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(共38张PPT)
专题二 实 验 专 题
类型5 力学探究型实验
考点精练
一、探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
【例1】在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，小兰设计了如图2-2-48所示的实验。
【基础设问】
（1）将长木板放在水平桌面上，将木块放在长木板上，用弹簧测力计水平向右拉着木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数为1 N，则木块所受滑动摩擦力的大小为______N，方向__________（填“水平向右”或“水平向左”）。
（2）为比较滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，应选用图______________进行探究。
1
水平向左
甲、丙
（3）相比图甲的实验，图乙的实验中木块上增加砝码是为了增大__________________（填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”）的压力。
(4)若想探究滑动摩擦力与接触面积的关系，可以在图甲实验的基础上进行的操作是_________________________。
木块对木板
改变木块的放置方式
【拓展设问】
（5）为了更方便探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小兰对实验进行了改进，如图2-2-49所示。水平拉动木板向左运动，A弹簧测力计的示数为5.8 N，B弹簧测力计的示数为2.6 N，则木块受到的摩擦力方向为水平向__________（填“左”或“右”），木板与木块之间的摩擦力大小为__________N。
左
2.6
(6)小兰猜想滑动摩擦力的大小与速度大小有关。她设计了如图2-2-50甲所示的实验装置，传送带的速度可以自由调节，物块始终相对地面静止，拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度，根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间和拉力与时间的关系图像。分析图2-2-50乙、丙可知，滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小__________（填“有关”或“无关”），理由是__________________________________
______________________________________________________________________。
无关
当压力大小和接触面的粗糙程度不变时，速度大小改变，滑动摩擦力的大小不变
(7)若甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，地面对甲的摩擦力为f甲，地面对乙的摩擦力为f乙，则__________（填字母）。
A. F甲＝F乙，f甲＞f乙 B. F甲＞F乙，f甲＜f乙
C. F甲＞F乙，f甲＝f乙 D. F甲＞F乙，f甲＞f乙
A
二、探究压力的作用效果与哪些因素有关
【例2】小明利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素，如图2-2-51所示。
【基础设问】
（1）通过比较图甲、乙，说明________________________________
____________________________________________________________。
受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
（2）通过比较图_____________，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p__________（填“＞”“＜”或“=”）p′。本实验选择海绵而不是木板的原因是___________________________。
乙、丙
=
木板的形变不明显
【拓展设问】
（4）如图戊所示，将海绵一端用木块垫起，仍使小桌静止。发现小桌对海绵压力的作用效果比图丙的小一些，说明同一物体放在斜面上，它对表面的压力__________（填“增大”“减小”或“不变”）。
减小
【基础设问】
（1）U形管（如图甲）两侧液面的__________反映液体内部压强的大小。这种研究方法是_____________。图2-2-52所示，小明用液体压强计探究液体内部压强的特点。
三、探究液体压强与哪些因素有关
【例3】如图2-2-52所示，小明用液体压强计探究液体内部压强的特点。
高度差
转换法
（2）通过图乙、丙可得,液体内部的压强与液体的__________有关。
（3）小明保持图丙中探头的位置不变，向容器中加入适量的浓盐水，发现U形管两侧液面的高度差变大,于是得出“液体的密度越大，压强越大”的结论。他的结论_____________(填“可靠”或“不可靠”),原因是____________________________________。
深度
不可靠
没有控制液体的深度相同
【拓展设问】
（4）小明自制了如图丁所示的实验装置，在A箱中加入水, A下部的橡皮膜C会凸起。如图戊所示,在B箱中加入某未知液体,直到橡皮膜变平,分别测出h1=9 cm，h2=12 cm，h3=22 cm，则未知液体密度为____________________kg/m3。(ρ水=l×103 kg/m3，g取10 N/kg）
0.9×103
四、探究杠杆的平衡条件
【例4】天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图2-2-53中的装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码重均为0.5 N。
【基础设问】
（1）实验中，让杠杆在__________位置平衡最便于测量力臂。
（2）如图甲所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5 cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的__________和力臂有关。
水平
大小
(3)实验中，小海保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出每一组动力臂L1和动力F1的数据，并利用实验数据绘制了F1与L1的关系图像（如图乙）。当L1为0.05 m时，F1为_________N。
6
（4）完成上述实验探究后，小海又用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图丙所示，他这样做的最终目的是__________（填字母）。
A. 便于直接读出拉力的大小
B. 便于提供大小不同的拉力
C. 便于正确认识力臂
D. 便于测量力臂的大小
C
【素养设问】
(5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成（如图2-2-54）。根据杠杆的平衡条件，杆秤的刻度应是__________（填“均匀”或“非均匀”）的。图中的杆秤有两个提纽，使用它称较重
的物体时，常用离秤钩较__________
（填“近”或“远”）的提纽。
均匀
近
（6）如图2-2-55甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割成两部分，如图2-2-55乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆的平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力__________（填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。
大于
五、探究滑轮组(或斜面)的机械效率与哪些因素有关
【例5】小琪进行了“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验，用到的装置如图2-2-56所示，实验数据记录如下表所示。
实验
次序 钩码
重G/N 钩码上升
高度h/m 拉力的大
小F/N 绳端移动
距离s/m 机械
效率η/%
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5
【基础设问】
（1）分析表中数据可知：第4次实验是用图__________所示装置来完成的。
（2）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升的高度__________（填“无关”或“有关”）。
（3）通过比较__________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
丙
无关
1、3
（4）通过比较3、4两次实验数据可得出：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率__________（填“越高”或“越低”）。
（5）小琪在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第4次实验，结果会发现滑轮组的机械效率__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）在第4次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定的夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
越低
不变
变小
【拓展设问】
（7）实验结束后，小琪利用图2-2-57中的装置继续研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：a. 用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；b. 竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
①杠杆的机械效率的表达式η＝__________；（用已知物理量符号表示）
②本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆的机械效率的主要因素是__________________；（不计转轴O处的摩擦）
③若只将弹簧测力计的悬挂点由B移至C，
而O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高
度，则杠杆的机械效率将__________
（填“变大”“变小”或“不变”）。
杠杆的自重
不变
(8)小琪设计的测量斜面的机械效率实验如图2-2-58所示。用高为30 cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A处，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到位置B，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示。
根据题中提供的信息，填写下面的实验记录表。（g取10 N/kg）
小车受到的重力G/N 沿斜面的拉力
F/N 小车沿斜面上升的距离s/m 小车上升的高度h/m 斜面的机械效率η/%
_________ _________ 0.800 _________ _________
2.1
1.5
0.400
70
六、探究浮力大小与哪些因素有关
【例6】小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干、水、盐水、细线等。（g取10 N/kg）
【基础设问】
（1）实验步骤如图2-2-59所示。按步骤A所示测出金属块重为__________N。
4
（2）用弹簧测力计挂着金属块，将它缓慢地浸入液体中不同的深度，步骤B、C、D、E、F如图所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中。
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 3.8 3.6 3.5 3.4
（3）在步骤D中金属块所受浮力是__________N。在步骤E中弹簧测力计的示数为__________N。
0.5
3.5
（4）若先完成步骤E，再完成步骤A，则测得的浮力将__________（填“偏大”或“偏小”），因为__________________
_____________________________________________________________。
（5）分析步骤A、B、C、D可知，浮力大小与物体_______________________有关；分析步骤A、E、F可知，浮力大小与____________________有关。
（6）分析步骤______________可知，浮力大小与它浸没在液体中的深度无关。
偏大
金属块沾有水，
使所测重力偏大，导致测得的浮力也偏大
排开液体的体积
液体的密度
A、D、E
【拓展设问】
（7）根据实验数据可知，金属块的密度是__________kg/m3。盐水的密度是__________________kg/m3。（g取10 N/kg）
8×103
1.2×103
(8)小明用其他圆柱体做实验，并绘制出如图2-2-60所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图像（整个过程水未溢出），根据实验数据可知：
①圆柱体受到的重力为__________N，
它浸没在水中时所受浮力为__________N，
它的密度为______________kg/m3；
6
4
1.5×103
②图像中__________（填“AB”或“BC”）段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变;
③圆柱体由h1到h2的过程中，所受浮力__________，其下表面所受水的压强__________。（均填“变大”“变小”或“不变”）
AB
不变
变大
【创新设问】
(9)小明还想用如图2-2-61所示装置验证阿基米德原理。他将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时，小明发现随着重物浸入水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数变小，此时弹簧测力计乙
的示数会________（填“变大”“变小”或
“不变”），若它们的变化量相等，则证
明F浮________（填“>”“<”或“=”）G排。
变大
＝
七、探究动能大小与哪些因素有关
【例7】近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图2-2-62所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。
【基础设问】
（1）分析甲、乙两图可知，图__________（填“甲”或“乙”）中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。
（2）比较甲、乙两图可知，在__________
一定时，小钢球的__________越大，
动能越大。
（3）比较__________两图可以
模拟汽车超载带来的危害。
乙
质量
速度
乙、丙
(4)在水平面上，被撞出的木块由于受到__________的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做__________________运动。
（5）假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意的事项：______________________________。
阻力
匀速直线
不超载行驶，不超速行驶
【创新设问】
(6)如图2-2-63所示，在研究小球的动能与质量的关系时，小彤认为可以在光滑的水平桌面上将同一根弹簧压缩至相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块。撞击木块时小球的动能__________（填“相等”或“不相等”），该方案__________（填“正确”或“错误”）。
相等
错误
(7)通过实验探究，小彤发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出正确的实验结论后，小彤又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？她查阅了相关资料，收集了一些物体的动能(如表格所示)，结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是_________。
速度
一些物体的动能
行走的牛 约60 J
跑百米的运动员 约3×102 J
飞行的步枪子弹 约5×103 J

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