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【分析】
要探究物体间力的作用是否相互,我们可以利用力的作用效果(改变物体的形状或运动状态)来分析。思路是:当物体A对物体B施加力时,观察物体A是否出现受力后的作用效果(形状改变或运动状态改变),若有,则说明物体B也对物体A施加了力,从而验证力的作用是相互的。我们可以选取图中的器材设计实验,比如用两个气球相互挤压、弹簧拉小球、铅笔戳气球等方式来观察现象。
【解析】
1. 实验操作与现象:
取两个气球,将它们相互挤压,观察到两个气球都发生了形变;
用弹簧拉动静止的小球,小球由静止开始运动(运动状态改变),同时弹簧被拉长(形状改变);
用铅笔的尖端戳气球,气球发生形变(或破裂),同时能感受到铅笔受到气球的阻力。
2. 推理结论:
上述实验中,当一个物体对另一个物体施加力时,施力物体自身也出现了力的作用效果,说明施力物体也受到了受力物体的反作用力。因此可以得出:物体间力的作用是相互的,即一个物体对另一个物体施加力的同时,另一个物体也对这个物体施加了力。
【答案】
物体间力的作用是相互的,当一个物体受到另一个物体的作用时,另一个物体也同时受到这个物体的作用力。
【知识点】
力的作用相互性;力的作用效果
【点评】
本题通过生活化的器材设计实验,直观呈现力的作用相互性,需要学生结合力的作用效果分析实验现象,既考查了对力的基本性质的理解,也培养了学生的实验探究与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
要探究物体间力的作用是否相互,我们可以利用力的作用效果(改变物体的形状或运动状态)来分析。思路是:当物体A对物体B施加力时,观察物体A是否出现受力后的作用效果(形状改变或运动状态改变),若有,则说明物体B也对物体A施加了力,从而验证力的作用是相互的。我们可以选取图中的器材设计实验,比如用两个气球相互挤压、弹簧拉小球、铅笔戳气球等方式来观察现象。
【解析】
1. 实验操作与现象:
取两个气球,将它们相互挤压,观察到两个气球都发生了形变;
用弹簧拉动静止的小球,小球由静止开始运动(运动状态改变),同时弹簧被拉长(形状改变);
用铅笔的尖端戳气球,气球发生形变(或破裂),同时能感受到铅笔受到气球的阻力。
2. 推理结论:
上述实验中,当一个物体对另一个物体施加力时,施力物体自身也出现了力的作用效果,说明施力物体也受到了受力物体的反作用力。因此可以得出:物体间力的作用是相互的,即一个物体对另一个物体施加力的同时,另一个物体也对这个物体施加了力。
【答案】
物体间力的作用是相互的,当一个物体受到另一个物体的作用时,另一个物体也同时受到这个物体的作用力。
【知识点】
力的作用相互性;力的作用效果
【点评】
本题通过生活化的器材设计实验,直观呈现力的作用相互性,需要学生结合力的作用效果分析实验现象,既考查了对力的基本性质的理解,也培养了学生的实验探究与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们可以从力的作用效果和力的三要素对作用效果的影响、杠杆原理入手思考:
1. 要使钢锯条向下弯曲,利用力可以改变物体形状的性质,对钢锯条施加向下的力即可;
2. 思考省力的施力部位时,可将钢锯条看作杠杆,固定端为支点,根据杠杆平衡条件,动力臂越长越省力,因此猜想作用在离支点(固定端)越远的位置越省力;
3. 要增大形变程度,结合力的三要素,猜想可以通过增大施力大小、在更远位置施力来实现。后续通过控制变量法设计实验,固定钢锯条伸出长度,分别改变施力点、施力大小,观察形变情况验证猜想。
【解析】
一、提出猜想
1. 对钢锯条伸出桌面的部分施加向下的力,可使其向下弯曲;
2. 力作用在钢锯条伸出桌面的末端时更省力;
3. 增大施加的力的大小、在离固定端更远的位置施力,能使钢锯条向下弯曲程度更大。
二、实验方案设计与操作
1. 固定钢锯条:将钢锯条一端平放在课桌边缘,用书本或手固定住桌面上的部分,控制钢锯条伸出桌面的长度(如10cm)。
2. 使钢锯条向下弯曲:用手在钢锯条伸出桌面的部分施加向下的力,观察到钢锯条向下弯曲,验证该方法可行。
3. 探究省力的施力部位:保持钢锯条伸出长度不变,分别在伸出端的中点和末端施加向下的力,使钢锯条弯曲相同程度,感受施力大小。发现作用在末端时,施加的力更小,更省力。
4. 探究增大形变程度的方法:
①保持施力点在末端,逐渐增大向下的力,观察到钢锯条弯曲程度逐渐变大;
②保持施力大小不变,将钢锯条伸出桌面长度增加至15cm,在末端施力,观察到弯曲程度比伸出10cm时更大。
三、实验结论
1. 对钢锯条伸出桌面的部分施加向下的力,可使其向下弯曲;
2. 力作用在钢锯条伸出桌面的末端时更省力(该位置力臂更长,根据杠杆平衡条件,动力臂越长,所需动力越小);
3. 增大施加的力的大小、让钢锯条伸出桌面的长度更长,能使钢锯条向下弯曲的程度更大。
【答案】
操作与结论:
1. 使钢锯条向下弯曲的方法:将钢锯条一端固定在课桌上,对伸出桌面的部分施加向下的力,即可使其向下弯曲;
2. 省力部位:力作用在钢锯条伸出桌面的末端时更省力;
3. 增大弯曲程度的方法:①增大施加的力的大小;②增加钢锯条伸出桌面的长度。
实验方案:将钢锯条一端平放在课桌边缘并固定,通过控制变量法,分别改变施力点、施力大小,观察并比较钢锯条的形变程度,验证猜想。
【知识点】
力的作用效果、力的三要素影响力的作用效果、杠杆平衡条件
【点评】
本题为探究性实验题,核心考查控制变量法的应用,通过对钢锯条形变的探究,加深对力的作用效果及影响因素的理解,同时结合杠杆原理分析省力原因,能有效培养实验设计与动手操作能力。
【难度系数】
0.5
【分析】
由于玻璃瓶的形变十分微小,无法直接用肉眼观察,因此需采用转换法,将微小形变转化为易观察的现象。瓶内水的体积固定,当玻璃瓶受力形变时,其内部容积会改变,进而使玻璃管中的水面位置发生变化,我们可以通过观察水面的变化来判断玻璃瓶是否形变;同时挤压不同部位时,玻璃瓶的形变方向不同,容积变化不同,水面的变化情况也不同,需分别分析。
【解析】
1. 先观察并记录玻璃管内水面的初始位置。
2. 用手挤压玻璃瓶,观察玻璃管中水面的位置变化:
若玻璃管内水面出现上升或下降,说明玻璃瓶受力后发生了形变;
沿椭圆形截面的长轴方向挤压时,玻璃瓶截面趋近圆形,内部容积变大,瓶内水体积不变,故玻璃管中水面下降;
沿椭圆形截面的短轴方向挤压时,玻璃瓶截面更扁,内部容积变小,瓶内水体积不变,故玻璃管中水面上升。
【答案】
通过观察玻璃管内水面的位置变化判断:挤压玻璃瓶时,若玻璃管内水面上升或下降,说明玻璃瓶发生了形变;沿长轴方向挤压,水面下降;沿短轴方向挤压,水面上升。
【知识点】
转换法、力的作用效果、固体微小形变
【点评】
本题运用转换法将不易观察的微小形变转化为明显的液面变化,直观验证了坚硬物体受力也会形变,培养了利用物理方法探究问题的能力。
【难度系数】
0.5