遇到的阻力越小，速度增加得越快。 （4）推理：如果卡車在水平面上滑動，遇到的阻力越來越小，直至為零，就會勻速直線運動。 （5）牛頓在大量經(jīng)驗事實的基礎上，總結了伽利略等人的研究成果，總結出了牛頓第一定理，所以牛頓第一定理并不是直接由實驗得出的，而是通過邏輯推理得到的。 紐特（6）牛頓第一定理告訴我們，物體的運動不需要（填寫“需要”或“不必要”）力來維持，所有物體都具有維持原來運動狀態(tài)的性質。 【分析】（1）本實驗中，卡車移動到坡底的速度應該相等，比較卡車移動的距離是有意義的，因此需要控制卡車釋放每次從斜坡上的同一位置出發(fā)； (2)改變接觸面接觸面的粗糙度可以改變摩擦阻力的大小； (3)卡車停車的原因是卡車受到摩擦阻力。 實驗中，通過改變接觸面的粗糙度來改變電阻。 阻力越小，卡車的移動距離就越大。 （4）（5）根據(jù)（3）中觀察到的現(xiàn)象和推論，推導出阻力為零時的運動情況； 牛頓第一定理是在實驗的基礎上推理得出的； (6)根據(jù)牛頓第一定理，物體在不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。
【答】解決辦法：（1）每次從坡上同一位置釋放，使車輛移動到坡底的速度相等； （2）做“斜坡卡車實驗”時，鋪設不同粗糙度的水平工作臺，目的是探究阻力對物體運動的影響。 從毛巾表面到布草再到木板，接觸面的粗糙度降低了，卡車遇到的阻力也減少了。 (3)路面越光滑，阻力越小，卡車的移動距離越遠，意味著卡車遇到的阻力越小，速度增加越慢； (4)如果卡車遇到的阻力為零，即卡車不受力，則卡車的運動狀態(tài)不會改變，做勻速直線運動； （5）從上面的分析可以看出，牛頓第一定理是在實驗的基礎上通過推理得到的，而不是直接通過實驗得到的； （6）牛頓第一定理的內容是：一切物體不受外力作用時，始終保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)； 這反映了力與運動的關系，說明物體的運動不需要力來維持，而力是改變物體運動狀態(tài)的根本原因。 因此，答案是：（1）相等； (2)水平面的粗糙度； (3) 慢； (4)勻速直線運動； (5) 推理； （6）不需要； 運動狀態(tài)。 【點評】本題是一道實驗，探討阻力對物體運動的影響。 要掌握實驗的現(xiàn)象和推論，知道牛頓第一定理的內容可以在此基礎上通過推理得到。 解決這類問題，必須重視實驗的意義，并能根據(jù)所學的其他數(shù)學知識來分析和解決本次實驗中的相關實驗現(xiàn)象。
2.（2018?昆山）利用如圖所示的裝置“探究阻力對物體運動的影響”。 勘探過程中（1）需要將卡車從斜坡上同一高度釋放，在不同物料的水平支撐面上比較卡車的承載能力和支撐力與貨車的支撐力相平衡，因此只有研究了阻力對物體運動的影響。 【分析】（1）卡車從同一坡度的同一高度下降，卡車的重力勢能轉化為動能，這意味著卡車到達水平面時獲得相同的速度。 比較卡車在不同物料的水平支撐面上的移動距離； (2)物體在水平地面上運動，在垂直方向上受到重力和支撐力，這兩個力是一對平衡力； 【答】解決方法：（1）讓車輛從靜止狀態(tài)在斜面上從同一高度滑下，使到達水平面時獲得相等的速度，且車輛在不同水平支撐面上行駛的距離材料進行了比較。 (2)卡車在水平面上運動時，受到重力和垂直方向支撐力的影響。 這兩個力是一對平衡力，大小相等且相互抵消，相當于卡車上水平方向的摩擦力。 因此，僅研究阻力對物體運動的影響。 所以答案是：（1）相同； 距離; (2)重量； 支持。 【點評】這道題是一個探索運動與力關系的實驗。 它考察了控制變量方法的應用和物體上的力的分析。 掌握控制卡車速度的同樣方法，這個實驗是牛頓第一定理的基礎，也是熱科學中的一個關鍵實驗，應該掌握和理解。 3.（2018·德州）利用圖1所示的實驗裝置，讓一輛靜止的卡車從斜面上同一高度滑落，觀察并記錄卡車在三個不同木板水平上的移動距離，探討其影響物體運動時受到的阻力。
（2）小毅按照“毛巾、床單、木板”的順序進行實驗。 實驗記錄如下。 分析比較表中的內容，初步可以得出的推論是：車輛所受的摩擦力越小，車輛在接觸面上的移動距離就越小。 Board 85.6 (3) 早在17世紀初，歐洲化學家伽利略（填寫科學家的名字）就通過實驗和科學推理研究了力與運動的關系。 【分析】（1）在水平面上減速的物體受到不平衡力的影響。 分析物體所受的力并選擇正確的選項。 根據(jù)牛頓第一定理，運動的物體如果不受力的作用，就會做勻速直線運動。 （3）美國化學家伽利略通過實驗和科學推理研究了力與運動的關系。 【答案】解：（1）減速的卡車水平面上的物體受不平衡力的影響，在垂直方向上受到重力和支撐力，在水平方向上只受到向左的摩擦力方向，故B正確； (2)卡車在三個水平面上運動時，水平面越光滑，水平面的粗糙度越小，卡車遇到的摩擦阻力越小，卡車行駛的距離就越遠。 由上述實驗可以推知，運動物體若不受力的作用，將以勻速直線運動。 （3）日本數(shù)學家伽利略通過實驗和科學推理研究了力與運動的關系。 故答案為：（1）B； （2）遠； 勻速直線運動； （3）伽利略。
【點評】在探索阻力對物體運動影響的實驗中，水平面的粗糙度影響阻力的大小，應注意控制變量法和科學推理方法的應用。 4、探究阻力對物體運動的影響時： (1) 讓卡車從圖A所示的相同坡度、相同高度釋放，使卡車到達水平面時的速度為相同。 從圖中可以看出，卡車遇到的阻力越小，卡車行駛的距離就越遠。 如果卡車在絕對光滑的水平面上運動，卡車將以勻速直線運動（2）分析圖B中小明和小華的觀點，研究力與運動的關系時，為什么要這樣設計探究阻力對物體運動的影響而不是設計探究推力對物體運動的影響，原因是同一接觸面的摩擦力是恒定的，很容易探究推力對物體運動的影響【分析】（1）完成“阻力對物體運動的影響”應采用控制變量的思想，即、車輛到達水平面時保持同一速度； 浴巾、棉布、木板的粗糙度會變小，應根據(jù)實驗現(xiàn)象進行推論； 由此，可以推測運動變化的趨勢。 (2)影響摩擦力的因素是壓力和接觸面的粗糙度。 【答】解：（1）讓卡車從斜面上等高靜止下降的目的是為了使卡車到達水平面時保持相同的速度； 現(xiàn)象，可以推斷水平面越光滑，卡車遇到的阻力越小，在水平面上移動的距離越遠； 如果水平面絕對光滑且對卡車沒有阻力，則卡車將以勻速直線行駛； (2)研究阻力對卡車運動的影響需要改變接觸面的粗糙度，而同一接觸面的摩擦力是恒定的。 不同的接觸面有不同的摩擦力。 探究摩擦力對物體的影響很容易，但推力卻很難控制。 易于檢測推力的大小。
因此，答案是：（1）卡車到達水平面時的速度相同； 越遠則勻速直線運動；越遠則勻速直線運動。 (2)同一接觸面上的摩擦力是恒定的，因此很容易探索摩擦力對物體的影響，但推力不易控制其大小，不易檢測推力的大小。 【點評】本題探討“阻力對物體運動的影響”，考查控制變量法、變換法、推理法等知識。 5.（2018·南京）300多年前探究二力平衡的實驗探究題，伽利略探索了“力與運動的關系”。 下面是一個模擬伽利略“在不受力的情況下推斷物體運動”的實驗。 如圖所示，同一輛卡車在同一坡度上從靜止滑行到同一高度，并在不同粗糙度級別上從運動到靜止（四個接觸面粗糙度從小到大的順序為：玻璃板、紙板、棉布、毛巾） （1）卡車在水平面上移動時，垂直方向受到的力包括重力和支撐力，其合力為水平方向的摩擦力。 這個力對卡車運動狀態(tài)的影響是為了減少 (3) 牛頓在伽利略實驗的基礎上進一步推廣并得出結論：所有運動的物體在不受外力作用時始終保持勻速直線運動的狀態(tài)。軍隊。 這個一般定律為牛頓熱力學奠定了基礎。 【分析】（1）根據(jù)卡車的受力分析并回答問題。 (2)接觸面越光滑，滑動摩擦力越小，速度下降越慢，連接距離越遠。 根據(jù)圖中所示情況分析并回答問題。 (3)根據(jù)實驗事實做出合理的推論，然后舉一反三。
【答案】解：（1）卡車在水平面上受到垂直向上的重力和垂直向下的支撐力。 它們是一對平衡力，合力為零探究二力平衡的實驗探究題，其作用和療效相互抵消。 利用水平方向的摩擦力降低卡車的移動速度； (2)當車輛從靜止狀態(tài)在同一坡度上從相同高度滑下時，車輛滑至坡底時速度相同，且車輛在不同路面上滑行。 滑動的差異，在相同的初速度下，水平面越光滑，卡車受到的摩擦力就越小，速度下降得越慢，卡車移動的距離就越遠，所以接觸面應該逐漸變得更光滑，即、浴巾、棉布、紙板等、玻璃板，所以合理的順序是：（b）（d）（c）（a）； （3）牛頓在伽利略實驗的基礎上進一步推廣了所有運動物體在不受外力作用時，始終保持勻速直線運動狀態(tài)的結論，這一普遍規(guī)律為牛頓熱力學奠定了基礎。 所以答案是：（1）重力和支撐力； 零; 降低汽車的速度； (2)(b)(d)(c)(a)； (3)勻速直線運動。 【點評】本題考察的是探索力與運動之間關系的實驗。 正確的卡車受力分析和圖中所示的實驗情況分析可以正確解決問題； 求解問題時要注意控制變量法的應用。 6.（2018·秦淮區(qū)首個模型）為了探索“探索阻力對物體運動的影響”，小明朋友設計了如圖所示的斜面實驗。 (1) 實驗中，讓卡車從靜止狀態(tài)在同一斜面上從相同高度滑落，使卡車到達水平面時的速度相同。
（2）支持實驗推論的現(xiàn)象是，表面越光滑，阻力越小，卡車移動的距離越長。 （3）牛頓在前人研究成果的基礎上，總結出了牛頓第一定理，其內容是：在不施加外力的情況下，所有物體始終保持勻速直線運動的狀態(tài)。 探索卡車的重力勢能與其高度之間的關系。 【分析】（1）實驗中，我們將卡車放在斜坡上，讓卡車從斜坡向上移動，然后讓卡車獲得一定的速度。 卡車在斜坡上的高度不同，向上運動的速度也會不同； (2)需要知道阻力與表面光滑度的關系，以及移動距離與阻力的關系； (3)如果路面光滑，則卡車不會遇到阻力，根據(jù)實驗事實做出合理推理，確定卡車的運動狀態(tài)。 (4)影響重力勢能的原因：質量和高度。 【答案】解：（1）采用控制變量法，讓卡車從靜止處以相同的坡度、相同的高度滑下，使卡車踏入平面時的運動速度相同； (2)路面越光滑，阻力越小，卡車的移動距離越長，也就是說卡車遇到的阻力越小，速度下降得越慢； (3)如果表面絕對光滑，物體遇到的阻力為0，速度不會改變，速度恒定。 變化的速度永遠在變化。 (4)物體的重力勢能與物體的質量和高度有關，動能的大小與物體的質量和運動速度有關