九年级物理力学拓展练习经典含答案.docx

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九年级物理力学拓展练习经典含答案

九年级全一册

——重要的实验探究（第13章）

【第13章实验——探究弹簧测力计的原理、探究重力的大小、影响摩擦力大小的因素、杠杆的平衡条件、其他简单机械的实验】

【探究弹簧测力计的原理——常规】1、为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．

表一：

甲弹簧受到的拉力/N

0

1

2

3

4

5

6

甲弹簧的长度/cm

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

21.0

24.0

表二：

乙弹簧受到的拉力/N

0

1

2

3

4

5

6

乙弹簧的长度/cm

6.0

7.5

9.0

10.5

12.0

13.5

15.0

（1）分析表一和表二数据可知：

①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成________；

②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧________（选壤“大“或“小”）．

（2）如图所示的A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是________（选填“A”或“B”下同）测力计，精度较高的是________测力计．

（3）经实验探究发现：

在拉力相通的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关．

设计实验：

___________________________________________________________________________________

2、【2012·河北省】阅读短文，回答问题．

无处不在的弹簧

弹簧在生活中随处可见，它在不同的领城发挥着重要作用．

弹簧的特点就是在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且形变越大，产生的弹力越大；一旦外力消失，形变也消失．物理学家胡克研究得出结论：

在弹性限度内，弹簧的形变量与它受到的拉力（或压力）成正比．

弹簧具有测量功能、紧压功能、复位功能和缓冲功能，以及储存能量的功能．弹簧在生产和生活中有许多应用，例如，制作弹簧侧力计、钢笔套上的夹片、机械钟表的发条等．

（1）弹簧被拉伸或压缩时都产生反抗外力作用的弹力，这说明________________________________．

（2）胡克的结论是________________________________________________________．

（3）下表是小明研究弹簧长度与所受拉力大小关系时记录数据的表格，空格中的数据是________．

钩码重/N

0

0.5

1.0

2.0

2.5

弹簧长度/cm

4

5

6

7

8

9

（4）举一个生活中应用弹簧的实例：

________________________________．（短文中实例除外）

【探究弹簧测力计的原理——拓展】1、在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示．

（1）由图可知，该弹簧受到的拉力每增加1牛顿，弹簧的伸长增加________厘米；

（2）该图线不过原点的原因是________________________________．

2、归纳式探究--研究弹簧的刚性系数：

我们知道，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越大．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”、“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的刚性系数来表示．刚性系数越大，弹簧越硬．

为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如下（其中：

S为制造弹簧的金属丝的横截面积，n为弹簧的匝数，r为弹簧的半径，A为弹簧的刚性系数）：

材料

S/m2

n

r/m

A/（N•m-1）

铜

3×10-6

100

1×10-2

90

钢

3×10-6

100

1×10-2

180

铜

6×10-6

100

1×10-2

360

钢

3×10-6

100

1×10-2

90

铜

6×10-6

100

1×10-2

45

（1）A=k________，其中k与制造弹簧的材料有关，材料不同，k值一般不同．上述实验中钢的k值k钢=________（填上数值和单位）．将数据变成公式，运用的是________法．

（2）用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧，则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线________表示．

（3）如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用10N的力拉伸时，用________做成的弹簧变得更长．

（4）用横截面积为9×10-6m2的铜丝制成一个60匝、刚性系数为100N/m的弹簧，则该弹簧的半径为________m．

【探究重力的大小——常规】1、【2012·眉山市】地球附近物体都要受到重力，小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究．

（1）你________（选填“同意”或“不同意”）物体的重力大小与物体的质量有关依据是________________

（2）如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数，该测力计的量程是________N，分度值是________N，请将此时测力计的示数填人下表的空格处．

（3）请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象．

次数

1

2

3

4

质量m/kg

0.1

0.2

0.3

0.4

重力G/N

1

_______

3

4

（4）由图象可知：

物体的重力跟物体的质量成________．

（5）若干年后，小考在我国建成的太空站工作时，你认为他用同样的器材________（选填“能”或“不能”）完成该探究．

【探究重力的大小——拓展】1、在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上．如图所示，一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动．用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止．多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置．

（1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中_______．

A．轴心正下方的某一位置

B．轴心左侧的某一位置

C．轴心右侧的某一位置

（2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m=0.4kg的金属后，再用力推动飞轮，当观察到_______的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了．

（3）请在上图中标出E的位置．

（4）调整前飞轮的重心P到轴心的距离l为______________．（提示：

利用杠杆平衡条件）

2、如图所示为小明自制的风力板，a板为迎风板，其迎风面承受风力，b板为压重板，它水平放置，m为压重板上的铁板（a、b板重力不计）．当压重板上铁板重力一定时，风力大到一定程度，风力板就会倾倒，在这过程中，风对迎风板的作用力当作动力，_______当作阻力，压重板上的铁板越重，风力板倾倒时记录的风力越_______．小明通过查阅资料和实验，在压重板上加上重力不同的铁板，制成能测风力1～8级的8个风力板，构成一套风力探测仪．在南风盛行的某地，小明用这套风力探测仪测定当天最强的风力．

（1）在开阔的水平地面放置风力探测仪时，小明应________________________________________．

（2）小明确定当天最强风力的方法是________________________________________________________．

3、物体只在重力作用下由静止开始下落的运动称为“自由落体运动”．小明对这种落体运动产生了探究的兴趣，提出如下两个问题．

问题一：

物体下落的快慢是否与物体的质量有关？

问题二：

物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系？

于是他找来一些器材并在可忽略空气阻力情况下准备进行实验．

（1）请你帮助小明设计探究“问题一”的实验方案．

（2）小明探究“问题二”时，通过实验，测量出同一物体分别从最高点下落的高度为h1、h2、h3，并测量出每次下落的高度所对应的下落时间为t1、t2、t3．分析实验数据发现：

“物体下落的高度与下落的时间不满足正比例关系”．他猜想“物体下落的高度与下落的时间平方成正比”，若要验证这一猜想，应如何处理分析实验数据？

4、演绎式探究--探索宇宙：

（1）牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小

，其中m1、m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，k=6.67×10-11m3/（kg•s2）．可见，当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变_______．

当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时，绳子对小球有一个向圆心拉的力，这个力叫做向心力．这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件．宇宙中的星体也是如此：

子星绕母星（卫星绕行星，行星绕恒星）的运动可以近似地看作是匀速圆周运动（如图），子星受到一个恒定的指向圆心（母星）的向心力，向

心力的大小，其中m为子星质量，v为子星绕母星匀速运动的速度，r为运动半径（也即两星之间的距离）．并且，向心力的大小等于母星对它的引力F引．

（2）若月球绕地球一周所用的时间为T，地月之间的距离为r，则地球质量M的数学表达式为____________．

（3）已知地球到太阳的距离为1.5×1011m，一年为3.2×l07s，则太阳的质量为_______kg．

【影响摩擦力大小的因素——常规】1、【2012·孝感市】如图所示是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做_______运动，这样做便于测量滑动摩擦力的大小．

（2）分析图甲、乙可知，在接触面粗糙程度相同时，_______越大，滑动摩擦力越大．

（3）分析图甲和丙，发现弹簧测力计的示数F1＜F3，说明：

压力一定时，_____________________，滑动摩擦力越大．

上述实验得到的结论是：

滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关．

人们通过大量实验进一步证明：

接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比．

（4）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F4，则F4：

F3=_______；此运动过程中，物块B受到的摩擦力fB=_______N．

2、【2012·咸宁市】科学探究活动通常包括以下要素：

提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作．某班物理课外学习小组在进行《探究--摩擦力的大小与什么有关》的课题研究时，同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”

（1）这属于科学探究活动的_______要素．

（2）他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系，已测得木块A的质量为100g，测定木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时弹簧测力计的示数F，得到一组F与相应的放在木块A上的砝码重力G的数据（如表）．请在表格中的空格内填上合理的数据，并根据表中的数据在如图2所示的方格坐标纸中作出滑动摩擦力Ff与压力FN的关系图象．（g取10N/Kg）

砝码G/N

0

0.50

1.00

1.50

2.00

压力FN/N

弹簧测力计读数F/N

0.30

0.45

0.60

0.76

0.90

滑动摩擦力Ff/N

（3）根据你作出的图象所得出的结论判断：

当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，木块A所受滑动摩擦力应为_______N．

3、【2012·无锡市】小明用如图1所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关．

（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿_______方向拉动木块，并使木块作匀速直线运动．这样做的目的是______________________________________________________________________，

（2）实验时，小明记录的部分数据如表所示．

序号

木块放置情况

木板表面情况

压力/N

弹簧测力计示数/N

1

平放

木板

6

1.2

2

平放

木板

8

1.6

3

平放

木板

10

2.0

4

平放

木板上铺棉布

6

1.8

5

平放

木板上铺毛巾

6

3.0

a．分析序号______________三组数据可知：

滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力的大小与接触面所受压力F大小的关系式是__________________________________________．

b．如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为______________三组数据进行分析．

（19）燕子低飞、（小鱼）游出（水面）、（蚂蚁）搬家表示要（下雨）了。

（3）小明在实验时还发现：

在木块没有被拉动时，弹簧测力计也有示数，且示数会变化．他请教老师，知道可用F-t图象表示拉力随时间的变化情况．若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图象如图2所示，其中0～4s木块处于静止状态，分析图象可知：

要使木块由静止开始运动，至少要用_______N的水平拉力拉木块；如果实验时木块所受的拉力是2N，则下列对木块所处状态的判断，正确的是_______．

口口字旁（唱听叶）月月字旁（肚朋腿）A．静止B．匀速直线运动

C．静止或匀速直线运动D．条件不足，无法判断

“有”的使用

【影响摩擦力大小的因素——拓展】1、【2012·湖州市】小明看见农民伯伯在用铁锹挖土时，不时地往手上吐口水，询问后得知是为了防止打滑．但为什么许多场合写着“地板湿滑小心慢走”？

于是他找来弹簧测力计、滴管、一块油漆过的木块和一杯水进行探究．如图，在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，立即让木块在玻璃桌面上做匀速直线运动，测出摩擦力，记录数据如表：

实验次数

1

2

3

加两笔:

口——（只）（古）（石）（右）（可）（加）（叶）4

难忘的（节日）长长的（小河）5

六、一般的比喻句水滴数/滴

7、字的结构分析笔画笔顺填空。

5

（12）朝看太阳辨（西东），夜望北斗知（北南）。

蜻蜓低飞（江湖）畔，即将有雨在眼前。

大雁（北）飞天将暖，燕子（南）归气转寒。

一场（秋雨）一场寒，十场（秋雨）要穿棉。

10

六、看图写话15

例：

1、父人女虫禾立2、口田今木人门20

25

摩擦力/牛

1.3

1.5

1.8

1.4

_______

（1）该实验基于的假设是__________________________________________．

（2）第五次实验中弹簧测力计的读数如图，为_______牛．

（3）随着水滴的增加，摩擦力的大小变化趋势更接近以下四幅图中的_______图．

2、【2012·昆明市】生活经验告诉我们，自行车轮胎内气压越低，骑起来就越费力；汽车轮胎内气压越低，油耗就越高．李明和张强经过观察发现，轮胎内气压降低是导致它与地面接触面积增大的一个原因，于是他们提出了滚动摩擦力是否与轮胎和地面接触面积大小有关的问题．

为此，他们设计了一个实验方案：

在同一水平道路上，让李明骑在同一辆自行车上控制方向把，双脚踏在板上不动．分别在三种胎压情况下，有张强用弹簧测力计沿运动方向拉着自行车匀速运动．经过反复实验，得到了不同胎压下滚动摩擦力的平均值如下表所示（车胎放掉的质量、其他阻力忽略不计）．

胎压

正常

较低

很低

滚动摩擦力（平均值）

10.5N

15.2N

20.8N

（1）在上述实验方案中，“让李明骑在同一辆自行车上”的目的是为了控制_______；“沿运动方向拉着自行车匀速运动”是为了是拉力_______滚动摩擦力；

（2）通过对实验数据的分析可以得到的结论是：

在其他条件相同的情况下，接触面积越大，滚动摩擦力_______；

（3）胎压降低导致汽车油耗增大的原因是_______________________________________________________．

3、【2012·宿迁市】教室的门栓坏了，门经常被风吹开，这是门与门框间摩擦太小的缘故．如何增大摩擦呢？

同学们提出一些设想，概括如下：

a．增大压力增大摩擦；b．增大接触面粗糙程度增大摩擦；

c．增大接触面积增大摩擦；d．增大运动速度增大摩擦．

为了验证这些设想，他们利用长方体木块、铁块、弹簧测力计、毛巾和水平桌面等，进行实验探究，并将数据记入表中：

实验

接触面情况

速度

压力/N

摩擦力/N

接触面

接触面积/m2

1

木与桌面

0.01

v

5

1

2

木与桌面

0.01

2v

5

1

3

木与桌面

0.01

v

10

2

4

木与毛巾面

0.01

v

5

★

5

木与桌面

0.005

v

5

1

（1）比较实验1、2可知：

设想_______是错误的，判断的理由是___________________________________；

（2）比较实验_______两组数据，可以判断设想C是否正确；在实验中，测量摩擦力时应保持木块在水平桌面上作_______运动；上图的弹簧测力计示数是表中“★“处的数值，其大小为_______N

（3）某同学分析实验3、4数据，并支持设想b，你认为他这种分析方法_______（填“正确“或“不正确“），其理由是_______________________________________________________________；

（4）请你利用上述分析得出的结论，写出一种能将门关紧的方法：

________________________________．

【杠杆的平衡条件——常规】1、【2012·岳阳市】小明同学探究“杠杆的平衡条件”．

（1）实验前，杠杆停在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；

（2）调节杠杆水平平衡后，小明进行的三次实验如图乙所示．根据实验，他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，你认为这个结论是_______（选填“正确”或“错误”）的，实验过程中使杠杆水平平衡的目的是___________________________________；

（3）在图乙（b）装置的左右两边各取下一个钩码后，杠杆_______（选填“左”或“右”）端下沉，为使杠杆恢复水平平衡，只需将右侧钩码移至第_______格；

（4）用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡，如图丙所示．现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据图乙可判断GA_______GB（选填“＞”、“=”或“＜”）．

2、【2012·宜昌市】在研究杠杆平衡条件的实验中：

（1）小明调节杠杆在水平位置平衡后，按图1所示，通过加挂钩分别改变F1、F2，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L1和L2，记录的实验数据如下表：

次数

F1/N

L1/cm

F2/N

L2/cm

1

1

8

2

4

2

2

8

1

16

3

2

12

3

8

小明通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：

“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”．小华认为小明的结论不正确，小华为了验证自己的观点．只将如图1中的F1改用弹簧测力计来拉．实验中改变拉力的_______．仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的_______，即可证明小华的观点是否正确．

（2）某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图2所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小．他测力臂的方法是_______的（选填“正确”或“错误”）．如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，则杠杆_______（选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右倾斜”）．

【杠杆的平衡条件——拓展】1、【2012·天津市】小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量，通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程．于是，他想用其他方法进行测量．

现有器材：

天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺和几根足量长的细绳．

只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案，要求：

（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；

（2）写出木棒质量的数学表达式（用测量量表示）．

2、小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤．只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值．

（1）设计中所用的物理知识主要有______________、______________．

（2）该秤的刻度是_______（均匀/不均匀）．

（3）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是_______点．

（4）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度_______（上或下）边的数值大．

【其他简单机械的实验——定滑轮、动滑轮】1、同学们共同研究滑轮的特点：

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：

使用定滑轮_____________________．

（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示．据此可知，使用动滑轮_______．

（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：

利用滑轮组提升重物能否省功呢？

为此，他们进行的实验如丙图所示．请根据丙图信息．写出分析数据的具体过程，并回答他们的问题．

2、做物理实验要遵循实事求是的原则．如图所示，小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如下所示的实验，并记录了数据（如下表）．

实验次数

物重G/N

使用定滑轮时测力计的示数F1/N

使用动滑轮时测力计的示数F2/N

1

1.00

0.60

0.65

2

1.50

1.00

0.90

3

2.00

1.60

1.15

通过分析数据，她觉得与书本中的结论偏差较大．你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：

（1）该实验中造成使用定滑轮时F1≠G的主要原因是：

___________________________________．

（2）该实验中造成使用动滑轮时F2≠G/2的主要原因是：

___________________________________．

（3）请你对小明做“研究定滑轮的特点”的实验方法提出合理的改进意见：

______________________