由图象可知,甲物体前4s内运动的路程不随时间变化,所以甲物体处于静止状态,即运动的路程为0; 物体乙在0﹣2s内通过路程:s=s2﹣s1=20m﹣0m=20m, 则乙的速度v==
=10m/s
15.如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让同一钢球A从斜而上不同的高度由静止滚下,撞到同一木块上。实验中,通过观察_______来判断钢球动能的大小;本实验用到的科学研究方法是_______ (说出一种即可)。
答案:木块B被撞的距离 控制变量法和转换法
解析:让同一个钢球沿着斜面的不同高度,静止滚下撞击水平板上的木块,这个做法是控制质量相同,目的是探究物体的动能与速度的关系,采用的事控制变量法。实验过程中,通过观察木块B被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小,这个做法是转换法。
16.在物理实验中,常采用的研究方法有“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“转换法”“模型法”“归纳法”等。研究电阻的串、并联时,引入“总电阻”的概念,主要采用了 ;用“水压”类比“电压”,主要采用了 ;列举一种用控制变量法研究的物理学事例 。
【答案】等效替代法;类比法;研究摩擦力与压力的关系,需要控制接触面粗糙程度,改变压力。 【解析】①“等效替代法”是在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效的、容易的、易处理的问题的一种方法;
②“类比法”是指两类不同事物之间存在某种关系上的相似,从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法;
③控制变量法:在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看研究的物理量与该物理量之间的关系。 研究电阻的串、并联时,引入“总电阻”的概念,主要采用了等效替代法; 用“水压”类比“电压”,主要采用了类比法;
在物理探究实验中,较多运用了控制变量法,如:研究摩擦力与压力的关系,需要控制接触面粗糙程度,改变压力;研究压力作用效果与接触面积的关系时,控制压力,改变接触面积大小;研究动能与质量的关
系时,保持速度不变,改变质量;研究电流与电压关系时,保持电阻不变,改变电压;研究电流产生热量与电阻关系时,保持电流和通电时间一定,改变电阻大小,等等。 三、简答题
17.人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图甲所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。推理的方法同样用在“研究声音的传播”实验中。在如图乙的试验中,现有的实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,
在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这一结论的?
【答案】本实验可以推理:如果罩内被抽成真空,将不能听到铃声,由此可以推出“声音不能在真空中传播”的结论。
【解析】在“研究声音的传播”实验中,实验现象是随着罩内空气的不断抽出,听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音,主要原因有:实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,以及周围的固体还能传声。这时推理就显得很重要了,它能够突破实验条件的限制,抓住主要因素,忽略次要因素,得出结论。 18.牛顿曾研究过这样一个问题:他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是牛顿提出了一个“大炮”的设想,上图是他画的“大炮”草图——在地球的一 座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远。他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿 通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事,故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。
(1)研究中牛顿基于的可靠事实是______________。
(2)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图,推测牛顿当年的重要结论是______________。如今,牛顿当年的推测已变成了现实,人们应用他的推论,利用现代科技制成了______________。
(3)初中物理学习中,你在研究什么问题时用到过理想实验的方法?请举一例并说明你的研究过程。 【答案】见解析。
【解析】(1)人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。
(2)抛出物体的速度足够大时,物体将离开地球,绕地球旋转,做圆周运动;人造卫星。(3) 如:研究真空能否传声时用了理想实验的方法:把音乐芯片放在广口瓶内,瓶口塞上插有玻璃管的软木塞,用抽气设备抽瓶中的空气,在抽气的过程中,人听到的音乐声逐渐变小,由于实验时无法达到绝对真空,在前面可靠事实的基础上推理出声音不能在真空中传播。又如:研究牛顿第一定律时用到了理想实验的方法。让滑块 从同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上,发现水平木板越光滑,滑块滑得越远,在这一可靠事实基础上,推出假若木板绝对光滑(完全没有摩擦),滑块将做匀速直线运动。 四、实验探究题
19.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热,得到的实验数据如下表: 物质 甲 次数 1 2 乙 3 质量m/kg 0.1 0.2 0.1 升高温度△t/℃ 10 10 10 加热的时间t/min 2 4 1
4 0.2 20 2 (1)实验中记录加热时间的目的是
(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出同种物质升高相同的温度时,吸收的热量的多少物质的 有关.
(3)分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出质量相等的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量 (选填“相同”或“不同”)
(4)分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同,单位质量的不同物质升高的温度 (选填“相同”或“不同”).
(5)由上述分析可以得出 (选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强. (6)该实验采用的物理学研究方法是 和 .
【答案】(1)在相同时间内产生的热量相等;(2)质量;(3)不同;(4)相同;(5)甲;(6)转换法;控制变量法.
【解析】探究物质的吸热性能大小时,必须控制物质吸收的热量相等,因此实验中选用了两个相同的电加热器;根据控制变量法的要求,分析表中实验数据,根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的结论;加热相同时间,甲乙吸收的热量相同,质量也相同,通过比较温度变化来比较吸热能力.吸收热量的多少用加热时间来表示,用到了转换法,此实验还用到了控制变量法.
(1)实验中用同样的加热器,放出的热量才相同,物质吸收的热量才会相同,故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同;
(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的质量有关;
(3)由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知,质量相同的甲和乙升高相同的温度,吸收的热量不相等;(4)分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同(2min),单位质量(0.1kg)的不同物质升高的温度相同(10℃);
(5)由表中第1、3次实验数据可知,液体质量和升高的温度相等而液体种类不同,甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长,甲液体比乙液体吸收的热量多,由此可得:甲的吸热能力更强. (6)吸收热量的多少用加热时间来表示,用到了转换法,此实验还用到了控制变量法. 20.在探究阻力对物体运动的影响时:
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