资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台专题01 力学实验一、怎样解探究影响滑动摩擦力大小的实验问题1. 解答影响滑动摩擦力大小因素的实验问题时应明确以下两点:(1)实验中测量滑动摩擦力的大小时运用了二力平衡条件和转换法。由于摩擦力不能直接测量,所以用弹簧测力计拉木块在水平方向上做匀速直线运动,由二力平衡条件知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,所以在探究过程中应采用控制变量法。2. 注意事项若要探究滑动摩擦力与接触面积的关系,可将同一木块分别侧放、平放、竖放在同一水平长木板上,拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数是否相同。二、怎样解探究压力作用效果与那些因素有关的实验题1. 压力的作用效果主要从力改变物体的形状上考虑。压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,本类题主要利用控制变量法来分析是压力改变还是受力面积改变,如何改变。通过受力物体形状改变的大小来显示压力的作用效果。形变量越大,力的作用效果越明显。2. 注意事项(1)实验中不能选用木板作为受压物体,因为木板的形变程度不明显,故应选用形变程度明显的海绵进行实验;(2)实验中应使受压物体相同;(3)实验中运用了控制变量法和转换法。三、怎样解研究液体内部压强的实验问题(1)实验时,通过U形管两端液面的高度差来反映(或显示)金属盒受到的压强大小,这种方法叫转换法。若金属盒受到压强但U形管两端液面高度差为0,说明压强计的气密性差,有漏气的部位存在。(2)在探究过程中,要注意控制变量法的运用,如保持金属盒在液体内部同一深度处,探究液体内部向各个方向的压强关系;保持液体密度不变,探究液体压强与液体深度的关系;保持深度不变,探究液体压强与液体密度的关系。(3)影响液体压强大小的因素是液体的密度和深度,液体的密度和深度越大,液体内部产生的压强越大,分析结论时可从此处入手。注意事项(1)实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜,连接用的橡皮管及各连接处是否漏气,常用方法是用手轻按橡皮膜,观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气;如果不变,说明漏气,则要查出原因,加以修正。(2)明确实验所使用的液体是什么。(3)不能让压强计U形管中液面的高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出,如果流出了,要把连接用的橡皮管取下重新连接四、怎样解大气压的其他测量方法问题用吸盘或注射器、弹簧测力计、刻度尺测大气压的原理是。关键是利用二力平衡条件求出大气压力,利用刻度尺测出长度,间接求出大气压力的作用面积。要注意使吸盘或注射器内部形成真空。注意事项:巧测大气压的方法(1)用吸盘拉力法。如下左图 所示,用弹簧测力计测出从光滑玻璃上拉下吸盘所用力F,将吸盘的底面圆形画在纸上,用刻度尺测出吸盘的半径,计算出吸盘的面积S,再用压强公式可计算出大气压的大约值。(2)吸盘重力法。将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积S;将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如上右图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力G。则大气压的数值约为五、怎样解利用浮力求或测物体的密度问题应用浮力求或测物体的密度有以下两种方法。(1)称重法:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数G,再把物体浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F,则F浮==G-F,又因为F浮==ρ水gV排,可推得: ,则 ,这种方法主要适用于求或测密度比水大的物体的密度。(2)漂浮法:用量筒、水、待测物体(密度比水小)、细针测物体密度。在量筒中装入体积为 V1的水,让物体漂浮在量筒中,记下此时水的体积 V2,将物体用细针按压使物体完全浸入量筒的水中记下此时水的体积V3,计算物体的密度六、怎样解影响动能大小因素的探究(1)明确影响动能大小的因素:物体的质量和物体运动的速度。(2)在实验中,让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同,即研究动能与质量的关系时,保持速度相同。(3)在实验中,让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同,即研究动能与速度的关系时,保持质量相同。(4)实验中动能的大小无法测量,我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小,这是一种运用转换法进行实验设计的思想。七、怎样解影响重力势能大小因素的探究问题(1)重力势能的大小与质量和被举高的高度有关,探究时运用控制变量法设计实验:控制质量不变,改变重物的高度,研究重力势能的大小与高度的关系;控制高度不变,改变重物的质量,研究重力势能的大小与质量的关系。(2)运用转换法判断物体重力势能的大小:通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小,物体陷入沙中越深,重力势能越大。八、怎样解探究杠杆平衡条件的实验问题关于探究杠杆平衡条件的实验,应注意以下几点:(1)调节杠杆使其在水平位置平衡,可以使杠杆的重心与支点重合,避免杠杆的重力对平衡产生影响,同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小;(2)调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左偏右调、右偏左调”,如杠杆右端下沉,应向左调节平衡螺母;(3)调好平衡,更换钩码的数量后,不能通过调节平衡螺母来使杠杆再次平衡;(4)探究时,要改变钩码的数量、改变悬挂钩码的位置和改用弹簧测力计斜拉杠杆进行多次实验,以避免实验结论的偶然性,从而得出普遍性的结论。【特别提示】(1)实验过程中,在挂钩码时,两侧钩码数量一般不要相同。(2)力臂l1和l2的单位可以用cm,也可以用m,只要单位相同即可。九、怎样解探究机械效率的实验问题(1)常见的探究机械效率的实验问题有两种,一种是探究滑轮组的机械效率,另一种是探究斜面的机械效率。无论是探究哪种装置的机械效率,其基本思路都是测出有用功和总功,通过计算求出机械效率。(2)为了探究影响滑轮组机械效率的因素,在保证有用功相同的情况下,通过改变动滑轮的个数来分析机械效率是否与机械自身重力有关,另外,在保证机械组装方式相同的情况下,通过改变钩码个数来研究滑轮组的机械效率是否与物重大小有关。这里采用的是控制变量法。【特别提示】对已组装好的滑轮组,承担物重的绳子的段数n是确定的,绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s=nh,则滑轮组的机械效率1.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明组按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行了实验,其中为长方体木块,为重物。(1)此实验过程中操作的关键是,在水平方向上 。(2)分析甲、丙两图可以得到的初步结论是: ,滑动摩擦力越大。(3)在进行丙图所示的实验时,改变放在木块上的重物,通过多次实验得到摩擦力与作用在物体表面的压力的关系图像,如图丁所示。分析图像,当图丙中木块与重物的总重为,若此时弹簧测力计的读数为,则木块将向右做 (选填“加速”、“减速”或“匀速” 运动。(4)塑料瓶盖的外缘雕刻有竖直的条纹,应用的物理道理是 ,可以通过分析图 (选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙” 所示的实验进行验证。(5)在通过实验探究物理规律时,应多次实验进行对比分析,下表是晓华组探究“滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度的关系“时设计的实验表格及记录的实验数据。分析表格中的各项,针对晓华组在实验设计方面存在的问题,简要说出正确的实验操作是 。序号 支持面 木板对支持面的压力 滑动摩擦力1 毛巾 2 2.12 木板 4 1.63 玻璃板 6 0.22.小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,进行了如下的改进。如图甲所示,长、宽、高均不相同的长方体木块,上表面比下表面更为粗糙,放在由电机驱动的水平传送带上,通过水平细绳,绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。(1)电机顺时针匀速转动后木块相对桌面静止时所受摩擦力的方向为 。若增大电机转动的速度,则木块所受的摩擦力 。(选填“增大”、“不变”或“减小”(2)若某次实验中,弹簧测力计的示数如图乙所示,则木块所受摩擦力的大小为 。(3)先后用上、下表面贴放在传送带上,在木块上放不同质量的砝码进行实验,绘制出摩擦力与压力之间的关系图像如图丙所示。由图像可知,滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与 有关;当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图像应为 (选填图像编号)。3.小华利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”(1)将卡片上的两根线跨过支架的两个滑轮,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从两端钩码数量可以得到二力平衡的力 。(2)为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手 (选填“下压”“翻转”“旋转” 平衡的小卡片,松手后观察小卡片不能保持平衡,此实验说明是二力平衡的力 。(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的力 。(4)在探究同一问题时,小明将一木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。当他在木块左端挂上的钩码,右端挂上的钩码时,木块静止,此时木块受到的 (选填“可能是”“一定是”“一定不是” 平衡力。他翻阅课本发现这个现象与二力平衡条件不完全相符,你认为产生此现象的原因可能是 力的存在,木块受到的这个力大小应该是 。4.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。(1)实验中(图甲)选择轻质卡片的目的是 ,小华在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。(2)当小卡片平衡时,小华将卡片旋转一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能” 平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 ;(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;减少摩擦力对实验结果的影响小书片是比较容易获取的材料容易让小卡片在水平方向上保持平衡小卡片容易扭转(4)图乙中,若左边挂的钩码,右边挂钩码时,木块保持静止,则此时木块受到的摩擦力是 ,若再在右边增加的钩码时,恰好木块向右匀速直线运动,在此基础上若要使木块向左匀速直线运动,则在左边所挂钩码的总重力为 。5.小军游泳时发现,当他从较浅的水域走向较深的水域时,会感到呼吸越来越困难。他认为这是由于液体对人施加的压力所产生的作用效果。小明想到压强可以反映压力的作用效果,如果探究出液体压强与哪些因素有关,就可以搞明白呼吸困难的原因了。关于这个问题,两人做出了以下的猜想。猜想1:液体压强与液体的深度有关;猜想2:液体压强与液体的密度有关。(1)为验证猜想,他们借来测量液体压强的工具——形管压强计。完成了仪器的组装后,为检验装置的气密性,他们轻压探头的橡皮膜,发现形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明 。(2)两人利用形管压强计完成了如图甲的实验操作,其中 两幅图的现象能解释小军游泳时发现的问题。根据这一现象,当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时,如图乙所示,能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是 。(3)两人为验证猜想2,对比了图甲中的两幅图,可得出的结论: 。(4)实验结束后,两人在交流评估时反思,做实验时经常会出现原本形管内相平的液面在每次测完压强后,无法恢复相平的情况,但重新拆装橡胶软管比较麻烦。于是两人对仪器进行了改装,在形管接头处加装了一个“三通接头”,如图丙所示,打开阀门,就能解决这一问题,这是利用了 原理。6.如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验。(1)实验中,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用 两次实验(只填序号);比较、、三次实验可得出当受力面积相同时,压力的作用效果与 有关;(3)你认为图中水瓶对砖块的压强和图中水瓶对海绵的压强的大小关系为 ;(4)如图所示,将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,放在海绵上,压力作用效果与 图放在海绵上的压力作用效果一样。7.小明和小华对液体的压强与哪些因素有关进行了探究:(1)他们向图甲中的形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,形管左右两侧液面的高不相平,此时应该怎么办呢?(2)如图乙所示,小华将橡皮管的一端套在形管左侧的端口后,用手指轻压和重压橡皮膜,发现形管两边液柱的高度差变化 (选填“明显”或“不明显” ,此时说明形管气密性好;(3)如图丙所示,现在是测量向 方向压力的作用效果;(4)他们换用不同的液体来探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 一定,形管左右两侧液面的高度差最大的是 (填字母代号)。.酒精;.油;.盐水;(5)小明用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图丁所示,将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,轻松的判断出了杯中装的是 (选填“水”、“酒精” ,小明判断的依据: 。8.小明想估测当地大气压的大小,按图甲进行了如下的实验:①将沾水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;②用数字测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面;③记录数字测力计的示数为;④测量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为;⑤根据压强计算公式,计算出大气压的大小。(1)小明如果按乙图和丙图进行实验,步骤相同,但数字测力计的示数分别为和,则、、的大小关系是 。(2)根据甲图计算所测出的大气压强为 。(3)请写出造成该测量结果的可能原因是(写出1条即可) 。9.小鑫用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等份,并进行了如图所示的探究实验(1)由甲、乙、丙三次实验操作可以得出的结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 有关;(2)粗心的小鑫忘记记录图丁弹簧测力计的示数,请运用(1)中的结论推算出此时弹簧测力计的示数为 ;(3)由图甲、丁、戊三次实验操作,可知浮力大小与物体浸没的 无关。10.小明用弹簧测力计、金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究过程及有关数据:(1)分析图乙、丙、丁,可知浮力大小跟 有关。(2)分析 两图实验,可知浮力大小跟液体密度有关。(3)金属块完全浸没在酒精中所受浮力是 ,金属块的密度为 。铁块 铜块 铁块 铜块 铜块(4)探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择表中的 两个物体,将它们浸没在 液体中(选填“同种”或“不同” ,测出所受浮力的大小来进行判断。11.如图所示,某实验小组利用一合金块进行了“探究影响浮力大小因素”的实验:(1)合金块的质量为 ,图乙中合金块受到的浮力为 ;(2)由图甲、乙、丙可知,浮力的大小与 有关;由图甲、丙、丁可知:合金块浸没后,所受的浮力大小与物体浸没深度 ;由图甲、丙、 可知:合金块所受的浮力大小与液体密度有关;(3)根据实验过程可知,合金块的体积是 ;(4)该小组同学还想利用烧杯、量筒和泡沫块来测量合金块的密度,步骤如下:①用烧杯和量筒组成如图己所示装置,并放在水平台上,烧杯装满水;②把泡沫块轻轻放入烧杯,使之漂浮在水面,不再溢出水时,测得量筒中水的体积为;③用细线拴住合金块轻放入烧杯,直至下沉至杯底,测得此时量筒中水的体积为;④取出合金块轻放在泡沫块上,泡沫块和合金块漂浮在水面,此时量筒中水的体积为;水的密度为,则合金块的密度为 (用、、、表示);若在步骤④中,将合金块从水中取出,放在泡沫块上方时,若该合金块沾上了一些水,则会导致测得的合金块密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变” 。12.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;表2实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂1 2.5 0.20 2.0 0.252 2.0 0.15 1.5 0.203 1.5 0.10 0.15(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验,将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图(乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应该在点处悬挂 个钩码(每个钩码重力为,杠杆每小格长度为;(3)分析表2中数据,找出它们之间的关系,可归纳出杠杆的平衡条件: ;(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,请写出简单操作思路: 。13.如图甲是探究杠杆的平衡条件的装置。(1)在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持 并静止,达到平衡状态;(2)该小组在实验中操作规范,由于不知道钩码的重力大小,记录的数据如表所示。实验次数 动力钩码个数 动力臂 阻力钩码个数 阻力臂1 6 20 4 302 4 10 2 203 2 30 34 1 25 5 5分析数据后,初步总结出杠杆的平衡条件:动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数。显然,钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件 (选填“有”或“没有” 影响。根据此结论,表中第3次实验数据的阻力臂为 ;(3)为明确钩码的重力大小,该小组找来天平测其质量。调整天平横梁平衡时,要先把游码移到标尺左端的 处。测量钩码质量,当天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图乙所示,则质量为 ,即可求出重力大小;(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤砣悬挂在刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零” 。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将 。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将 。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”14.实验小组在测滑轮组机械效率的实验中,实验装置如图所示,得到的数据如下表所示。实验次数 1 2 3钩码重 4 4 6钩码上升的高度 0.1 0.1 0.2绳端拉力 1.8 1.6 2.4绳端上移的距离 0.3 0.4 0.6机械效率(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 所示装置做的实验;(2)小组同学再用甲装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为 。(百分号前保留一位小数)(3)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越 ;(4)采用图丙装置提升同一物体,改变动滑轮重进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁所示的图像。分析图像中的点可知,被提升物体所受的重力为 ;(忽略绳重和摩擦)(5)另一创新小组使用甲装置,用重为、的物体进行了两次实验,每次测得的机械效率均大于表中数据,该小组测量值偏大的原因可能是 (选填字母)。.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态15.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重,测得的数据如表:物理量实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.33 4 0.1 1.4 0.54 4 0.2 1.4 1.0(1)在实验中,测绳端拉力时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数(2)第1次实验测得的机械效率为 (结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 装置图做的。(填“”“ ”或“”(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 。(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。16.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。(1)如图所示是小明使用托盘天平的情形,他操作的错误是在测量过程中 ;(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像,如图所示:①分析图像可知:塑料的密度为,液体的密度为 ;②往烧杯内倒入的该液体,用天平称出烧杯和液体的总质量。当天平平衡时,右盘中的砝码的质量及游码如图所示,则烧杯和液体的总质量为 ,若烧杯内液体的体积为,则烧杯和液体的总质量应为 ;③用该塑料做成一个外观体积为、质量为的小球,则该球 (选“空心”或“实心” ,若该球为空心球,空心部分体积为 ,若在空心部分注满水,则测得该塑料球的总质量为 。17.小燕测量一个不规则小石块的密度;(1)为使天平调平,小燕做了如下操作:①将其放在水平桌面;②将游码调至左端零刻度线出;③将平衡螺母向右调节,原因是指针偏向分度盘中央刻度线的 (选填“左”或“右” 侧;(2)如图1所示小石块的质量为 ,用图2所示方法测得小石块的体积为 ,则小石块的密度为 ;(3)如果不借助量筒,是否可以测量液体的密度;如图3,两个相同的容器分别装有质量相等的水和煤油,则 (填“甲”或“乙” 液体是煤油,用刻度尺量出甲和乙液面到容器底的深度分别为和,则煤油的密度表达式为: (用、、来表示)。18.小明想测量果冻的密度。(1)小明正确使用天平测量果冻质量,天平平衡时如图甲所示,则果冻质量为 ;(2)正确测量出果冻的体积为;(3)根据以上数据,计算果冻的密度为 。(4)以上方案在测量时包含了包装部分,为了测量纯果冻的密度,小华利用电子秤,烧杯(装有适量的水)进行了以下操作:①将电子秤置于水平桌面,打开开关,示数为零,再将果冻(含包装)放在秤盘上,读出此时电子秤示数,记为;②打开包装,取出果冻,将空包装放在秤盘上,读出此时电子秤示数,记为;③ ,读出电子秤示数,记为;④果冻的密度 (用测量量和已知量表示)。19.某物理兴趣小组进行了鹅卵石密度的测量。(1)小明在调节天平平衡时,将游码移动到标尺左端的零刻度线后,发现指针如图甲所示,则接下来应向 (选填“左”或“右” 调节平衡螺母;(2)小明用天平称量鹅卵石的质量时,在最小的砝码放入右盘后,指针由分度盘中央刻度线的左侧转至右侧。此时小明取下最小的砝码,下一步操作是 (选填“”、“ ” ;调节平衡螺母;调节游码;(3)当横梁再次平衡时,砝码及游码的位置如图乙所示,将鹅卵石放入盛有水的量筒中,静止时液面位置如图丙所示,则鹅卵石的密度是 ;(4)小亮的鹅卵石放不进量筒,他用烧杯和水也测出了鹅卵石的密度,他的实验如下:①用天平测出鹅卵石的质量;②向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量;③如图丁所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住鹅卵石轻轻放入烧杯中,使鹅卵石浸没水中,在烧杯壁上标记出水面的位置;④将鹅卵石从水中取出后,向烧杯内加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量;⑤鹅卵石密度的表达式 (用字母、、和表示)。⑥将鹅卵石从水中取出时,沾了水,对测算鹅卵石密度产生的影响是 (偏大偏小不变)。20.某物理实验小组利用托盘天平和量筒测某种液体的密度。(1)将托盘天平放在水平工作台面上,取下垫圈,并将游码移至称量标尺的零刻度线处,发现指针在分度盘上的摆动幅度如图甲所示,此时应该 ,直到指针对准分度盘的中央刻度线;(2)将空烧杯放在天平的左盘,把砝码放在天平的右盘,再向右盘添加砝码后,指针偏向中央刻度线的右侧,取下砝码,指针偏向中央刻度线的左侧当天平最终平衡时,游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量应为 ;(3)向烧杯中倒入液体,天平平衡时如图丙所示,再将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液体静止时液面位置如图丁所示,该液体的密度为 。HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台专题01 力学实验一、怎样解探究影响滑动摩擦力大小的实验问题1. 解答影响滑动摩擦力大小因素的实验问题时应明确以下两点:(1)实验中测量滑动摩擦力的大小时运用了二力平衡条件和转换法。由于摩擦力不能直接测量,所以用弹簧测力计拉木块在水平方向上做匀速直线运动,由二力平衡条件知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,所以在探究过程中应采用控制变量法。2. 注意事项若要探究滑动摩擦力与接触面积的关系,可将同一木块分别侧放、平放、竖放在同一水平长木板上,拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数是否相同。二、怎样解探究压力作用效果与那些因素有关的实验题1. 压力的作用效果主要从力改变物体的形状上考虑。压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,本类题主要利用控制变量法来分析是压力改变还是受力面积改变,如何改变。通过受力物体形状改变的大小来显示压力的作用效果。形变量越大,力的作用效果越明显。2. 注意事项(1)实验中不能选用木板作为受压物体,因为木板的形变程度不明显,故应选用形变程度明显的海绵进行实验;(2)实验中应使受压物体相同;(3)实验中运用了控制变量法和转换法。三、怎样解研究液体内部压强的实验问题(1)实验时,通过U形管两端液面的高度差来反映(或显示)金属盒受到的压强大小,这种方法叫转换法。若金属盒受到压强但U形管两端液面高度差为0,说明压强计的气密性差,有漏气的部位存在。(2)在探究过程中,要注意控制变量法的运用,如保持金属盒在液体内部同一深度处,探究液体内部向各个方向的压强关系;保持液体密度不变,探究液体压强与液体深度的关系;保持深度不变,探究液体压强与液体密度的关系。(3)影响液体压强大小的因素是液体的密度和深度,液体的密度和深度越大,液体内部产生的压强越大,分析结论时可从此处入手。注意事项(1)实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜,连接用的橡皮管及各连接处是否漏气,常用方法是用手轻按橡皮膜,观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气;如果不变,说明漏气,则要查出原因,加以修正。(2)明确实验所使用的液体是什么。(3)不能让压强计U形管中液面的高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出,如果流出了,要把连接用的橡皮管取下重新连接四、怎样解大气压的其他测量方法问题用吸盘或注射器、弹簧测力计、刻度尺测大气压的原理是。关键是利用二力平衡条件求出大气压力,利用刻度尺测出长度,间接求出大气压力的作用面积。要注意使吸盘或注射器内部形成真空。注意事项:巧测大气压的方法(1)用吸盘拉力法。如下左图 所示,用弹簧测力计测出从光滑玻璃上拉下吸盘所用力F,将吸盘的底面圆形画在纸上,用刻度尺测出吸盘的半径,计算出吸盘的面积S,再用压强公式可计算出大气压的大约值。(2)吸盘重力法。将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积S;将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如上右图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力G。则大气压的数值约为五、怎样解利用浮力求或测物体的密度问题应用浮力求或测物体的密度有以下两种方法。(1)称重法:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数G,再把物体浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F,则F浮==G-F,又因为F浮==ρ水gV排,可推得: ,则 ,这种方法主要适用于求或测密度比水大的物体的密度。(2)漂浮法:用量筒、水、待测物体(密度比水小)、细针测物体密度。在量筒中装入体积为 V1的水,让物体漂浮在量筒中,记下此时水的体积 V2,将物体用细针按压使物体完全浸入量筒的水中记下此时水的体积V3,计算物体的密度六、怎样解影响动能大小因素的探究(1)明确影响动能大小的因素:物体的质量和物体运动的速度。(2)在实验中,让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同,即研究动能与质量的关系时,保持速度相同。(3)在实验中,让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同,即研究动能与速度的关系时,保持质量相同。(4)实验中动能的大小无法测量,我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小,这是一种运用转换法进行实验设计的思想。七、怎样解影响重力势能大小因素的探究问题(1)重力势能的大小与质量和被举高的高度有关,探究时运用控制变量法设计实验:控制质量不变,改变重物的高度,研究重力势能的大小与高度的关系;控制高度不变,改变重物的质量,研究重力势能的大小与质量的关系。(2)运用转换法判断物体重力势能的大小:通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小,物体陷入沙中越深,重力势能越大。八、怎样解探究杠杆平衡条件的实验问题关于探究杠杆平衡条件的实验,应注意以下几点:(1)调节杠杆使其在水平位置平衡,可以使杠杆的重心与支点重合,避免杠杆的重力对平衡产生影响,同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小;(2)调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左偏右调、右偏左调”,如杠杆右端下沉,应向左调节平衡螺母;(3)调好平衡,更换钩码的数量后,不能通过调节平衡螺母来使杠杆再次平衡;(4)探究时,要改变钩码的数量、改变悬挂钩码的位置和改用弹簧测力计斜拉杠杆进行多次实验,以避免实验结论的偶然性,从而得出普遍性的结论。【特别提示】(1)实验过程中,在挂钩码时,两侧钩码数量一般不要相同。(2)力臂l1和l2的单位可以用cm,也可以用m,只要单位相同即可。九、怎样解探究机械效率的实验问题(1)常见的探究机械效率的实验问题有两种,一种是探究滑轮组的机械效率,另一种是探究斜面的机械效率。无论是探究哪种装置的机械效率,其基本思路都是测出有用功和总功,通过计算求出机械效率。(2)为了探究影响滑轮组机械效率的因素,在保证有用功相同的情况下,通过改变动滑轮的个数来分析机械效率是否与机械自身重力有关,另外,在保证机械组装方式相同的情况下,通过改变钩码个数来研究滑轮组的机械效率是否与物重大小有关。这里采用的是控制变量法。【特别提示】对已组装好的滑轮组,承担物重的绳子的段数n是确定的,绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s=nh,则滑轮组的机械效率1.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明组按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行了实验,其中为长方体木块,为重物。(1)此实验过程中操作的关键是,在水平方向上 做匀速直线运动 。(2)分析甲、丙两图可以得到的初步结论是: ,滑动摩擦力越大。(3)在进行丙图所示的实验时,改变放在木块上的重物,通过多次实验得到摩擦力与作用在物体表面的压力的关系图像,如图丁所示。分析图像,当图丙中木块与重物的总重为,若此时弹簧测力计的读数为,则木块将向右做 (选填“加速”、“减速”或“匀速” 运动。(4)塑料瓶盖的外缘雕刻有竖直的条纹,应用的物理道理是 ,可以通过分析图 (选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙” 所示的实验进行验证。(5)在通过实验探究物理规律时,应多次实验进行对比分析,下表是晓华组探究“滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度的关系“时设计的实验表格及记录的实验数据。分析表格中的各项,针对晓华组在实验设计方面存在的问题,简要说出正确的实验操作是 。序号 支持面 木板对支持面的压力 滑动摩擦力1 毛巾 2 2.12 木板 4 1.63 玻璃板 6 0.2【答案】(1)做匀速直线运动;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大;(3)加速;(4)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;甲、乙;(5)当支持面粗糙程度相同时,选用大小不同的压力多次进行实验,当压力相同时,选用不同粗糙程度的支持面多次进行实验。【解答】解:(1)当物体在两个力的作用下保持静止或做匀速直线运动时,这两个力二力平衡,大小相等,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,木块在水平方向受到滑动摩擦力和拉力的作用,若木块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力等于测力计的拉力,这里运用了二力平衡的知识;(2)分析甲、丙两图,接触面的粗糙程度相同,压力不同,且压力大的摩擦力大,故可以得到的初步结论是接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;根据丙图摩擦力与作用在物体表面的压力的关系图线知,当木块与砝码的总重力为时,受到的滑动摩擦力大小为,若此时弹簧测力计的读数为,拉力大于摩擦力,则木块将做加速运动;(3)甲、丁两图实验中,接触面粗糙程度不同,压力相同,故是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;根据实验现象可得出:压力相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;(4)塑料瓶盖的外缘雕刻有竖直的条纹,应用的物理道理是压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,可以通过分析图 甲、乙所示的实验进行验证。(5)表格中接触面的粗糙程度与压力大小都在改变,没有采用控制变量法,故应该当支持面相同时,选用不同压力的大小多次进行试验,当压力相同时,选用不同支持面多次进行实验。故答案为:(1)做匀速直线运动;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大;(3)加速;(4)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;甲、乙;(5)当支持面粗糙程度相同时,选用大小不同的压力多次进行实验,当压力相同时,选用不同粗糙程度的支持面多次进行实验。2.小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,进行了如下的改进。如图甲所示,长、宽、高均不相同的长方体木块,上表面比下表面更为粗糙,放在由电机驱动的水平传送带上,通过水平细绳,绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。(1)电机顺时针匀速转动后木块相对桌面静止时所受摩擦力的方向为 水平向右 。若增大电机转动的速度,则木块所受的摩擦力 。(选填“增大”、“不变”或“减小”(2)若某次实验中,弹簧测力计的示数如图乙所示,则木块所受摩擦力的大小为 。(3)先后用上、下表面贴放在传送带上,在木块上放不同质量的砝码进行实验,绘制出摩擦力与压力之间的关系图像如图丙所示。由图像可知,滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与 有关;当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图像应为 (选填图像编号)。【答案】(1)水平向右;不变;(2)1.2;(3)接触面粗糙程度;①。【解答】解:(1)由题知,木块放置在水平传送带上,左端细绳通过定滑轮与弹簧测力固定,所以电机顺时针匀速转动时,木块处于静止状态,水平方向木块的受力有:细绳对它水平向左的拉力,传送带对它水平向右的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等;若增大电机转动的速度,木块对传送带的压力和与传送带的接触面粗糙程度不变,所以木块所受的摩擦力不变;(2)若某次实验中,弹簧测力计的示数如图乙所示,弹簧测力计分度值为,其示数为;(3)由图象可知,图线为两个过原点的斜线,说明滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与接触面粗糙程度有关;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,故①是较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图象。故答案为:(1)水平向右;不变;(2)1.2;(3)接触面粗糙程度;①。3.小华利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”(1)将卡片上的两根线跨过支架的两个滑轮,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从两端钩码数量可以得到二力平衡的力 大小相等 。(2)为了探究使物体平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手 (选填“下压”“翻转”“旋转” 平衡的小卡片,松手后观察小卡片不能保持平衡,此实验说明是二力平衡的力 。(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的力 。(4)在探究同一问题时,小明将一木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。当他在木块左端挂上的钩码,右端挂上的钩码时,木块静止,此时木块受到的 (选填“可能是”“一定是”“一定不是” 平衡力。他翻阅课本发现这个现象与二力平衡条件不完全相符,你认为产生此现象的原因可能是 力的存在,木块受到的这个力大小应该是 。【答案】(1)大小相等;(2)旋转;在同一直线上;(3)作用在同一个物体上;(4)一定是;摩擦;0.5。【解答】解:(1)保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力大小相等,小卡片平衡,故得到二力平衡的一个条件是大小相等;(2)为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片不能平衡,此实验说明二力平衡的另一个条件是两个力在同一直线上;(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是:两个力必须在同一物体上;(4)木块静止,此时木块受到的一定是平衡力;木块受到向左的拉力,向右的拉力,此时木块还受到桌面对它的摩擦力作用,在这三个力作用下处于平衡状态,即这三个力是平衡力,则,所以摩擦力,方向水平向右。故答案为:(1)大小相等;(2)旋转;在同一直线上;(3)作用在同一个物体上;(4)一定是;摩擦;0.5。4.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。(1)实验中(图甲)选择轻质卡片的目的是 不考虑重力对实验的影响 ,小华在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。(2)当小卡片平衡时,小华将卡片旋转一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能” 平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 ;(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;减少摩擦力对实验结果的影响小书片是比较容易获取的材料容易让小卡片在水平方向上保持平衡小卡片容易扭转(4)图乙中,若左边挂的钩码,右边挂钩码时,木块保持静止,则此时木块受到的摩擦力是 ,若再在右边增加的钩码时,恰好木块向右匀速直线运动,在此基础上若要使木块向左匀速直线运动,则在左边所挂钩码的总重力为 。【答案】(1)不考虑重力对实验的影响;相反;钩码数量;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3);(4)3;14。【解答】解:(1)实验中选择小卡片,小卡片的重力很小,可以忽略小卡片的重力;小华在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小(2)小华将小卡片旋转一个角度,两个拉力不在同一直线上,放手后,小卡片运动,说明小卡片不能平衡;设计此实验步骤的目的是为了探究:不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)如图乙所示的实验,木块在桌面上受摩擦力作用,摩擦力对实验影响较大,而甲实验不受摩擦力的影响,因此甲实验优于乙实验,故选;(4)由题知,左、右两盘中的砝码的重力分别为和时,物体保持静止,物体受到左右两边拉力外,由于此时物体有向右运动的趋势,所以物体还受到水平向左的摩擦力,物体受到的这三个力为平衡力;即:,所以;若再在右边增加的钩码时,物体恰好向右匀速滑动,此时物体受到水平向左的滑动摩擦力,且物体受到的力是平衡力,即:,所以此时的摩擦力:,如果物体要向左匀速滑动,受到的滑动摩擦力水平向右,物体受到的力仍是平衡力,物体对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,即有:右左,所以左盘中钩码的重力:。故答案为:(1)不考虑重力对实验的影响;相反;钩码数量;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3);(4)3;14。5.小军游泳时发现,当他从较浅的水域走向较深的水域时,会感到呼吸越来越困难。他认为这是由于液体对人施加的压力所产生的作用效果。小明想到压强可以反映压力的作用效果,如果探究出液体压强与哪些因素有关,就可以搞明白呼吸困难的原因了。关于这个问题,两人做出了以下的猜想。猜想1:液体压强与液体的深度有关;猜想2:液体压强与液体的密度有关。(1)为验证猜想,他们借来测量液体压强的工具——形管压强计。完成了仪器的组装后,为检验装置的气密性,他们轻压探头的橡皮膜,发现形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明 装置的气密性良好 。(2)两人利用形管压强计完成了如图甲的实验操作,其中 两幅图的现象能解释小军游泳时发现的问题。根据这一现象,当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时,如图乙所示,能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是 。(3)两人为验证猜想2,对比了图甲中的两幅图,可得出的结论: 。(4)实验结束后,两人在交流评估时反思,做实验时经常会出现原本形管内相平的液面在每次测完压强后,无法恢复相平的情况,但重新拆装橡胶软管比较麻烦。于是两人对仪器进行了改装,在形管接头处加装了一个“三通接头”,如图丙所示,打开阀门,就能解决这一问题,这是利用了 原理。【答案】(1)装置的气密性良好;(2)、;;(3)深度相同时,液体密度越大,压强越大;(4)连通器。【解答】解:(1)轻压探头的橡皮膜,发现形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置的气密性良好,装置不漏气。(2)分析、两图,发现深度越深,形管两侧液面高度差越大,液体压强越大,可得出结论:同一液体中,深度越深,液体压强越大,故根据这一现象可解释当人从较浅的水域走向较深的水域时,会感到呼吸越来越困难。立方体下表面比上表面深度大,则下表面液体压强较大,故下表面凹陷程度较大,左右两侧面深度相同,则液体压强相同,故两侧面凹陷程度相同,故不符合题意,符合题意。故选。(3)分析、两图,发现在同一深度,探头放入盐水中的形管两侧的液面高度差较大,液体压强越大,可得出结论:在同一深度时,液体密度越大,液体压强越大。(4)打开阀门,形管压强计就变成了上端开口下端连通的容器,即连通器,利用连通器的原理可以使两液面相平。故答案为:(1)装置的气密性良好;(2)、;;(3)深度相同时,液体密度越大,压强越大;(4)连通器。6.如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验。(1)实验中,通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力的作用效果;(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用 两次实验(只填序号);比较、、三次实验可得出当受力面积相同时,压力的作用效果与 有关;(3)你认为图中水瓶对砖块的压强和图中水瓶对海绵的压强的大小关系为 ;(4)如图所示,将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,放在海绵上,压力作用效果与 图放在海绵上的压力作用效果一样。【答案】(1)凹陷程度;(2)、;压力大小;(3);(4)。【解答】解:(1)根据转换法,实验时,是通过观察海绵的凹陷程度来比较瓶对海绵的压力作用效果;(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积大小,可以选用、两次实验;、、三次实验中受力面积相同,瓶子中的水越来越小,压力越来越小,压力的作用效果越来越不明显,通过分析比较图中、、三次实验,得出压力作用效果与压力大小有关;(3)由可知,两图中,水瓶对接触面的压力相同,接触面的受力面积相同,所以图中水瓶对砖块的压强和图中水瓶对海绵的压强的大小关系为;(4)将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,放在海绵上,压力和受力面积同时增大一倍,由可知,压力的作用效果不变,压力作用效果与图相同。故答案为:(1)凹陷程度;(2)、;压力大小;(3);(4)。7.小明和小华对液体的压强与哪些因素有关进行了探究:(1)他们向图甲中的形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,形管左右两侧液面的高不相平,此时应该怎么办呢?(2)如图乙所示,小华将橡皮管的一端套在形管左侧的端口后,用手指轻压和重压橡皮膜,发现形管两边液柱的高度差变化 明显 (选填“明显”或“不明显” ,此时说明形管气密性好;(3)如图丙所示,现在是测量向 方向压力的作用效果;(4)他们换用不同的液体来探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 一定,形管左右两侧液面的高度差最大的是 (填字母代号)。.酒精;.油;.盐水;(5)小明用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图丁所示,将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,轻松的判断出了杯中装的是 (选填“水”、“酒精” ,小明判断的依据: 。【答案】(1)拆除软管重新安装;(2)明显;(3)上;(4)深度;;(5)水;将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,发现探头在中的深度更深,在中的深度更浅,形管液面相平,说明两边探头所处的位置压强相等,根据可知,杯中的液体密度更大。【解答】解:(1)图甲中的形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;若在使用压强计前发现形管内水面有高度差,说明被封闭气体压强太大,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装;(2)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果形管中的液体能灵活升降,形管两边液注的高度差变化明显,则说明装置不漏气,气密性好;(3)由图丙可以看到橡皮膜向下,所以测量的是液体向上的压力的作用效果;(4)他们换用不同的液体来探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法的要求,要控制探头在不同液体中的深度一定;根据可知,深度相同时,液体的密度越大压强越大,因为三种液体中盐水的密度最大,所以在盐水中的压强最大,形管左右两侧液面的高度差最大,故选;(5)如图丁所示,将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,发现探头在中的深度更深,在中的深度更浅,形管液面相平,说明两边探头所处的位置压强相等,根据可知,杯中的液体密度更大,所以杯中装的是水,杯中装的是酒精。故答案为:(1)拆除软管重新安装;(2)明显;(3)上;(4)深度;;(5)水;将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,发现探头在中的深度更深,在中的深度更浅,形管液面相平,说明两边探头所处的位置压强相等,根据可知,杯中的液体密度更大。8.小明想估测当地大气压的大小,按图甲进行了如下的实验:①将沾水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;②用数字测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面;③记录数字测力计的示数为;④测量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为;⑤根据压强计算公式,计算出大气压的大小。(1)小明如果按乙图和丙图进行实验,步骤相同,但数字测力计的示数分别为和,则、、的大小关系是 。(2)根据甲图计算所测出的大气压强为 。(3)请写出造成该测量结果的可能原因是(写出1条即可) 。【答案】(1);(2);(3)吸盘漏气。【解答】解:(1)因为吸盘也有重力,所以由图甲可知,弹簧测力计的示数的数据将大于实际大气压力;乙图中水平拉动,此时弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡;丙图中弹簧测力计的拉力小于大气的压力,则、、的大小关系是;(2)已知甲图中;,则大气压强;(3)实验中,当吸盘漏气或吸盘内存有少量气体时拉力的值会减小,造成所测大气压值会偏小。故答案为:(1);(2);(3)吸盘漏气。9.小鑫用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等份,并进行了如图所示的探究实验(1)由甲、乙、丙三次实验操作可以得出的结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 物体排开液体体积 有关;(2)粗心的小鑫忘记记录图丁弹簧测力计的示数,请运用(1)中的结论推算出此时弹簧测力计的示数为 ;(3)由图甲、丁、戊三次实验操作,可知浮力大小与物体浸没的 无关。【答案】(1)物体排开液体体积;(2)4;(3)深度。【解答】解:(1)由甲、乙、丙三次实验操作可知,液体密度一定,物体进入水中的体积逐渐变大,浮力也变大,故可以得出的结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与物体排开液体体积有关;(2)根据称重法,则,比较图丁、戊可知,二者液体密度相同,排开液体体积相同,则所受浮力相等,同一个物体,重力相等,故测力计示数相同,即为;(3)由图甲、丁、戊三次实验操作,两次测力计示数相同,重力相同,故浮力相等,可知浮力大小与物体浸没的深度无关。10.小明用弹簧测力计、金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究过程及有关数据:(1)分析图乙、丙、丁,可知浮力大小跟 排开液体的体积 有关。(2)分析 两图实验,可知浮力大小跟液体密度有关。(3)金属块完全浸没在酒精中所受浮力是 ,金属块的密度为 。铁块 铜块 铁块 铜块 铜块(4)探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择表中的 两个物体,将它们浸没在 液体中(选填“同种”或“不同” ,测出所受浮力的大小来进行判断。【答案】(1)排开液体的体积;(2)丁、戊;(3)2.4;4;(4)、;同种。【解答】解:(1)分析图乙、丙、丁,物体逐渐浸入水中,排开液体的体积在增大,根据可知,浮力也在增大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;(2)丁、戊两图反映了排开液体的体积相同的情况下,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,即物体所受的浮力不同,即:浮力的大小与液体的密度有关;(3)物体在空气中的重力;浸没在酒精中时弹簧测力计的示数;根据称重法得:;由图甲可知物体重力为,烧杯内水的体积为,由图丁可知,浸没在水中后,烧杯内水的体积为,故;,;(4)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中(即控制液体的密度和排开液体的体积均相同);表中、的体积相同,但是由不同物质组成的,所以其重力不同,因此应选择、两个物体。故答案为:(1)排开液体的体积;(2)丁、戊;(3)2.4;4;(4)、;同种。11.如图所示,某实验小组利用一合金块进行了“探究影响浮力大小因素”的实验:(1)合金块的质量为 0.6 ,图乙中合金块受到的浮力为 ;(2)由图甲、乙、丙可知,浮力的大小与 有关;由图甲、丙、丁可知:合金块浸没后,所受的浮力大小与物体浸没深度 ;由图甲、丙、 可知:合金块所受的浮力大小与液体密度有关;(3)根据实验过程可知,合金块的体积是 ;(4)该小组同学还想利用烧杯、量筒和泡沫块来测量合金块的密度,步骤如下:①用烧杯和量筒组成如图己所示装置,并放在水平台上,烧杯装满水;②把泡沫块轻轻放入烧杯,使之漂浮在水面,不再溢出水时,测得量筒中水的体积为;③用细线拴住合金块轻放入烧杯,直至下沉至杯底,测得此时量筒中水的体积为;④取出合金块轻放在泡沫块上,泡沫块和合金块漂浮在水面,此时量筒中水的体积为;水的密度为,则合金块的密度为 (用、、、表示);若在步骤④中,将合金块从水中取出,放在泡沫块上方时,若该合金块沾上了一些水,则会导致测得的合金块密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变” 。【答案】(1)0.6;1;(2)排开液体的体积;无关;戊;(3);(4);不变。【解答】解:(1)由图甲可知,合金块的重力,合金块的质量:;由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则合金块完全浸没在水中时所受的浮力:;(2)观察图甲、乙、丙发现,合金块浸在液体中,排开液体的体积越大,合金块受到的浮力越大,所以浮力的大小与排开液体的体积有关;(3)比较图甲、丁知,金属块浸没在水中受到的浮力,根据阿基米德原理得,金属块的体积;(4)泡沫漂浮在水面,则泡沫的重力:;泡沫和金属块一起漂浮,对泡沫和合金块进行受力分析可得:,所以,合金块的重力由可得,合金块的质量;由步骤②与③可知,合金块的体积 ,合金块的密度;取出合金块轻轻放置在泡沫块上方时,虽然合金块上会沾一些水,导致“溢水杯”中水的体积减小,但“沾水”的合金块放在泡沫块上方时会多排开一些水,且“溢水杯”中水的体积减小量正好等于由于合金块“沾水”而多排开水的体积,则步骤④中测得的不变,即测得合金块的质量不变,根据可知测得合金块的密度不变。故答案为:(1)0.6;1;(2)排开液体的体积;无关;戊;(3);(4);不变。12.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 调节;表2实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂1 2.5 0.20 2.0 0.252 2.0 0.15 1.5 0.203 1.5 0.10 0.15(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验,将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图(乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应该在点处悬挂 个钩码(每个钩码重力为,杠杆每小格长度为;(3)分析表2中数据,找出它们之间的关系,可归纳出杠杆的平衡条件: ;(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,请写出简单操作思路: 。【答案】(1)右;(2)2;(3);(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,就需要利用杠杆平衡的条件,将苹果悬挂在杠杆的一端,另一端挂钩码,根据平衡条件算出苹果重力。【解答】解:(1)由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节。(2)每个钩码重力为,杠杆每小格长度为,由图可知,杠杆左端挂了3个钩码,重,钩码在两格处,到支点的距离为,点在三格处,到支点的距离为,根据杠杆平衡条件可知,解得,所以需要挂2个钩码。(3)根据表中数据可知,发现所以,杠杆的平衡条件为。(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,就需要利用杠杆平衡的条件,将苹果悬挂在杠杆的一端,另一端挂钩码,根据平衡条件算出苹果重力。故答案为:(1)右;(2)2;(3);(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,就需要利用杠杆平衡的条件,将苹果悬挂在杠杆的一端,另一端挂钩码,根据平衡条件算出苹果重力。13.如图甲是探究杠杆的平衡条件的装置。(1)在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持 水平 并静止,达到平衡状态;(2)该小组在实验中操作规范,由于不知道钩码的重力大小,记录的数据如表所示。实验次数 动力钩码个数 动力臂 阻力钩码个数 阻力臂1 6 20 4 302 4 10 2 203 2 30 34 1 25 5 5分析数据后,初步总结出杠杆的平衡条件:动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数。显然,钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件 (选填“有”或“没有” 影响。根据此结论,表中第3次实验数据的阻力臂为 ;(3)为明确钩码的重力大小,该小组找来天平测其质量。调整天平横梁平衡时,要先把游码移到标尺左端的 处。测量钩码质量,当天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图乙所示,则质量为 ,即可求出重力大小;(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤砣悬挂在刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零” 。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将 。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将 。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”【答案】(1)水平;(2)没有;20;(3)0刻度线;50.2;(4)偏小;不受影响。【解答】解:(1)为了便于测量力臂,在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。(2)根据题意知道“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”,即,由数学知识知道,此结论也可以表述为,说明钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件没有影响。根据“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”知道,表中第3次实验数据的阻力臂,(3)调节天平横梁平衡时,应先将游码调至标尺的0刻度线处,然后按“左偏右调”的方法调节。由图乙知道,砝码的总质量为,标尺的分度值为,游码示数为,则钩码的质量为,(4)由于某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,在测量时需要多放物品去不足缺口处的质量,所以,在不变时,测量结果偏小。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,则补足了因缺口而减小的秤盘的质量,所以使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将不变。故答案为:(1)水平;(2)没有;20;(3)0刻度线;50.2;(4)偏小;不受影响。14.实验小组在测滑轮组机械效率的实验中,实验装置如图所示,得到的数据如下表所示。实验次数 1 2 3钩码重 4 4 6钩码上升的高度 0.1 0.1 0.2绳端拉力 1.8 1.6 2.4绳端上移的距离 0.3 0.4 0.6机械效率(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 乙 所示装置做的实验;(2)小组同学再用甲装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为 。(百分号前保留一位小数)(3)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越 ;(4)采用图丙装置提升同一物体,改变动滑轮重进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁所示的图像。分析图像中的点可知,被提升物体所受的重力为 ;(忽略绳重和摩擦)(5)另一创新小组使用甲装置,用重为、的物体进行了两次实验,每次测得的机械效率均大于表中数据,该小组测量值偏大的原因可能是 (选填字母)。.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态【答案】(1)乙;(2);(3)高;(4)3;(5)。【解答】解:(1)实验2中,物体升高,绳端移动距离为,则,物体和动滑轮的总重由4段绳子承担,所以第2次实验是用乙滑轮组做的实验。(2)甲装置中承担物重的绳子的股数为,实验3中,则,第3次实验的机械效率为;(3)由实验1和实验3可知,使用的是同一滑轮组,而提升的物体越重,机械效率的数值越大,所以结论是使用同一滑轮组,物体越重,滑轮组的机械效率越高。(4)由图丙可知,绳子有效股数为2,根据,由图丁装置知,当动滑轮重为时,机械效率为,则,故被提升物体所受的重力;(5).测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量大了,机械效率变小,故错误;.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,故错误;.测量拉力时,弹簧测力计处于静止状态,此时的摩擦力克服动滑轮做的功减小,额外功减小,机械效率变大,故正确。故选:。故答案为:(1)乙;(2);(3)高;(4)3;(5)。15.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重,测得的数据如表:物理量实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.33 4 0.1 1.4 0.54 4 0.2 1.4 1.0(1)在实验中,测绳端拉力时,应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数(2)第1次实验测得的机械效率为 (结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 装置图做的。(填“”“ ”或“”(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 。(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。【答案】(1)匀速;(2);(3);(4)增加物重;越低;(5)无关。【解答】解:(1)在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计。(2)由表中实验数据可知,第一次实验,有用功,总功,滑轮组效率;(3)由数据知第4次实验中,为的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重,由图示可知,第4次实验所用的装置是;(4)分析第1、2次实验数据可知,使用的同一滑轮组,提升的钩码重力越大,机械效率越高,可得使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据,提升的物重相同,动滑轮重力越大,机械效率越低;(5)分析第3、4次实验数据可知,使用同一滑轮组提升相同的重物,物体被提升的高度改变,机械效率不变,可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。故答案为:(1)匀速;(2);(3);(4)增加物重;越低;(5)无关。16.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。(1)如图所示是小明使用托盘天平的情形,他操作的错误是在测量过程中 调节平衡螺母 ;(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像,如图所示:①分析图像可知:塑料的密度为,液体的密度为 ;②往烧杯内倒入的该液体,用天平称出烧杯和液体的总质量。当天平平衡时,右盘中的砝码的质量及游码如图所示,则烧杯和液体的总质量为 ,若烧杯内液体的体积为,则烧杯和液体的总质量应为 ;③用该塑料做成一个外观体积为、质量为的小球,则该球 (选“空心”或“实心” ,若该球为空心球,空心部分体积为 ,若在空心部分注满水,则测得该塑料球的总质量为 。【答案】(1)调节平衡螺母;(2);37.4;45.4;空心;10;34。【解答】解:(1)测量质量的过程中,不能再调节平衡螺母,所以他操作的错误是在测量过程中调节平衡螺母了。(2)①由图可知,液体的质量为时,体积为,所以液体的密度为②由图可知,烧杯和液体的总质量为烧杯内装液体比装液体增加的质量为所以,若烧杯内液体的体积为,则烧杯和液体的总质量应为△③质量为的塑料小球,如果是实心的,体积为由于,所以该球为空心的。该球的空心体积为若在空心部分注满水,则水的质量为该塑料球空心部分装满水后总质量为故答案为:(1)调节平衡螺母;(2);37.4;45.4;空心;10;34。17.小燕测量一个不规则小石块的密度;(1)为使天平调平,小燕做了如下操作:①将其放在水平桌面;②将游码调至左端零刻度线出;③将平衡螺母向右调节,原因是指针偏向分度盘中央刻度线的 左 (选填“左”或“右” 侧;(2)如图1所示小石块的质量为 ,用图2所示方法测得小石块的体积为 ,则小石块的密度为 ;(3)如果不借助量筒,是否可以测量液体的密度;如图3,两个相同的容器分别装有质量相等的水和煤油,则 (填“甲”或“乙” 液体是煤油,用刻度尺量出甲和乙液面到容器底的深度分别为和,则煤油的密度表达式为: (用、、来表示)。【答案】(1)左;(2)23.2;10;;(3)乙;。【解答】解:(1)将平衡螺母向右调节,说明左侧偏重,因而原因是指针偏向分度盘中央刻度线的左侧;(2)从图中可读得,小石块的质量为;用图中右侧量筒的体积减去左侧量筒的体积即为小石块的体积,故小石块的体积:,根据密度公式可得,小石块的密度为:;(3)由题知,水和煤油的质量相同,由于,根据知,因为两个容器相同,左侧容器液面低,所以甲液体是水,乙液体是煤油;两容器相同时,横截面积相等,则,,水和煤油的质量相等,,即,则。故答案为:(1)左;(2)23.2;10;;(3)乙;。18.小明想测量果冻的密度。(1)小明正确使用天平测量果冻质量,天平平衡时如图甲所示,则果冻质量为 34 ;(2)正确测量出果冻的体积为;(3)根据以上数据,计算果冻的密度为 。(4)以上方案在测量时包含了包装部分,为了测量纯果冻的密度,小华利用电子秤,烧杯(装有适量的水)进行了以下操作:①将电子秤置于水平桌面,打开开关,示数为零,再将果冻(含包装)放在秤盘上,读出此时电子秤示数,记为;②打开包装,取出果冻,将空包装放在秤盘上,读出此时电子秤示数,记为;③ ,读出电子秤示数,记为;④果冻的密度 (用测量量和已知量表示)。【答案】(1)34;(3)1.7;③包装盒装满水,再放到秤盘上;④。【解答】解:(1)由天平装置图可知,标尺的分度值为,游码对应的刻度值为;砝码的质量为,则果冻的质量;(3)由密度公式可得:该果冻的密度;(4)③由前两步可求纯果冻的质量;还需要测量果冻的体积,利用包装盒的容积可表示纯果冻的体积,在此可用包装盒装满水,再放到秤盘上,测水和包装盒的总质量,记作;④再由水的密度可求;所以纯果冻的体积;又由密度公式可得,纯果冻的密度。故答案为:(1)34;(3)1.7;③包装盒装满水,再放到秤盘上;④。19.某物理兴趣小组进行了鹅卵石密度的测量。(1)小明在调节天平平衡时,将游码移动到标尺左端的零刻度线后,发现指针如图甲所示,则接下来应向 右 (选填“左”或“右” 调节平衡螺母;(2)小明用天平称量鹅卵石的质量时,在最小的砝码放入右盘后,指针由分度盘中央刻度线的左侧转至右侧。此时小明取下最小的砝码,下一步操作是 (选填“”、“ ” ;调节平衡螺母;调节游码;(3)当横梁再次平衡时,砝码及游码的位置如图乙所示,将鹅卵石放入盛有水的量筒中,静止时液面位置如图丙所示,则鹅卵石的密度是 ;(4)小亮的鹅卵石放不进量筒,他用烧杯和水也测出了鹅卵石的密度,他的实验如下:①用天平测出鹅卵石的质量;②向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量;③如图丁所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住鹅卵石轻轻放入烧杯中,使鹅卵石浸没水中,在烧杯壁上标记出水面的位置;④将鹅卵石从水中取出后,向烧杯内加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量;⑤鹅卵石密度的表达式 (用字母、、和表示)。⑥将鹅卵石从水中取出时,沾了水,对测算鹅卵石密度产生的影响是 (偏大偏小不变)。【答案】(1)右;(2);(3);(4)⑤;⑥不变。【解答】解:(1)由图可知,天平指针偏向左边,则应该把平衡螺母向右调节;(2)当加入最小砝码时,指针偏右,说明砝码质量偏大,此时应取下最小砝码,适当向右移动游码直到横梁平衡,故选;(3)由图乙可知,鹅卵石的质量;由图丙可知,量筒中水的体积,量筒中水和鹅卵石的总体积,则鹅卵石的体积;鹅卵石的密度:;(4)④将鹅卵石从水中取出后,向烧杯内加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量;⑤加入水的质量为:,加入水的体积为:,鹅卵石的体积为:,鹅卵石的密度为:;当鹅卵石带水从烧杯中拿出来的时候,烧杯内的水的质量会相对减少,补水至标记时已补回,总质量不会变,故不影响鹅卵石排开液体体积计算,根据密度公式可知,密度测量结果不受影响。故答案为:(1)右;(2);(3);(4)⑤;⑥不变。20.某物理实验小组利用托盘天平和量筒测某种液体的密度。(1)将托盘天平放在水平工作台面上,取下垫圈,并将游码移至称量标尺的零刻度线处,发现指针在分度盘上的摆动幅度如图甲所示,此时应该 向右调节平衡螺母 ,直到指针对准分度盘的中央刻度线;(2)将空烧杯放在天平的左盘,把砝码放在天平的右盘,再向右盘添加砝码后,指针偏向中央刻度线的右侧,取下砝码,指针偏向中央刻度线的左侧当天平最终平衡时,游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量应为 ;(3)向烧杯中倒入液体,天平平衡时如图丙所示,再将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液体静止时液面位置如图丁所示,该液体的密度为 。【答案】(1)向右调节平衡螺母;(2)0.6(3)。【解答】解:(1)测量前,将天平放在水平桌面上,先移动游码至标尺左端零刻度线,指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,此时应将横梁上的平衡螺母向右侧调节,直到指针指在分度盘中央,使天平平衡;(2)空烧杯的质量:;(3)量筒内液体的体积为,由图知,天平标尺的分度值为,所以烧杯和色拉油总质量为,量筒中液体的质量为,液体的密度:。故答案为:(1)向右调节平衡螺母;(2)0.6(3)。HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 (实验题)专题01 力学实验-2024年中考物理终极押题专题特训(学生版).doc 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