2019年中考物理实验专题复习——探究阻力对物体运动的影响的实验(答案解析)

2019年中考物理实验专题复习——
探究阻力对物体运动的影响的实验
答案解析
1．（2018•眉山）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。

（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小相等（填“相等”或“不相等”）。

（2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变水平面的粗糙程度来实现的。

（3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。

说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢（填“快”或“慢”）。

（4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做匀速直线运动。

（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的推理得出的正确结论。

（6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。

【分析】（1）该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等，比较小车运动的距离才有意义，所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放；
（2）改变接触面的粗糙程度，可以改变摩擦力阻力的大小；
（3）小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远；
（4）（5）由第（3）问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况；牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的；
（6）根据牛顿第一定律，当物体不受任何外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。

【解答】解：
（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；
（2）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；
（3）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（4）假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动；
（5）由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的；
（6）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；这反映了力和运动的关系，表明了物体的运动不需要力来维持，而力是改变物体运动状态的根本原因。

故答案为：（1）相等；（2）水平面的粗糙程度；（3）慢；（4）匀速直线运动；（5）推理；（6）不需要；运动状态。

【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验，要掌握实验的现象及结论，知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容，解此类问题一定要注意思考实验的意义，并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。

2．（2018•无锡）用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”，探究过程中
（1）需将小车从斜面的同一高度处静止释放，比较小车在不同材料的水平支持面上运动的距离。

（2）必须保证小车运动在水平支持面上，这是为了让小车在竖直方向所受重力和支持面对小车的支持力相平衡，从而只探究阻力对物体运动的影响。

【分析】（1）小车从同一斜面的同一高度由静止下滑，小车的重力势能转化为动能，是小车到达水平面时获得相等的速度，比较比较小车在不同材料的水平支持面上运动的距离；
（2）物体在水平地面上运动，竖直方向上受到重力和支持力，并且二力是一对平衡力；【解答】解：（1）让小车自斜面的同一高度由静止开始滑下，使到达水平面时获得相等的速度，比较比较小车在不同材料的水平支持面上运动的距离。

（2）小车在水平面运动时，竖直方向上受到的重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，相互抵消，相当于小车只受水平方向的摩擦力，从而只探究阻力对物体运动的影响。

故答案为：（1）同一；距离；（2）重；支持。

【点评】此题是探究运动和力的关系实验，考查了控制变量法的应用，以及对物体受力分析。

要掌握控制小车速度相同的方法，此实验是牛顿第一定律的基础，也是力学中的重点实验，应掌握并理解。

3．（2018•济宁）用如图1的实验装置，让静止的小车从斜面的同一高度滑下，观察并记录小车在三种不同木板水平面上运动的距离，探究阻力对物体运动的影响。

（1）图2是对在水平面上运动小车进行的受力分析，其中正确的是B；
（2）小易按照“毛巾一棉布一木板”的顺序进行实验，实验记录如下表。

分析比较表中内容，可得出的初步结论是：小车受到的摩擦力越小，运动距离远；
深入分析发现，小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，由此进一步推理得出的结论是：匀速直线运动；
接触面小车受到摩擦力的大小小车在水平面上的运动距离s/cm
毛巾大23.1
棉布较大37.5
木板小85.6
（3）早在17世纪初期，意大利物理学家伽利略（填写科学家名字）就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。

【分析】（1）水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，对物体受力分析选出正确选项；
（2）接触面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远；
根据牛顿第一定律，如果运动的物体没有受到力的作用，将做匀速直线运动。

（3）意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。

【解答】解：（1）小车水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受水平向左的摩擦力，故B正确；
（2）小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。

由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。

（3）意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。

故答案为：（1）B；（2）远；匀速直线运动；（3）伽利略。

【点评】探究阻力对物体运动的影响实验中，水平面的粗糙程度影响了阻力的大小，要注意掌握控制变量法和科学推理法的应用。

4．在探究阻力对物体运动的影响时：
（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是小车到达水平面时的速度相同。

由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远。

如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将匀速直线运动。

（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。

【分析】（1）为完成“阻力对物体运动的影响”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，根据实验现象得出结论；由此
运动变化的趋势推理想像。

（2）影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。

【解答】解：（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；
毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；
如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动；
（2）研究阻力对小车运动的影响，需要改变接触面的粗糙程度，且对于同一接触面摩擦力一定，不同接触面，摩擦力不同，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。

故答案为：（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。

【点评】本题探究“阻力对物体运动的影响”，考查控制变量法和转化法、推理法的运用等知识。

5．（2018•哈尔滨）300多年前，伽利略对“力和运动的关系”进行了探究。

下面是模拟伽利略“推断物体不受力时运动情况”的实验。

如图是同一小车从同一斜面的同一高度由静止下滑，在粗糙程度不同的水平面上由运动到静止的过程（四种接触面的粗糙程度由小到大的顺序是：玻璃板、纸板、棉布、毛巾）
（1）小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有重力和支持力，其合力为零；在水平方向受到摩擦力，这个力对小车运动状态的影响是减小车的速度。

（2）为了便于推理得出结论，请将图中的四次实验排出合理的顺序：（b）（d）（c）（a）。

（3）牛顿在伽利略实验的基础上，进一步推广得出：一切运动的物体，在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态，这一普遍规律奠定了牛顿的力学基础。

【分析】（1）根据小车受力情况分析答题。

（2）接触面越光滑，滑动摩擦力越小，速度减小的越慢，移动的距离越远，根据图示情景分析答题，
（3）根据实验事实进行合理的推理，然后得出结论。

【解答】解：（1）小车在水平面上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，合力为零，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力的用，使小车的运动速度减小；
（2）小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下时小车滑到斜面底端时具有相同的速度，小车在不同表面滑行的不同，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，小车运动得越远，所以接触面应该逐渐变光滑即毛巾、棉布、纸板、玻璃板，故合理的顺序为：（b）（d）（c）（a）；
（3）牛顿在伽利略实验的基础上，进一步推广得出：一切运动的物体，在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态，这一普遍规律奠定了牛顿的力学基础。

故答案为：（1）重力和支持力；零；减小车的速度；（2）（b）（d）（c）（a）；（3）匀速直线运动。

【点评】本题考查了探究力与运动关系的实验，对小车正确受力分析、分析图示实验情景即可正确解题；解题时要注意控制变量法的应用。

6．（2018•秦淮区一模）小明同学为了探究“探究阻力对物体运动的影响”，设计了如图所示的斜面实验。

（1）实验中让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是使小车到达水平面时的速度相同。

（2）支持该实验结论的现象是表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越长。

（3）牛顿在前人研究成果的基础上，总结出牛顿第一定律，它的内容是：一切物体在不受外力作用时，总是保持匀速直线运动状态。

（4）若让同一小车从斜面上不同高度处由静止滑下，观察小车在毛巾表面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与高度的关系。

【分析】（1）在实验中，我们是把小车放在斜面上，让小车从斜面上向下运动，从而让小车获得一定的速度。

小车在斜面上的高度不同，则向下运动的速度就会不同；
（2）要知道阻力大小与表面光滑程度的关系以及运动的距离与阻力大小的关系；
（3）如果表面光滑，则小车不受阻力，根据实验事实进行合理的推理，判断小车的运动状态；
（4）影响重力势能的因素：质量和高度。

【解答】解：（1）用控制变量法，让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，这样小车在进入平面时的运动速度相同；
（2）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越长，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（3）如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为0，速度不会改变，将以恒定不变的速度永远运动下去。

（4）物体的重力势能与物体的质量和高度有关，动能的大小与物体的质量和运动的速度有关。

根据实验现象，若让同一小车从不同高度处滑下，可以探究小车的重力势能与高度的关系。

故答案为：（1）速度；（2）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越长；（3）匀速直线运动状态；（4）高度。

【点评】本题是一道实验题，考查的是阻力对物体运动的影响，该实验是理解牛顿第一定律的基础。

7．（2018•绥化）物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，分别通过平铺在水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如图所示。

（1）小车在木板表面速度减小得最慢（选填“毛巾”“棉布”或“木板”）；
（2）由实验现象我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体在不受力时将保持匀速直线运动状态；
（3）运用力和运动的知识判断，下列说法正确的是C；
A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态和匀速直线运动状态
B．力是维持物体运动的原因
C．地面上滚动的足球最终会停下来是因为受到阻力的作用
（4）本实验中小车在水平面上三次运动过程中消耗的机械能大小相等（选填“相等”或“不相等”）；
（5）完成上面的探究后，小林添加了一个木块来探究“物体动能的大小是否与物体的运动速度有关”，接下来他应该将小车放在同一个斜面的不同高度（选填“相同高度”或“不同高度”），由静止自由滑下来撞击放在同一水平面上同一位置的木块。

【分析】（1）接触面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远；
（2）根据牛顿第一定律，如果运动的物体没有受到力的作用，将做匀速直线运动；运用了科学推理的方法；
（3）①根据牛顿第一定律解答；
②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；
（4）机械能是指物体的动能和重力势能总和，动能大小与物体的质量和速度有关，重力势能大小与物体的质量和高度有关；
（5）动能大小跟质量和速度的有关。

在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变，改变速度。

【解答】解：（1）木板表面最光滑，速度减小的最慢，小车在上面运动的距离最远。

（2）由上述实验可推理得：如果水平面绝对光滑，运动的物体在不受力时将保持原来速度
做匀速直线运动。

（3）A、根据牛顿第一定律知：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，是“或”，而不是“和”，故A错误；
B、力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故B错误；
C、力是改变物体运动状态的原因，地面上滚动的足球最终会停下来是因为受到阻力的作用，故C正确；
故选C。

（4）小车从同一斜面的同一高度自由下滑，到达水平面时的速度相等，小车的质量相等，由此可知小车动能相等，机械能是指物体的动能和重力势能总和，所以小车达到水平面时的机械能相等，小车最终静止，小车通过克服摩擦力做功将其机械能完全转化为其它形式的能，即小车消耗的机械能相等；
（5）若探究物体动能的大小是否与物体的运动速度有关，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滑下。

故答案为：（1）木板；（2）匀速直线运动；（3）C；（4）相等；（5）不同高度。

【点评】探究阻力对物体运动的影响及影响动能大小的因素实验，均是小车从斜面滑下，注意二者的区别：小车滑下的高度是否变化；水平面的粗糙程度是否变化。

并掌握控制变量法和科学推理法的应用。

8．（2018•毕节市）在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车，如图甲所示。

（1）实验时要固定斜面，并让小车从斜面上同一（选填“同一“或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小相同（选填“相同”或“不相同”）。

（2）根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小（选填“大”或
“小”），在水平面上运动的距离越远（选填“远”或“近”）
（3）如果水平面绝对光滑，不考虑空气阻力，在图乙中大致画出小车在光滑水平面上运动的v﹣t图线
（4）在我们已学的物理知识中，也有用到这种“实验一推理”的研究方法，如真空不能传声（列举一例）。

【分析】（1）为完成“阻力对物体运动的影响”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；
（2）毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，根据实验现象得出结论；
（3）根据（2）运动变化的趋势推理想像，画出图象即可
（4）真空不能传声用到了实验推理法。

【解答】解：（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；
（2）毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远，小车速度减小的越慢；（3）由（2）知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动。

匀速直线运动在v﹣t图线上时一条平行于时间轴的直线，如图所示：
（4）研究真空能否传声时也用到了实验推理法。

故答案为：（1）同一；相同；（2）小；远；（3）见上图；（4）真空不能传声。

【点评】本题探究“阻力对物体运动的影响”，考查控制变量法和转化法、推理法的运用，是一道综合题。

9．（2018•宁波）在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。

（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的速度相同。

（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。

如果运动的物体在不受任何阻力的理想情况下，它将保持原
来的速度一直运动下去。

300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。

（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1＞P2．（填“＞”、“=”或“＜“）
【分析】（1）在进行牛顿第一定律的实验时，我们主要研究的是摩擦阻力对小车运动情况的影响，因此，需控制小车在水平面的速度相等，这样才能得出其不同摩擦阻力下，对小车运动状态的影响。

再根据不同表面的摩擦大小，可判断小车前进距离的远近；
（2）分析实验现象可知，小车受到的阻力越小，其前进的距离会越远，据此进一步做出极端假设，即小车不受外力时，会永远运动下去。

这一实验是牛顿第一定律得出的基础，再在此基础上进行科学推理才最终得出了这一著名的定律。

（3）从小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功分析，在木板面积阻力小，滑行距离远，时间长，根据P=分析功率的大小。

【解答】解：（1）实验中，每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下，是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度，这是控制变量法的要求。

（2）由实验现象可知，图中小车在不同材料表面滑行时，水平面粗糙程度越小，小车受到的阻力越小，小车运动的越远。

在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受任何阻力的理想情况下，它将保持匀速直线运动。

（3）因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1=W2；但在木板表面滑行时间长，根据P=知木板表面功率小，木板表面功率大，即则P1＞P2。

故答案为：（1）速度；（2）不受任何阻力；（3）＞。

【点评】本题主要考查了牛顿第一定律的实验过程和推理过程，这一实验结果的得出方式是我们应该特别注意的，同时，实验中还用到了控制变量的方法，也是我们应该重点学习的。

10．（2018•广东）在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，如图1所示。

（1）让同小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是使小车到达水平面时小车的初速度相同。

（2）实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长，表明它在该表面受到的阻力最小。

（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则它会在水平面上做匀速直线运动运动。

（4）如图丙所示，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则还可以探究小车的④关系（选填序号）。

①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度
（5）如图2所示，用弹簧测力计水平拉着木块在长木块上做匀速直线运动，此时测力计的示数为0.8N。

（6）在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动，可探究木块的①关系（选填序号）。

①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度；②滑动摩擦力的大小与压力大小；
【分析】（1）要探究阻力对物体运动的影响，实验中应控制小车的初速度相同，为了使小车到达水平面具有相同的初速度，应使同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下；
（2）接触面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远；（3）根据牛顿第一定律，如果运动的物体没有受到力的作用，将做匀速直线运动；运用了科学推理的方法。

（4）根据控制变量法分析。

（5）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；
（6）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度一定；探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变。

【解答】解：
（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的初速度相同；
（2）木板表面最光滑，阻力就最小，小车运动的距离就最远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（3）由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。

（4）若在水平面铺上同种材料，让同一小车从不同高度由静止滑下，则小球到达平面时的速度是不同的，所以可以探究动能的大小与速度的关系，故选④。

（5）由图2所示弹簧测力计可知，其分度值是0.2N，其示数为0.8N，
（6）在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动，木块的压力一定，改变了接触面的粗糙程度，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，故①正确。

故答案为：（1）使小车到达水平面时小车的初速度相同；（2）小；匀速直线运动；（4）④；（5）0.8；（6）①。

【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验，要掌握实验的现象及结论，知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容，解此类问题一定要注意思考实验的意义，并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。