资源简介

(共30张PPT)
题型二　力学实验
力学的范围比较广泛，中考命题的变数也比较大，这一部分的探究题难度不大，但是比较灵活，安徽力学探究题主要考查密度(质量)的测量，牛顿第一定律及其探究、二力平衡的条件的探究、摩擦力、动能势能的影响因素、杠杆的平衡条件、各种简单机械的机械效率的探究等。解力学探究题首先要深入了解课本上实验的原理和方法，做到了如指掌，才能对探究实验题做到万无一失；其次是掌握探究的方法，要熟练运用“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等方法。
1.密度的测量
例1 小红想测量冰红茶的密度，小丽想测量一块小矿石的密度，于是二人利用已学过的相关物理知识，做了如下实验：
(1)小红利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量冰红茶密度，过程如下：
①她将天平放在水平台上，调节横梁平衡后如图甲所示，她操作中的错误是　　　　　　　　　　　　　　　；
②改正错误后，用天平测出烧杯和冰红茶的质量是117 g；
③将烧杯中的冰红茶倒入量筒一部分，示数如图乙所示；
④再用天平测出烧杯和剩余冰红茶的质量，砝码和游码的示数如图丙所示；
⑤请你将实验的相关数据填入表中：
(2)小丽利用弹簧测力计、矿石、水、烧杯、细线测量矿石密度，请将她的实验过程补充完整：
①用细线拴住矿石，并用弹簧测力计测出矿石的　　　；
②将矿石　　　　　在装有适量水的烧杯内，不要碰到烧杯底部和烧杯壁，并记录此时弹簧测力计的示数F；
③矿石密度的表达式为ρ石=　　　　　　(用所测物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示)。
答案：(1)游码没有移至标尺左端零刻线处
方法归纳本题考查了测量物体密度的方法，本题中测量物体密度所用到的知识包括密度知识和阿基米德原理，是一道综合实验题，考查了学生的分析能力和综合能力。解题时关键是知道托盘天平是如何使用的，做到放、调、测、收的方法正确。在调整平衡时，使用前要知道指针右偏平衡螺母向左调，指针左偏平衡螺母向右调；测量中调平衡时是通过加减砝码或移游码来实现平衡的。
2.机械效率的测量
例2 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
(1)实验中应沿竖直方向　　　拉动弹簧测力计。
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用　　(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率　　　　(选填“越高”“不变”或“越低”)。
(4)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然计算出第3次的机械效率η=　　　(保留3位有效数字)。
答案：(1)匀速　(2)乙　(3)越低　(4)83.3%
方法归纳本题考查了学生对测滑轮组机械效率实验的理解。在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升，测出G、h、F、s，根据公式 计算。在比较影响滑轮组的机械效率时采用的是控制变量法。
3.探究影响滑动摩擦力大小的因素
例3 如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)拉着木块在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数如图甲所示，则木块受到的滑动摩擦力大小为　　　N。
(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出，滑动摩擦力大小与　　　　　　　　有关。
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，进行了图丙的实验，当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，你建议小明可采取的办法是　　　　　　　　　，测出滑动摩擦力的大小，再和实验　　(选填“甲”或“乙”)进行比较。
答案：(1)4.2　(2)压力大小　(3)先将丙实验中木块上的砝码取下　甲
解析 ：(1)在实验中，小明用弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；由题图甲知，测力计的分度值为0.2 N，所以其示数为4.2 N，所以摩擦力为4.2 N。
(2)甲、乙接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，可得滑动摩擦力与压力大小有关。
(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，由于摩擦力较大，测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙实验中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较。
方法归纳本题考查了二力平衡条件、转换法、控制变量法等在探究实验中的运用，同时考查了影响滑动摩擦力大小的因素。在测量滑动摩擦力大小时要匀速拉动弹簧测力计，才能保证拉力与滑动摩擦力大小相等。探究影响滑动摩擦力的因素主要有压力、接触面的粗糙程度、运动的速度、接触面积的大小。
1. 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉衣、木板等)，让小车自斜面顶端由静止开始滑下，观察同一小车从同一斜面的同一高度滑下后，在不同表面上运动的距离，如图所示。
(1)结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
(2)推理：如果运动物体不受力，它将永远做匀速直线运动。
解析：(1)由实验现象可知，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；(2)假如小车受到的阻力为零，那么就没有阻力可以改变小车的运动状态了，小车将以恒定不变的速度永远运动下去，即做匀速直线运动。
2. 老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
(2)如图所示，小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上，其目的是控制压力大小相同，改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。以下实例中应用该结论的有AD。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”，他的操作步骤是把左侧瓶中倒出一些水后，倒立在海绵上，并与右侧瓶子的作用效果相比较。
解析：(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，这是转换法的运用。
(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上，这样可以控制压力相同，改变受力面积的大小。
从该实验中得出的结论是压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
A.菜刀要经常磨一磨，是为了在压力一定时，减小受力面积，增大压强，符合题意；
B.书包要用宽的背带，是为了在压力一定时，增大受力面积，减小压强，不合题意；
C.汽车限重，是在受力面积一定时，减小压力，减小对路面的压强，不合题意；
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙，是为了在压力一定时，减小受力面积，增大压强，符合题意。
故选AD。
(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”，应控制受力面积相同，只改变压力的大小，故他的操作步骤是把左侧瓶中倒出一些水后，倒立在海绵上，并与右侧瓶子的作用效果相比较。
3. 小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。
(1)实验中，首先必须检查压强计能否正常使用，若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性差(选填“好”或“差”)。调节好压强计后，U形管两边液面相平。
(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中，发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小，由此，他判断图甲中的液体是酒精，他的判断是错误(选填“正确”或“错误”)的；接着他改变图乙中探头的深度，其探究情况如图丙所示。
(3)比较图乙、丙，得出探头浸入液体的深度越深(选填“越深”或“越浅”)，U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体的压强就越大。
(4)小敏发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两边液柱的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处，液体内部向各个方向的压强相等。
解析：(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性差。
(2)小敏把探头分别浸入到题图甲、乙中的两种液体(水和酒精)中，由图可知，没有控制探头所在的深度相同，所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小，故他的判断是错误的。
(3)研究液体压强与深度的关系时，应控制液体密度相同，改变深度，故小敏应该比较题图乙、丙；探头浸入液体的深度越深，U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体的压强就越大。
(4)在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两边的液面高度差相同，说明在同种液体的同一深度处，液体内部向各个方向的压强相等。
4. 小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量力臂。
(2)实验过程中，将钩码悬挂于图中A点，保持阻力、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂L1和对应的动力F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出L1与F1的图象，根据图象中实验数据可知，当L1为0.5 m时，F1为0.6 N。
(3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是拉力的力臂变小。
解析：(1)当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
从图象上读出一组数据，当动力F1=0.75 N时，对应的动力臂L1=0.4 m，
根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂的乘积F2L2=F1L1=0.75 N×0.4 m=0.3 N·m，
根据题意可知，阻力与阻力臂的乘积保持不变，
(3)保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂变小，但是阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的拉力会变大。
5. 用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。
(1)沿斜面拉动物体时，应使其做匀速直线运动。
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为95.2%。由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为0.43N。
解析：(1)沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。
(2)由题图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F=0.7 N，
则斜面的机械效率

比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：
斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。
(3)由第1次实验的数据可知，
沿斜面拉木块做的有用功W有=Gh=4 N×0.15 m=0.6 J，
拉力做的总功W总=Fs=1.1 N×0.9 m=0.99 J，
则额外功W额=W总-W有=0.99 J-0.6 J=0.39 J，

展开更多......

收起↑