专训3 探究力的规律名师点金：1．探究阻力对运动影响的实验技巧：(1)让同一小车从同一斜面的同一高度处自由滑下——控制小车在水平面上的初速度相同；(2)改变接触面的材料——改变阻力的大小。探究阻力影响因素的实验需要用到控制变量法和推理法。2．探究二力平衡条件的实验技巧：(1)用小车代替木块——减小摩擦力对实验的影响；(2)用纸片代替小车——减小重力对实验的影响；(3)扭转纸片的目的——探究一对平衡力是否作用在同一直线上；(4)从中间剪开纸片的目的——探究一对平衡力是否作用在同一物体上。阻力对物体运动影响的探究1．【中考·百色】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，如图甲所示，观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。(第1题图)(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小____________(填“相等”或“不相等”)。(2)实验中是通过改变______________________来改变小车所受阻力大小的。(3)实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越________(填“快”或“慢”)。(4)推理：本实验中，如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它将做___________________________________________________________。(5)在此基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律，请问：牛顿第一定律________(填“能”或“不能”)直接由实验得出。(6)通过上面的探究后，小明再思考如下的问题：如图乙所示，摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时，如果摆球所受的力忽然全部消失，则摆球将________________(填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。7\n二力平衡条件的探究2．【中考·盘锦】在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。(1)如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法，实验中通过改变砝码的______来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否_______________________________________。(第2题图)(2)小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件：____________________________________________。3．如图所示，在研究二力平衡条件的实验中，取一块硬纸板在相对的顶点附近各开一个小孔用细线系住，细线的另一端跨过桌边的两个定滑轮。(第3题图)(1)硬纸板没有与桌面接触，这样做的好处是________________________________________________________________________________________。(2)当两侧滑轮上所挂钩码质量________时，纸板静止。(3)保持两侧所挂钩码质量相等，把纸板扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上，这时纸板_______________________________________________。当纸板重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1和F2作用在同一直线上。由上述实验可知，作用在同一物体上的力，如果________，方向________，作用在____________，这两个力就彼此平衡。阻力影响因素的探究4．【中考·温州】7\n小明发现，高空坠物下落越来越快，而跳伞运动员利用降落伞却能安全着地。空中下落的物体，其最大速度与什么因素有关呢？为了研究这一问题，小明在老师的帮助下进行如下实验：(第4题图)①取相同型号、质量为m的纸杯10个，按如图所示分成A、B、C、D四组。②将A组纸杯在一定高度、底部向下静止释放，让其自由下落，并用仪器记录下落过程中的速度。③分别用B、C、D组纸杯重复步骤②。④记录并整理相关数据如下表。(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧，目的是为了控制__________尽可能相同。(2)本实验的结论是______________________________________________。(3)某同学分析实验数据后，认为“纸杯下落的最大速度越大，其所受的最大空气阻力也越大”，请说明其依据：_________________________________________________________________________________________________。5．【中考·株洲】物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关，已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。为探究空气阻力与横截面积的关系，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、7\n(第5题图)乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图是其中一段的示意图。(1)在图示运动过程中，甲、乙、丙三个小球的速度之比是________________。(2)分析实验数据可知：在阻力相同时，小球的速度与半径的关系是____________________________________________________________________。(3)实验结论是：不同小球在速度相同时，小球受到的空气阻力___________________________________________________________________。同一直线上两力的合成6．小明在探究同一直线上二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图a、b、c所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。(1)探究实验所采用的科学方法是____________法。(2)由图a、b中拉力方向及弹簧测力计示数可得出的结论是：同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之________，合力的方向跟两力方向相同。(3)由图a、c中拉力方向及弹簧测力计示数可得出的结论是：同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之________，合力的方向跟较________力的方向相同。(第6题图)7．探究同一直线上二力的合成的实验装置如图所示，图中AE表示橡皮筋原来的长度，EE′表示橡皮筋伸长的长度。7\n(第7题图)(1)实验中应用了力能使物体____________的道理。(2)通过比较________和________(填“a”“b”或“c”)两种情况，可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力大小________，方向跟这两个力的方向相同。(3)通过比较________和________(填“a”“b”或“c”)两种情况，可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小，等于这两个力大小________，方向跟较大的那个力的方向相同。7\n专训答案专训31．(1)相等 (2)接触面的粗糙程度 (3)慢 (4)匀速直线运动 (5)不能 (6)静止 点拨：当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时，速度为零，若不受任何外力，将保持静止状态不变。2．(1)质量；在同一条直线上 (2)二力作用在同一物体上点拨：(1)甲装置的实验中通过改变砝码的质量来探究二力大小的关系：通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否在同一条直线上。(2)当卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，由于二力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的又一个条件是二力作用在同一物体上。3．(1)减少了阻力对实验结果的影响 (2)相等 (3)会转动；大小相等；相反；同一直线上 点拨：(1)把物体放在水平桌面上，物体和水平桌面之间存在阻力，会对实验产生影响。硬纸板没有与桌面接触，这样做的好处是减少了阻力对实验结果的影响。(3)纸板转过一个角度，纸板两端的拉力就不在一条直线上，纸板就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。二力平衡的条件是：作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。4．(1)形状 (2)相同条件下，纸杯质量越大，下落的最大速度越大(3)纸杯重力越大，其最大速度越大，纸杯匀速运动时，所受最大空气阻力等于重力，因此下落的纸杯最大速度越大，其所受最大空气阻力也越大 点拨：(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧，目的是为了控制纸杯的形状尽可能相同；(2)本实验的结论是相同条件下，纸杯质量越大，下落的最大速度越大；(3)纸杯重力越大，其最大速度越大；纸杯匀速运动时，所受最大空气阻力等于重力，因此下落的纸杯最大速度越大，其所受最大空气阻力也越大。5．(1)6∶3∶2 (2)速度与半径的乘积不变 (3)与横截面积成正比 点拨：(1)在相同的间隔时间内，甲运动3块砖的厚度时，乙运动1.5块砖的厚度，丙运动1块砖的厚度，路程之比为6∶7\n3∶2，则速度之比为6∶3∶2；(2)甲、乙、丙三个小球的半径分别为r、2r和3r，在阻力相同时，速度之比为6∶3∶2，由此可知，在阻力相同时，小球的速度与半径的乘积不变；(3)要研究阻力与横截面积的关系，需要在速度相同的情况下得到阻力和横截面积的数量关系，而根据前面2问的推理已得出速度之比为632、横截面积之比为149的情况下阻力相同；设速度分别为6v、3v、2v，横截面积分别为S、4S、9S时阻力均为f，在已知阻力与速度平方成正比的条件下，构造速度相同，若速度均为6v，则甲受阻力为f；乙的速度由3v变为6v，则阻力由f变为4f；同理丙受阻力为9f。即对于三个物体来说，速度为6v，横截面积分别为S、4S、9S，阻力分别为f、4f、9f，可见速度相同时阻力与横截面积成正比。6．(1)等效替代 (2)和 (3)差；大 方法规律：(1)弹簧形变相同，表明拉力的作用效果相同，这种方法叫等效替代法。(2)由图a、b可知，同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和，即F＝F1＋F2，合力的方向跟两力方向相同。(3)同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差，即F＝F3－F4，合力的方向跟较大力F3的方向相同。7．(1)发生形变 (2)a；c；之和 (3)b；c；之差点拨：由a、c可知，同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力大小之和，即F＝F1＋F2，方向跟这两个力的方向相同；由b、c可知，同一直线上方向相反的两个力的合力大小，等于这两个力大小之差，即F＝F1′－F2′，方向跟较大的那个力的方向相同。7
