题目
| 在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其它辅助器材，设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。 |
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题型：探究题难度：偏难来源：云南省模拟题
所属题型：探究题
试题难度系数：偏难
答案
 （答案不唯一） |
考点梳理
初中三年级物理试题“在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题”旨在考查同学们对
影响摩擦力大小的因素、
导体，绝缘体、
重力的概念、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
考点名称：影响摩擦力大小的因素
摩擦力与相互摩擦的物体有关，因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化，也不像对其它力那样精确。事实上，只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。
摩擦力来源于两个物体接触面间的附着力，但摩擦力大小与接触面积大小几乎无关。
摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力都与耗散有关：它使得相互摩擦的物体的相对速度降低，将机械能转化为热能并提高熵。
影响摩擦力的因素：
1、静摩擦力，其产生原因是因为物体间有相对运动的趋势。而相对运动趋势产生的原因是有外力作用，因此，产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力，还需要有外力作用。在不超出最大静摩擦力的范围时，外力越大，静摩擦力越大。一旦超出最大静摩擦力的范围，物体便开始运动，静摩擦力变为滑动摩擦力。那么最大静摩擦力与什么有关呢？经过实验可知fmax=μN即最大静摩擦力与静摩擦因数和正压力成正比，其中静摩擦因数比动摩擦因数稍大，因为当外力等于动摩擦力时，物体受力还是平衡的，要使物体运动，就必须增大外力。
2、物体在流体中运动时，主要是受到排开流体时流体产生的阻力，但物体侧面受到流体的摩擦力也是不可忽略的。对于排开流体时所受的阻力，可采用把运动物体改造成流线型等方法来减小，也可采用相反的方法来增大。对于物体运动时侧面所受摩擦力，我们知道，物体运动时会带动附近流体随之运动，而稍远处的流体仍是静止的，这样，根据伯努利方程
“ =常量”可知，静止的流体会对物体有压力，加之物体与流体间的接触不光滑，便会产生摩擦力。而且隨着速度的增加，运动的流体的压强减小，而静止的流体压强不变，所以压强差与压力都增大，摩擦力也就增大；经过类似的分析可得隨着深度的增加，摩擦力也是增加的。
减少有害摩擦的方式：
在工程技术中人们往往通过施加润滑剂或使用轴承的方法来减少摩擦，研究这个问题的科学称为摩擦学，它是机械制造的一个分科学。
固体摩擦
两个固体面互相摩擦。假如两个固体面的材料选择不当或它们之间相互施加的压力非常大的话，那么固体摩擦就会造成磨损。在不使用润滑剂或润滑剂失效的情况下会造成固体摩擦。
混合摩擦
在润滑剂不够或运动的开始会出现混合摩擦。这时摩擦面部分地区会直接接触。混合摩擦造成的磨损比固体摩擦要小。在长时间运行的状态下应该避免混合摩擦，但往往在技术工程中混合摩擦被容忍。
液体摩擦
假如两个运动面之间有一层完整的润滑剂的话，那么它们之间的摩擦是液体摩擦，两个运动面不直接接触。虽然如此通过运动面与润滑剂的分子之间的摩擦依然会有很小的磨损。
考点名称：导体，绝缘体
导体与绝缘体的概念
导体：容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
绝缘体：不容易导电的物体叫做绝缘体，例如：橡胶、玻璃、塑料等;
两者关系：导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体容易导电，绝缘体不容易导电的原因：
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷，它们受原子核的束缚力很小，能够从导体的一个部分移到另一个部分;
(2)绝缘体中，电荷几乎都束缚在原子的范围之内，不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
导体的分类
1、半导体：
半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间，比导体差、比非导体强，具有一些特殊的物理性质，温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
半导体的特点：
(1)半导体二极管具有单向导电性，即只允许电流由一个方向通过元件。
(2)半导体三极管可以用来放大电信号。
2、超导体：
(1)超导现象：某些物质在很低的温度下，电阻就变成了零，这就是超导现象。
(2)应用：
(1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流，这意味着用细电线就可以输送大电流。
(2)超导磁悬浮现象，使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
导体和绝缘体的比较：
考点名称：重力的概念
重力的五种定义：
重力是力学中最重要、最基本的概念之一。但是，国内外各种课本及参考书对重力概念的定义不尽一致，基本上是以下5类。
1、“重力就是指地球对物体的吸引力。”
2、“地球对地球表面附近物体的引力称重力。”
3、“质点以线悬挂并相对于地球静止时，质点所受重力的方向沿悬线且竖直向下，其大小在数值上等于质点对悬线的拉力”。“实际上，重力就是悬线对质点拉力的平衡力”。“物体在地球表面附近自由下落时，有一竖直方向的加速度g，产生此加速度的力称为重力”。
4、相对地面静止的放置在支撑物上的物体，所受重力是地球对物体的万有引力的不能产生加速度的那个分力，能产生加速度的作用效果全部分给另一个分力，即物体随地球自转所需要的向心力。
5、“地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。”
重力的公式：
1.开普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R：轨道半径，T：周期，K：常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝
2.万有引力定律：F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N m2/kg2，方向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R：天体半径(m)，M：天体质量(kg)｝
4.卫星绕行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天体质量｝
重力的独特性：
重力与弹力、摩擦力、电场力等有本质区别
只有万有引力和惯性力有资格成为重力的分力，因为万有引力和惯性力都是同时作用在物体的每一个质元上，使物体获得重量。
弹力和摩擦力只能作用的物体的局部。电场力也只能作用在物体的局部，因为电场中的导体静电平衡时电荷分布在导体的局部，绝缘体被极化后电荷也分布在绝缘体的局部。磁场力也只能作用在物体的局部，因为永磁体有磁极，软磁体在磁场中也被磁化出现磁极。这些作用在物体局部的力，不能像万有引力和惯性力那样使物体获得重量。
失重：
定义：物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态，又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。
所谓失重，就是物体不被引力所作用。所谓重力，是物体所受地球的引力的一个分力（大小几乎等于引力）。引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说，物体离它越远，所受它的引力越小，即重力越小，在足够远的距离上，它的引力可以忽略不计。在失重状态下，人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。
超重：
定义：超重是物体所受限制力（拉力或支持力）大于物体所受重力的现象。
只要物体相对于地球有竖直向上的加速度时，就会产生超重现象
当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段，其中的人和物体处于超重状态，他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍。
