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四种常见的物理量的测量
专训14
沪粤版 八年级下
八年级物理（下）提分专训
教你一招
重力、摩擦力、浮力和压强的测量，主要使用的测量工具是弹簧测力计。重力和摩擦力的测量，利用的是转换法（重力或摩擦力等于弹簧测力计的示数）；浮力的测量利用称重法（F浮＝G－F）和排液法（F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排）；压强的测量利用公式法（p＝或p＝ρgh）。
重力的测量
1.[2023·长沙]小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示，小明用布袋装着质量不同的米，用电子秤测其质量，用液晶屏拉力器测其重力，实验数据记录如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
（1）在图乙中，当米袋静止时，拉力器的示数与这袋米所受重力的大小 　相等　 。
（2）分析表中数据可得：物体所受重力的大小与它的质量成 　正比　 。下列数据处理方法可以得到此结论的是 　A　 。
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
相等　
正比　
A　
（1）米袋静止时，拉力器示数等于米袋的重力。（2）实验中重力的大小与质量的比值：＝＝＝＝＝＝9.8 N/kg，可见物体所受的重力与其质量成正比。
【点拨】
摩擦力的测量
2.[2023·武汉]为了比较两种品牌运动鞋的防滑性能，小南设计了如图甲的实验，步骤如下：
（1）将两种品牌的运动鞋各取一只，用弹簧测力计分别称出它们的重力，图乙是测量其中一只鞋的重力时弹簧测力计的示数，其示数为 　2.4　 N。
（2）用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子，再向里面缓慢加入细沙，直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同。
2.4　
（3）将弹簧测力计调零后，其一端固定在跑步机上，另一端钩住鞋子。
（4）启动跑步机，待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数，该示数 　等于　 （填“大于”“小于”或“等于”）鞋子受到的摩擦力。
（5）换另一只鞋子，重复步骤（4），
并记录数据。
等于　
（6）比较步骤（4）、（5）中两次弹簧测力计的示数，对应示数 　较大　 （填“较大”或“较小”）的鞋子防滑性能好。
（7）如果在步骤（4）中提高传送带速度，那么弹簧测力计示数稳定后，其示数与低速时相比 　不变　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
较大　
不变　
（1）观察弹簧测力计发现，弹簧测力计的分度值为0.2 N，此时弹簧测力计的示数为2.4 N。
（4）启动跑步机，弹簧测力计示数稳定后，鞋子相对于跑步机做匀速直线运动，鞋子受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以弹簧测力计的示数等于鞋子受到的摩擦力。
【点拨】
（6）由于鞋子受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以对应弹簧测力计示数较大的鞋子受到的摩擦力较大，鞋子受到的摩擦力大，鞋子防滑性能好。
（7）由于滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度和压力大小有关，与运动速度无关，所以提高传送带速度，鞋子受到的摩擦力大小不变，弹簧测力计示数稳定后，示数与低速时相同。
压强的测量
3.同学们将一端带橡皮膜的薄壁玻璃管竖直插入某种密度未知的液体中适当深度（如图所示），在玻璃管内加入适量的细沙，测量液体压强的大小。
（1）测量液体压强的实验原理是 　p＝　 。
（2）实验中使用的测量工具是 　天平　 。
（3）实验过程：
①测出玻璃管的直径d；
②将玻璃管带有橡皮膜的一端插入液体中某一深度；
③向玻璃管内加入适量的细沙，使橡皮膜恢复水平，测出细沙的质量m。
该深度处液体压强p的数学表达式是 　p＝　 。
p＝　
天平　
p＝　
（4）评估上述实验，小雪认为：测量细沙质量时，由于无法将细沙从玻璃管中倒净，实验误差较大。利用原有的实验器材，请你提出解决这一问题的方法 　可以先测量出玻璃管的质量，再测量玻璃管和细沙的总质量　 。
可以先测量出玻
璃管的质量，再测量玻璃管和细沙的总质量　
（1）将一端带橡皮膜的薄壁玻璃管竖直插入某种密度未知的液体中适当深度，在玻璃管内加入适量的细沙，当液体对橡皮膜向上的压强与细沙对橡皮膜向下的压强相等时橡皮膜水平，故测量液体压强的实验原理是p＝。（2）实验中需要用天平测量细沙的质量。
【点拨】
（3）因为橡皮膜水平，所以液体对橡皮膜向上的压强与细沙对橡皮膜向下的压强相等，所以该深度处液体的压强p＝＝＝。（4）测量细沙质量时，由于无法将细沙从玻璃管中倒净，实验误差较大，可以先测量出玻璃管的质量，再测量玻璃管和细沙的总质量。
4.小明同学想测量大气压强的大小，他拿来一个带挂钩的吸盘，将吸盘沾水后紧压在厚玻璃板的下表面，用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下，如图甲所示，向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来，由此可得到大气压的大小，本实验测量大气压的原理是p＝。
（1）实验中用到的主要测量工具有 　A　 、 　C　 。（均填“A”“B”“C”或“D”）
A.弹簧测力计 B.量筒
C.刻度尺 D.温度计
（2）请写出需要直接测量的物理量并用字母表示： 　使吸盘刚被拉下来的沙袋的总重力G　 、 　吸盘的直径d　 。
（3）用所测物理量表示大气压p＝ 　　 。
A　
C　
使吸
盘刚被拉下来的沙袋的总重力G　
吸盘的直径d　
　
（4）小明将吸盘蘸水的目的是 　防止漏气　 。
（5）小红也测量了大气压，她的实验如图乙所示，在吸盘下挂质量为50 g的钩码，并逐渐增加相同钩码的数量直到吸盘脱落，你认为小明和小红的测量方案哪个更合理？ 　小明　 。
防止漏气　
小明　
（1）本实验测量大气压的原理是p＝；测量力用弹簧测力计，面积不能直接测量，可用刻度尺测量吸盘的直径来间接计算出，故A、C符合题意。（2）向袋里逐渐注入细沙直至吸盘刚被拉下来，沙袋的总重力G可用弹簧测力计直接测出；吸盘的直径d可用刻度尺直接测量。
【点拨】
（3）从公式入手推出大气压p＝＝＝。 （4）为了防止漏气，小明将吸盘蘸水。（5）向购物袋中加细沙，细沙的多少控制得较精确，如果用钩码，0～50 g之间的数值无法控制，故实验方案中小明的更合理。
浮力的测量
5.某兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。
（1）实验中所用物块的重力为 　4　 N。
（2）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得溢出水所受的重力 　偏小　 （填“偏大”或“偏小”）。
4　
偏小　
（3）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为 　1　 N，物块受到的浮力大小与它排开的水所受的重力大小 　相等　 。
1　
相等　
（4）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现F5＞F3，说明物块受到的浮力大小与 　液体的密度　 有关。换用酒精再次实验的目的是 　寻找普遍规律　 。
液体
的密度　
寻找普遍
规律　
（1）由图甲可知，物块的重力为4 N。（2）物块放入水中前，溢水杯中应该是装满水的，否则小桶内所盛的水的体积将小于物块排开水的体积，所以，测得的排开水的重力会偏小。（3）物块的重力大小是4 N，物块浸没在水中时，弹簧测力计示数是3 N，则物块浸没在水中受到的浮力F浮＝F1－F3＝4 N－3 N＝1 N，
【点拨】
物块排开水所受的重力G排＝F4－F2＝1.5 N－0.5 N＝1 N，则物块受到的浮力大小与物块排开水的重力大小相等。
（4）用酒精代替水继续实验，发现此时的弹簧测力计示数变大，由称重法可知，物块所受浮力变小，排开液体的体积相同，液体的密度不同，浮力不同，可说明浮力的大小与液体的密度有关。为了使实验结论具有普遍性，用酒精继续实验。

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