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【名师导航】中考物理一轮复习学案
实验部分一 力学综合实验
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1. 测量物体运动的平均速度 ★★★ 1. 实验原理. 2. 实验主要器材 3.设计与进行实验 4. 实验操作 5. 实验方法 6. 分析现象和数据,总结结论:实验结论总结、交流与反思、实验误差分析 2023年物理实验仍然是必考知识点。所占比例整张物理卷的30%左右。
2.固体、液体密度的测量 ★★★★
3. 探究滑动摩擦力与什么因素有关 ★★★★
4. 探究压力的作用效果与哪些因素有关 ★★★★
5. 探究液体的压强与哪些因素有关 ★★★
6.探究浮力的大小与哪些因素有关 ★★★★
7. 探究杠杆的平衡条件 ★★★★
8. 测量滑轮组的机械效率 ★★★
9. 探究动能的大小跟哪些因素有关 ★★★
实验一: 测量物体运动的平均速度
1. 实验原理.
2. 实验主要器材(刻度尺、停表、金属片、小车、长木板、木块).
(1)刻度尺和停表(用刻度尺测量_小车通过的路程_;用停表测量通过这段路程的时间)
(2)金属片(确定_终点_的位置,使时间测量更精准)
(3)长木板、木块(组成较小坡度的斜面,便于测量时间)
3. 实验操作:每次让小车从斜面的_同一位置_由静止开始滑下,测量并记录下滑的时间和长度.
4. 小车运动距离的测量(要“头对头”、“尾对尾”测量)。
5. 比较不同阶段平均速度的大小:v后半程 _>_v全程 _>_v前半程,在此过程中小车做__加速_(选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。
6. 实验误差分析:
(1)小车过了终点才停止计时或未开始运动提前计时(所测时间偏大,使速度测量值偏_小_)
(2)小车未到达终点停止计时或运动后才开始计时(所测时间偏小,使速度测量值偏_大_)
1. 小明在测量平均速度实验中,小木块从装有刻度尺(分度值为1 mm)的斜面A点静止下滑并用停表开始计时,每隔0.2 s记录一次小木块到达的位置,所做的一次实验如图甲所示.
(1)小明将实验的数据记录在表格中,A点、B点刻度放大后如图甲右上所示,则表格中sAB=________cm. vAB=________cm/s;
(2)由表格数据得出,小木块下滑过程中在做______(选填“匀速”或“变速”)运动;
(3)为了方便计时,应该使斜面的坡度______(选填“较大”或“较小”).
(4)若小木块还没放开之前就已开始计时,则测得的平均速度跟真实值相比偏____.
(5)小明想测量小木块在整个运动过程中DE段的平均速度,他应该将小木块从____(选填“A”或“D”)处静止释放,记录时间后进行计算.
(6)另一探究小组利用位置传感器测出不同时刻另一小车与传感器的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度.屏幕上显示的图像如图乙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时,它的速度变化的特点是____________________;小车到达坡底时的速度是______m/s.
参考答案:1.(1)4.00;20.00;(2)变速;(3)较小;(4)小;(5)A;(6)速度随时间均匀增加;0.8。
实验二:测量固体的密度
【设计与进行实验】
1. 实验原理(________)
2. 实验步骤(如图1)
第1步:先用调好的天平测量出物体的质量m
第2步:在量筒中装入适量的水,读取示数V1(适量水:物体放入量筒后能被_浸没__,并且物体和水的总体积不超过量筒的_量程__)
第3步:用细线系住物体,将其浸没在水中(密度小于水密度的固体可采用针压法),读取示数V2。
3. 误差分析
(1)天平引起的错误
①调节天平时,游码没有归零,如图2(m读数__>_m物);
②测量时,物码颠倒且使用了游码,如图3(m读数__>__m物);
③砝码磨损或缺角(m读数_>__m物);
④砝码生锈或沾东西(m读数__<__m物);
⑤测量过程中,向右调节平衡螺母使天平平衡,如图4(m读数__<_m物);
(2)量筒引起的偏差(仰视时,V读数<V物;俯视时,V读数>V物);
(3)实验操作引起的偏差
4. 测特殊物体的体积
(1)漂浮在水面的固体:①针压法(如图5),物体体积:V=V3-V1
②助沉法(如图6),物体体积:V=V3-V2
(2)颗粒状、易溶于水、吸水性物质:采用排沙法测量其体积,物体体积:V=V沙+物-V沙
2. 小明为测量小石块的密度,进行了如下实验:
(1)将天平放在水平工作台上,游码移至标尺左端“0”刻度线处,此时指针位置如图甲所示,为使天平平衡,应将平衡螺母向____调节;小明接着用天平测出小石块的质量,测量结果如图乙所示,则小石块质量为______g.
(2)图丁是小伟在调节天平时的情景,请你指出他在操作上的错误之处________________________.
(3)如图戊所示的错误操作是_______________________.
(4)用量筒和水测得小石块的体积,如图丙,则小石块的密度ρ=_____g/cm3.
参考答案:2.(1)左;72.6;(2)调平前没有将游码移至标尺左端的零刻度线处;(3)直接用手拿砝码;(4) 2.42。
实验三:测量液体的密度
实验步骤(如图1)
第1步:在烧杯中装入适量的待测液体,用调好的天平测量出烧杯和液体质量m1
第2步:把烧杯中的部分液体倒入量筒,读取示数V
第3步:用天平测得__烧杯中剩余液体和烧杯__的总质量m2
2. 实验操作引起的误差分析
3.实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1)天平调平衡后,将适量的牛奶倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和牛奶的总质量,通过加减砝码的一番操作,当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针如图甲所示,接下来他应该 (选填序号);
A.向左调节平衡螺母 B.移动游码 C.取下最小的砝码后移动游码
(2)测出烧杯和牛奶的总质量为116g后,将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中牛奶的体积为 cm3;
(3)测量烧杯和剩余牛奶的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余牛奶的总质量为 g;
(4)小明测量的牛奶密度为 kg/m3;
(5)在向量筒倒入牛奶时,如果不慎有牛奶溅出,则测出的牛奶密度会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
参考答案:3. (1)C;(2)40;(3)72;(4)1.1×103;(5)偏大。
实验四:特殊方法测密度
注:水的密度为ρ水,均用已知量和测量量表示
类型1 缺量筒
方法一:溢水法
第一步:用天平测出固体的质量m0;
第二步:用天平测出空烧杯的质量m1;
第三步:用细线使待测物体___浸没在盛有水的溢水杯中___,用烧杯接溢出的水;
第四步:用天平测出烧杯和溢出水的总质量m2;
固体的体积为V=__,固体密度ρ=_______.
方法二:阿基米德原理法
第一步:用天平测出固体的质量m0;
第二步:把_盛有水的烧杯_放在天平上测量,此时天平示数为m1;
第三步:用细线使待测物体浸没在水中,此时天平的示数为m2,
固体的体积为V=V排=___,固体密度ρ=___.
类型2 缺天平
方法一:阿基米德原理法
第一步:在量筒内装适量的水,测得体积为V1;
第二步:将一密度较小的固体放入水中,测得体积为V2;
第三步:在量筒内装入适量的液体,测得体积为V3;
第四步:将固体放入该液体中,测得体积为V4;
固体在水中和待测液体中_漂浮_,所以ρ液g(V4-V3)=ρ水g(V2-V1),故
ρ液=__________.
类型3 缺量筒、缺天平
方法:三提法
第一步:用细线系住金属块,用调整好的弹簧测力计测得金属块的重力G0;
第二步:在烧杯中装入足够多的水,用弹簧测力计悬挂着金属块浸没在水中,不触及烧杯侧壁和底部,此时示数为F1;
第三步:在烧杯中装入足够多的待测液体,用弹簧测力计悬挂着金属块浸没在待测液体中,不触及烧杯侧壁和底部,此时示数为F2;
金属块在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=__G0-F1_,金属块在待测液体中受到的浮力F浮′=ρ液gV排=_G0-F2_,
由此可得待测液体密度ρ液=___。
实验五:探究滑动摩擦力与什么因素有关
命题点:
【猜想与假设】
1.滑动摩擦力大小可能与压力大小和接触面的粗糙程度有关
【设计与进行实验】
2. 实验装置图
▲3. 实验原理:_二力平衡__
▲4. 测量滑动摩擦力的操作(用弹簧测力计沿_水平_方向拉动物块,使其做__匀速直线_运动,此时弹簧测力计示数__等于__物块所受摩擦力的大小)。
▲5. 控制变量法的应用
(1)探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系(控制接触面的___粗糙程度___不变,改变__物块对接触面的压力大小____,比较弹簧测力计的示数大小,如图甲、乙)。
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系(控制___物块对接触面的压力___不变,改变___接触面的粗糙程度_____,比较弹簧测力计的示数大小,如图乙、丙)。
(3)探究滑动摩擦力与接触面面积的关系(控制__物块对接触面的压力和接触面的粗糙程度__不变,改变__物块的放置方式_,比较弹簧测力计的示数大小,如图甲、丁)
【分析现象和数据,总结结论】
▲6. 实验结论:(1)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关;(2)在其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力__越大__;(3)在其他条件相同时,压力__越大_,滑动摩擦力越大.
【交流与反思】
▲7. 实验中弹簧测力计的示数不稳定的原因(a. 没有匀速拉动;b. 接触面的粗糙程度__不均匀__)。
4.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度.根据猜想,同学们利用一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板设计了如图甲、乙、丙所示的实验:
请你写出一个支持猜想②的生活实例:____________________.
(2)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做__________运动,弹簧测力计示数如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为_____N.
(3)通过比较______两图,可验证猜想①;通过比较______两图,可验证猜想②. 进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越_____(选填“大”或“小”),接触面越______(选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大.
(4)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A. 将木块竖直切去一半,如图丁,重复(2)的操作过程,比较图甲和图丁
B. 将木块侧放,如图戊,重复(2)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为合理的实验方案是____(选填“A”或“B”),你判断的依据是_______
____________________________________________________.
参考答案:4.(1)瓶盖侧表面刻有竖纹;(2)匀速直线;1.8;(3)甲乙;甲丙;粗糙;(4)B;B方案控制了压力和接触面粗糙程度不变,改变了接触面的面积。
实验六:探究阻力对物体运动的影响
【设计与进行实验】
1. 实验装置图
2. 实验主要器材及作用
(1)粗糙程度不同的水平面(改变滑块受到的__阻力_)
(2)刻度尺(测量滑块在___水平面上___运动的距离)
3. 让同一滑块从斜面同一高度由静止滑下的目的(使滑块到达水平面时的___速度___相同)
▲4. 实验方法
(1)转换法(通过比较____滑块在水平面上移动的距离___来比较阻力对滑块运动的影响)
(2)科学推理法(牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上推理出来的)
【分析现象和数据,总结结论】
▲5. 实验结论:在其他条件相同时,水平面越光滑,滑块受到的阻力越__小__,滑块前进的距离就越__远__.
【交流与反思】
▲6. 滑块到达斜面底端继续运动的原因(滑块具有__惯性___)
▲7. 滑块最终在水平面停下来的原因[受到阻力(摩擦力)的作用]
5.在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面,并将小车从斜面上 (同一/不同)位置由静止释放;
(2)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上 ;
(3)如图,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (需要/不需要);
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.A、B选项均正确
参考答案:5. (1)同一;(2)做匀速直线运动;(3)不需要;(4)B。
实验七:探究压力的作用效果与哪些因素有关
【猜想与假设】
1. 压力的作用效果跟压力大小和受力面积有关
【设计与进行实验】
2.实验装置图
▲3. 实验方法
(1)转换法的应用(通过海绵____被压下的深浅___来反映压力的作用效果)
(2)控制变量法的应用:①探究压力的作用效果与压力大小的关系(控制___受力面积__不变,改变压力大小,比较海绵被压下的深浅)(如图1、2);②探究压力的作用效果与受力面积的关系(控制__压力大小__不变,改变受力面积,比较海绵被压下的深浅)(如图1、3)
【分析现象和数据,总结结论】
▲4. 实验结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越_明显__;当压力相同时,受力面积越__小__,压力的作用效果越明显.
6.在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码.
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对________的压力作用效果.
(2)比较___________两图可以初步得出实验结论: 压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显.若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是__________________.下列事例中,直接应用该结论的是______(填序号).
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10 t
参考答案:6. (1)海绵;(2)乙、丙;取下丙图中的砝码;(3)①。
实验八:探究液体的压强与哪些因素有关
【猜想与假设】
1. 液体内部的压强可能与方向、深度及液体的密度有关
【设计与进行实验】
实验装置图(如图1)
3. 实验注意事项
(1)实验前U形管液面要调平(若不相平,应___拆除橡皮管重新安装____,使U形管两侧液面相平)
(2)实验前检查装置的气密性(用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中两侧液柱是否灵活变化,若__灵活变化__,则说明气密性良好)
▲4. 实验方法
(1)转换法的应用(根据U形管两侧__液面的高度差__来反映液体内部压强的大小)
(2)控制变量法的应用
①探究液体内部压强与方向的关系(控制金属盒在同种液体的__深度相同__,改变金属盒的朝向,比较U形管两侧液面的高度差)
②探究液体内部压强与深度的关系(控制金属盒在同种液体中,金属盒方向不变,改变金属盒在液体中的_深度_,观察U形管两侧液面的高度差)
③探究液体内部压强与液体密度的关系(控制金属盒在液体的同一深度,金属盒方向不变,改变__液体种类__,观察U形管两侧液面的高度差)。
5. 多次实验操作及目的
操作:改变金属盒在液体中的深度、改变液体的密度、改变金属盒的方向多次测量
目的:为了使结论具有_普遍性__。
【分析现象和数据,总结结论】
▲6. 实验结论:(1)液体内部向各个方向都有压强;(2)同种液体在同一深度的各处、向各个方向的压强大小__相等__,随液体深度的增加,压强随之___变大__;(3)不同的液体,产生的压强大小与液体的密度有关,在同一深度,密度越__大__,液体的压强越大
【交流与反思】
7. 实验中的U形管___不是___(选填“是”或“不是”)连通器
7.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水):
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映____________的大小.
(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明________________.
(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa。
参考答案:7. (1)液体压强;(2)装置气密性不好;(3)相等;(4)液体密度;(5)500。
实验八:探究浮力的大小与哪些因素有关
【猜想与假设】
1. 浮力大小可能与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关
【设计与进行实验】
2.实验装置图(如图1)
▲3. 实验原理:称重法(F浮=__ G物-F示___)
4. 实验注意事项
(1)实验前沿竖直方向对弹簧测力计__调零__
(2)实验时烧杯中液体“适量”的标准(能使物体___完全浸没在液体中___,且不接触到容器底部,也没有液体溢出烧杯)
▲5. 控制变量法的应用
(1)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系(控制物体浸没在同一液体中,改变它_浸没在液体中的深度_,观察每次弹簧测力计的示数,如图2ADE)
(2)探究浮力大小跟物体浸在液体中体积的关系(控制物体浸在同一液体中,改变__物体浸在液体中的体积__,观察每次弹簧测力计的示数,如图2ABC)
(3)探究浮力大小跟液体密度的关系(控制物体__浸在液体中的体积相同__,改变__液体的密度_,观察每次弹簧测力计的示数,如图2AEF)
6. 多次实验的操作和目的
操作:换用_不同物体__或不同液体进行多次实验
目的:__使实验结论更具有普遍性_
【分析现象和数据,总结结论】
▲7. 实验结论:(1)物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积、跟液体的密度有关;(2)液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越___大__,物体所受的浮力越大;(3)物体浸在液体中的体积一定时,液体的密度越__大__,物体所受的浮力越大
▲8. F示-h图像分析:图3中AB段:物体浸入液体的深度h增加,V排增大,物体受到的浮力F浮_增大_, 弹簧测力计的示数F示__减小_;图3中BC段:物体完全浸没后,V排不变,物体受到的浮力F浮___不变__,弹簧测力计的示数F示__不变__。
【交流与反思】
▲9. 实验误差分析(实验时若先测量物体在液体中的弹簧测力计示数,再测量物体的重力,会导致浮力的测量结果偏__大__)
实验九:探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
【设计与进行实验】
1.实验装置图
2. 溢水杯中装的液体__要与溢水口相平_,保证物体排开的液体全部流入小桶(若溢水杯中液体未达到溢水口,排开液体的重力偏__小__,不能得出正确结论)
▲3. 物体所受浮力和排开液体所受重力的计算
(1)物体受到的浮力(F浮=__G1-F__)
(2)排开液体受到的重力(G排=_G-G2_)
【分析现象和数据,总结结论】
▲4. 实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受_重力_的大小
5. 多次测量的具体操作及目的
操作:物体由浸没改为部分浸入或___换用不同液体__进行实验
目的:使结论___具有普遍性___
【交流与反思】
6. 实验误差分析
(1)先测物体浸在液体中的拉力,再测物体重力(物体上沾有液体,所测重力偏大、浮力偏__大__)
(2)先测桶和排开液体的总重力,再测桶的重力(小桶上沾有液体,所测桶重偏大、排开液体重力偏___小_)
7. 浮力的相关计算(根据F浮=G排=ρ液gV排计算液体密度、排开液体体积等)
8.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象: 。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 N。
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填“越大”或“越小”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
参考答案:8. (1)盐水选种.浓盐水与普通水,把同样的种子放在两杯水中,好种沉底,坏种浮起,浮力大小与液体的密度有关;(2)1.4;(3)无关;a、b、c(或a、b、d);越大;(4)2.4×103。
实验十:探究杠杆的平衡条件
【设计与进行实验】
实验装置图(如图1)
▲2. 实验注意事项
(1)调节平衡螺母的原则:左高__左__调,
(2)调节杠杆在水平位置平衡(目的:便于测量__力臂__)
(3)支点处于杠杆重心处(避免__杠杆自重__对实验结果产生影响)
(4)实验过程中__不能_(选填“能”或“不能”)再调节平衡螺母,要通过调节__钩码位置__(或钩码的数量)使杠杆水平平衡
▲3. 多次实验的操作和目的:操作:多次改变__力及力臂的大小__进行实验;目的:____使得出的结论更具有普遍性___。
【分析现象和数据,总结结论】
▲4. 实验结论:杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2,
【交流与反思】
5. 将一端钩码换成弹簧测力计的相关分析(如图2)
(1)好处:能直接读出拉力的大小,实验操作更方便
(2)始终保持杠杆水平平衡,当弹簧测力计由竖直拉杠杆改为倾斜拉杠杆时示数变化(弹簧测力计拉力的力臂__变小_,示数_变大__)
6. 实验方案及结论的评估(从是否便于测量力臂、是否便于进行多次测量、数据是否具有特殊性等角度评估)
9.在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在 (选填“任意”或“水平”)位置平衡;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂 个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆 (选填“能”或“不能”)保持平衡;
(3)为了使实验结论具有 (选填“普遍性”或“偶然性”),应改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到O′点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N,则杠杆重力为 N。由此可知,将杠杆支点位置设在 (选填“O”或“O'”)点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的得出。
参考答案:9. (1)右;水平;(2)3;不能;(3)普遍性;(4)0.25;O。
实验十一:测量滑轮组的机械效率
【设计与进行实验】
1.实验装置图
2. 实验原理(η=___×100%)
3. 实验注意事项
(1)实验时应沿__竖直方向__匀速拉动弹簧测力计
(2)实验时要记录钩码和绳子自由端的起始位置
4. 控制变量法的应用(探究滑轮组机械效率的影响因素)
(1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系(控制同一滑轮组提升重物的高度相同,改变所吊钩码的_重力_,测滑轮组的机械效率)
(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系(控制__同一滑轮组所吊钩码的重力_____相同,改变动滑轮的重力,测滑轮组的机械效率)
(3)探究滑轮组的机械效率与所提物体高度的关系(用同一滑轮组提升相同的物体,改变提升的__高度__,测滑轮组的机械效率)
【分析现象和数据,总结结论】
▲5. 实验结论:
(1)提升同一重物时,滑轮组中动滑轮越重,机械效率_越小_;
(2)使用同一滑轮组提升重物时,重物越重,机械效率_越大_;
(3)同一滑轮组机械效率的大小与绕线方式和重物提升高度_无关_。
【交流与反思】
6. 实验评估:实验时,不能在弹簧测力计静止时读数的原因(___没有考虑摩擦力对拉力的影响__)。
10.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图,实验数据记录如下表所示:
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用 图所示装置来完成的。
(3)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高度无关。
(4)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,滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越小。
(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有(多选) 。
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重
C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
参考答案:10. (1)匀速;(2)丙;(4)1、3;(6)ABC。
实验十二:探究动能的大小跟哪些因素有关
【猜想与假设】
1. 物体的动能可能与物体的质量、速度有关
【设计与进行实验】
实验装置图(如图1)
3. 实验操作
(1)使钢球获得动能的操作方法(将钢球由某一高度由_静止_释放,重力势能转化为动能)
(2)让钢球从同一高度由_静止___释放(控制钢球到达水平面时的__速度_相同)
(3)让钢球从不同高度由__静止__释放(改变钢球到达水平面时的__速度__)
4. 实验方法
(1)转换法的应用(通过木块被撞击后___移动的距离__反映钢球动能的大小)
(2)控制变量法
①探究动能大小与速度的关系(控制钢球的_质量__相同,改变钢球的速度,比较木块移动的距离)
②探究动能大小与质量的关系(控制钢球的__速度___相同,改变钢球的质量,比较木块移动的距离)
【分析现象和数据,总结结论】
▲5. 实验结论:
(1)质量相同时,速度越大的物体具有的动能越__大___;
(2)速度相同时,质量越大的物体具有的动能越__大___;
【交流与反思】
6. 木块在水平面上最终会停下来(受到__阻力__的作用)
7. 钢球运动到水平面上不能立即停下的原因(钢球具有___惯性__)
8. 能量转化(钢球加速下滑时主要将___重力势__能转化为动能,木块被撞后运动过程中将机械能转化为__内__能)
9. 木块被撞后滑出木板的改进措施(换质量更大的木块、换质量较小的钢球、换较长的木板、增大水平面的粗糙程度、减小钢球释放的高度)
10. 不用木块,可在水平面上铺一条毛巾,用钢球在毛巾表面滚动的距离来反映动能的大小。
11.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越 。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: 。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
参考答案:11. 【猜想假设】速度;质量;【进行实验】大;【分析论证】质量一定时,物体的速度越大,动能越大;超载。
1.(2022 百色)如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点由静止滑下,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可求出不同路段的平均速度。
(1)实验原理是 。
(2)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度。
(3)小车从A点运动到B点所用时间tAB= s;从A点到C点的路程sAC= cm;小车在AC段的平均速度vAC= m/s。
2.(2022 晋中)六一儿童节前夕,小明妹妹所在的幼儿园将要举办“亲子滑草”比赛,比赛须知如图甲所示。如何赢得比赛呢?小明邀请学习小组的同学们一起进行专题项目研究,并制定参赛方案。
(1)通过对“比赛须知”的分析可知,要取得胜利,关键是从草坡上滑到坡底所用时间要短。同学们提出两个观点:
①体重越大,用时越短; ②斜坡越陡,用时越短。
针对以上两个观点,大家讨论:需用木块和木板搭建斜面,如图乙所示;除用大块橡皮泥改变物重;下滑的物体是选“小车”还是“木块”呢?请你选择并说明理由。 。
(2)实验中,除用停表测时间外,同学们还可以借鉴“测量物体运动的平均速度”实验中的器材 ,便于更准确测量物体滑到斜面底端所用时间。
(3)请你从上述两个观点中任选一个,帮助他们设计实验步骤,并陈述你对参赛方案的建议。
答案一:选择“斜坡越陡,用时越短”的观点设计实验。
实验步骤: 。
答案二:选择“体重越大,用时越短”的观点设计实验。
实验步骤: 。
3.(2022 辽宁)学习了“测量物质的密度”之后,物理兴趣小组的同学们,尝试用不同的方法测量盐水的密度。
(1)小浩的操作过程如下:
①测量前,调节天平的顺序是 (填字母)。
A.调节天平的平衡螺母,使天平平衡
B.把游码放在标尺的零刻度线处
C.把天平放在水平桌面上
②测量盐的质量,如图甲所示,盐的质量为 g。
③用量筒取60mL水,全部倒入烧杯中,再将盐倒入烧杯,搅拌至其完全溶解。再将盐水倒入量筒中,如图乙所示。
④盐水的密度ρ盐水= kg/m3。
(2)小然的方法如图丙所示:
①用天平测量烧杯和盐水的总质量m1。
②将盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V。
③测量烧杯和剩余盐水的总质量m2。
④盐水密度的表达式ρ盐水= (用字母m1、m2、V表示)。
分析以上两种方法, (填“小浩”或“小然”)的方法测量误差更小。
(3)小玉使用密度已知的铁块(ρ铁)进行如下操作:
①用天平测量铁块的质量m1。
②把铁块放在杯中,向杯中加满盐水,将铁块取出(忽略铁块带出的盐水),测量烧杯和盐水的质量m2。
③ ,测量其总质量m3。
④盐水密度的表达式ρ盐水= (用字母m1、m2、m3、ρ铁表示)。
4.(2022 贵港)某兴趣小组计划测量一块形状不规则的小石块密度,备用器材有天平、量筒、水和细线等。
(1)在调节天平时,发现指针偏向如图甲所示,为使天平横梁平衡,应将平衡螺母向 端调节。
(2)用调节好的天平测小石块的质量时,小组成员小华估计小石块的质量约为55g,他用镊子依次将50g砝码和最小的5g砝码放在天平的右盘,发现天平的指针静止时仍如图甲所示,则他接下来应该进行的操作是 。
(3)当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平横梁平衡,则小石块的质量为 g。
(4)在量筒内先倒入适量的水,如图丙所示;然后将用细线系好的小石块放入量筒中,如图丁所示。测得小石块的体积为 cm3,小石块的密度为 kg/m3。
(5)将小石块放入量筒中时,若有几滴水溅到量筒壁上,则小石块密度的测量值比真实值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
5.(2022 长春)小明在伊通河畔拾到一块漂亮的小石块。他想通过测量密度鉴别小石块的材质。
物质名称 密度g/cm3
灰铸铁 7.2
金刚石 3.5
花岗岩 2.6﹣2.8
混凝土 2.2
砖 1.4﹣2.2
(1)用调好的天平测量小石块的质量时,操作如图甲所示,出现的错误是 。
(2)天平再次平衡时,盘中砝码的质量及游码的位置如图乙所示,小石块的质量为 g。
(3)用量筒测出小石块的体积为20cm3,计算出小石块的密度,与上表中的密度值对比后,初步判断小石块可能是 。
6.(2022 长沙)篆刻爱好者小庆收藏了一枚印章,为了鉴别印章所用石料,他用实验室的器材测量了印章的密度。
(1)图甲是他在实验室用天平测量印章质量时的场景,请指出他操作的不当之处: 。
(2)改为正确操作后,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,这枚印章的质量是 g。
(3)小庆把印章放入装有30mL水的量筒中,液面达到的位置如图丙所示。由此可以求出这枚印章的密度为 g/cm3。
7.(2022 临沂)临沂是农业大市,被誉为“山东南菜园”,为提高蔬菜的品质及产量,可向蔬菜喷洒密度在1.03~1.05g/cm3之间的叶面喷施肥。小明用固体颗粒肥料和水配制了叶面喷施肥,为了确定配制的喷施肥是否符合要求,他进行了如下实验。
(1)将天平放在水平台上,需先 ,再调节平衡螺母使天平平衡。
(2)将适量叶面喷施肥倒入烧杯,用天平测量烧杯和喷施肥的总质量,当天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图甲所示,则烧杯和喷施肥的总质量为 g。
(3)将烧杯中的喷施肥全部倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中喷施肥的体积为 cm3。
(4)将倒空后的烧杯放在天平左盘,向右盘加减砝码,当将最小为5g的砝码放入右盘时,分度盘指针如图丙所示,此时应 ,使天平平衡,天平平衡时,测出倒空后的烧杯的质量为37g。
(5)小明所配制的喷施肥的密度为 g/cm3。
(6)评估小明的实验方案可知,他测量出的喷施肥的密度是 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)的。
8.(2022 贵港)图1中被测物体A的长度是 cm;图2中弹簧测力计的示数为 N;图3中体温计的示数为 ℃。
9.(2022 牡丹江)【细心观察,合理猜想】如图所示,小冰使用洗手液时,发现出液量不易控制。观察洗
手液瓶的结构并结合日常使用情况,请你猜想每次按压的出液量可能与 和 有关。向下按压,出液管向下运动,表明力可以改变物体的 。洗手液被压出来是因为出液管内部的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)出液口外部的压强。闻到有酒精的气味,这表明 。
10.(2022 淄博)小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,拉动木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力的大小等于 的大小。
(2)实验过程如图所示(木块均做匀速直线运动),其中F5<F1<F4<F2<F3。
①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大 的压力(选填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”)。对比甲、乙、丙三次实验可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力 。
②对比甲、丁、戊三次实验可知:压力相同时, ,滑动摩擦力越大。
(3)要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关,需要保持 和 不变,只改变 。
(4)本实验主要运用的研究方法是控制变量法,下列实验中也用到了这种方法的是 。
A.探究压力的作用效果跟什么因素有关
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量固体的密度
11.(2022 辽宁)小玉观看2022年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验。
(1)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上, 拉动木块,此时弹簧测力计的示数为 N。
(2)将乙图中的木块 ,重复上述操作,弹簧测力计的示数为4.0N;经分析可得出:当 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了10g、50g砝码各一个,进行了丙、丁实验(如图所示)。当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是 。
12.(2022 牡丹江)【科学设计,勤于实践】冬天,小雪看到防滑鞋的鞋底很粗糙,这可能会增大鞋与路面间的摩擦,她通过实验探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,小雪用弹簧测力计在木板上拉动长方体木块时,很难做到匀速拉动,她对实验装置进行改进,如图乙所示,其优点是 。
(2)小雪利用改进后的实验装置,分别改变接触面粗糙程度、接触面的大小和木块对木板的压力,经过多次实验,读出弹簧测力计示数,记录在下表中。
实验 次数 实验条件 弹簧测力计示数 F/N
压力情况 接触面粗糙程度 接触面的大小
1 木块 木板表面 平放 0.4
2 木块 棉布表面 平放 0.8
3 木块 木板表面 侧放 0.4
4 木块和砝码 木板表面 平放 0.6
①比较1和3两次实验,初步得到的结论:滑动摩擦力的大小与 无关。
②比较 两次实验,初步得到的结论:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
③比较1和2两次实验,初步得到结论: 。
(3)通过探究,小雪知道了防滑鞋是通过改变 增大与路面间的摩擦。
13.(2022 遂宁)某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小 (选填“等于”、“大于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过对比 两次实验可知:其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4
运动速度(m/s) 0.2 0.3 0.4 0.5
测力计的示数(N) 1.2 1.2 1.2 1.2
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 (选填“有关”或“无关”)。
(5)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
14.(2022 贺州)在“探究影响压力作用效果的因素”中,实验现象如图所示。
(1)通过观察海绵的 来比较压力作用的效果。
(2)通过比较 两次实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越 (选填“明显”或“不明显”)。
(3)通过比较 两次实验,可知压力作用的效果跟受力面积有关;这种研究问题的方法是 法。
15.(2022 福建)在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 相等。
16.(2022 黔西南州)小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
实验次数 液体种类 金属块的重力/N 金属块浸入情况 金属块在液体中时测力计的示数/N 金属块所受浮力/N
1 —— 2.7 —— —— ——
2 水 2.7 部分 2.0 0.7
3 水 2.7 全部 1.7 1.0
4 浓盐水 2.7 全部 1.5
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越 ;
(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越 ;
(4)结论:浮力的大小与 和 有关。
(5)用这种实验方法,还可以测量 的密度。
(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F﹣h图像(图⑤)。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数 ,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度 。
17.(2022 北京)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录。
②在烧杯中装入适量的水, ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
③ ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
④用公式 计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。
(2)由水的深度变化时,F浮1 F浮2(选填“=”或“≠”),就可以证明这种观点是错误的。
18.(2022 泰州)如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为 N。
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到 ,由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关。
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 N。
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制 相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 。
A.换用体积更大的同种物块 B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计 D.利用现有器材进行多次实验
19.(2022 枣庄)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮= 。
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重 G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重 G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是: 。
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因: 。
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测力计B的示数逐渐 ,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA ΔFB(选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
20.(2022 绥化)为了探究动能大小的影响因素,利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
(1)该实验中所探究物体的动能是指 的动能。(选填“钢球”或“木块”)
(2)由甲、乙两图可知,当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)如甲、丙两图所示,让不同质量的钢球从同一斜面的 由静止滚下,目的是 ,可得出结论: 。
(4)若斜面下方水平面光滑,本实验 达到实验目的。(选填“能”或“不能”)
21.(2022 金昌)如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 直线运动(选填“减速”、“匀速”或“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,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 (选填“相等”或“不相等”),该方案 (选填“正确”或“错误”)。
22.(2022 天津)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关。
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
23.(2022 黑龙江)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆将 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是 。
24.(2022 岳阳)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)杠杆静止在图甲所示位置,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节。
(2)调节平衡后,如图乙,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡(所用钩码的规格都相同)。
(3)改变钩码的位置和个数,使杠杆平衡,收集多组数据,其目的是 (填序号)。
A.取平均值,减小误差
B.避免偶然性,寻找普遍规律
(4)看图丙的漫画,根据杠杆的平衡条件分析,小兔分得的萝卜质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的。
25.(2022 南充)某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,发现杠杆如图甲所示,则应将杠杆左端平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端适当调节,使杠杆水平平衡;
(2)该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表,由表中数据推测出杠杆的平衡条件是: (用F1、F2、l1、l2表示);
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 3.0 10.0 2.0 15.0
……
(3)若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计,如图丙所示,保持杠杆水平平衡,弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后,弹簧测力计的示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计,该装置可测量小桶内液体的密度。如图丁所示,将容积为20mL的小桶挂在M点,调节平衡螺母使杠杆水平平衡,已知OM=OA=5cm,则杠杆密度计的“0刻度”线应在 (选填“O”或“A”)点,将待测液体倒满小桶,在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时,杠杆刚好水平平衡。重物质量10g,ON=15cm,N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3,改装后杠杆右端的密度刻度线 (选填“是”或“不是”)均匀分布的。(g=10N/kg)
26.(2022 赤峰)小李同学在利用如图所示装置研究动滑轮特点时,猜想:如果忽略绳重与摩擦,绳端拉力F可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关。
(1)若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系,请将实验步骤补充完整。
步骤一:按图安装动滑轮。
步骤二:匀速拉动弹簧测力计,使木块升高,读出拉力F的值并记录。
步骤三:换用 的动滑轮,使同一木块匀速上升相同的高度,读出拉力F的值并记录。
步骤四:重复步骤三,多做几次实验。
(2)步骤四的目的是: 。
(3)若小李五次实验测得F分别为:1.8N、1.8N、1.8N、1.8N、1.8N,则初步得到的结论是:在其他因素相同时, 。
27.(2022 铜仁市)课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想:
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关;
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2N的钩码多个,实验装置如图所示。请你协助“勇创”兴趣小组完成实验。
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是 。
(2)实验数据记录如下表:
次数 物体重力(N) 物体上升的 高度(cm) 弹簧测力计 的示数(N) 绳子自由端移动的距离(cm) 机械效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为 ;
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组,物体提升相同高度, ,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是 。
28.(2022 呼和浩特)在学习机械效率概念后,小娟和小玉同学探讨:在不计绳重和摩擦,同一滑轮组匀速提升不同货物,提升相同高度,动滑轮重力不变,额外功不变的条件下,机械效率是否变化的问题。小娟认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,所以机械效率可能变也可能不变”;小玉认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,那么额外功在总功中所占比例减小,则机械效率一定增加。”俩人争执不下,决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时,收集到的有关数据:
动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升距离 h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离 s/m 滑轮组机械效率 η
1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7%
2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5%
3 0.5 4 0.1 1.5 0.3
(1)请分析表中数据,在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法;
(2)表中第3次实验时,滑轮组的机械效率为 ;
(3)实验验证, (选填“小娟”或“小玉”)的说法是正确的。
29.(2022 襄阳)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,滑轮组的机械效率为 ;
(3)分析1、2、3次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物越 (选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;
(4)小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
30.(2022 南通)用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
(1)每次实验绳端移动距离为 cm;
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为 N,第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将 ;
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
参考答案与试题解析
1.【解答】(1)测量小车平均速度的实验,需要测量路程和时间,通过速度公式计算出平均速度,所以实验原理是v=;
(2)若要计时方便,应使斜面的坡度小一些,使小车在斜面上通过的时间更长,便于测量时间,以减小测量时间的误差;
(3)由图可知,小车从A点B点所用时间为3s;
由图可知,刻度尺的分度值为1cm,则小车从A点运动到C点时的路程sAC=80.0cm=0.800m;
由图可知,小车从A点运动到C点时的时间tAC=5s,则小车从A点运动到C点时的平均速度:vAC===0.16m/s。
故答案为:(1)v=;(2)减小;(3)3;80.0;0.16。
2.【解答】(1)因为滑草板下滑过程中与草坡之间是滑动摩擦,所以下滑的物体应选木块;
(2)在“测量物体运动的平均速度”的实验中,便于更准确测量物体滑到斜面底端所用时间,要在底端装上挡板;
(3)①选择“斜坡越陡,用时越短”的观点设计实验,
实验步骤:1、用一木块和木板搭一个斜面,将挡板固定在斜面底端;
2、用停表测出另一木块从斜面的某一高度由静止滑下到撞击挡板所用时间t1;
3、增大斜面的坡度,用停表测出同一木块从斜面的同一高度由静止滑下到撞击挡板所用时间t2。
参赛建议:若t1>t2,选择较陡的滑草坡参赛;若t1=t2,任选一滑草坡参赛;若t1<t2,选择较缓的滑草坡参赛。
②选择“体重越大,用时越短”的观点设计实验,
实验步骤:1、用一木块和木板搭一个斜面,将挡板固定在斜面底端;
2、用停表测出另一木块从斜面的顶端由静止滑下到撞击挡板所用时间t1;
3、将大块橡皮泥粘在下滑木块尾部,重复上一实验步骤,测出木块下滑所用时间t2。
参赛建议:若t1<t2,选择体重较轻的人和妹妹参赛;若t1=t2,任选一人和妹妹参赛;若t1>t2,选择体重较重的人和妹妹参赛。
故答案为:(1)选择木块,因为滑草板下滑过程中与草坡之间是滑动摩擦;
(2)挡板;
(3)①实验步骤:1、用一木块和木板搭一个斜面,将挡板固定在斜面底端;
2、用停表测出另一木块从斜面的某一高度由静止滑下到撞击挡板所用时间t1;
3、增大斜面的坡度,用停表测出同一木块从斜面的同一高度由静止滑下到撞击挡板所用时间t2。
参赛建议:若t1>t2,选择较陡的滑草坡参赛;若t1=t2,任选一滑草坡参赛;若t1<t2,选择较缓的滑草坡参赛。
②实验步骤:1、用一木块和木板搭一个斜面,将挡板固定在斜面底端;
2、用停表测出另一木块从斜面的顶端由静止滑下到撞击挡板所用时间t1;
3、将大块橡皮泥粘在下滑木块尾部,重复上一实验步骤,测出木块下滑所用时间t2。
参赛建议:若t1<t2,选择体重较轻的人和妹妹参赛;若t1=t2,任选一人和妹妹参赛;若t1>t2,选择体重较重的人和妹妹参赛。
3.【解答】(1)①天平调平前,需将其放置水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母使横梁平衡,故正确顺序为CBA;
②由图甲知,标尺的分度值为0.2g,则盐的质量为10g+3.6g=13.6g;
③倒入量筒中水的体积为60mL=60cm3,根据ρ=可知倒入水的质量为m水=ρ水V水=1g/cm3×60cm3=60g,则盐水的质量为m=m水+m盐=60g+13.6g=73.6g;
④由图乙知,量筒的分度值为2mL,则盐水的体积为64mL=64cm3,则盐水的密度为:
ρ===1.15×103kg/cm3;
(2)倒入量筒中盐水的质量m=m1﹣m2;
则盐水的密度为:ρ==;
小浩在测量过程中将水从烧杯倒入量筒中时,烧杯内壁会沾有盐水,造成计算盐水的体积误差大,小然的方法盐水的质量和体积测量都准确,故小然的更精确一些;
(3)由题意知,盐水的体积与铁块的体积相等,则V=V铁=;
③要得到与铁块相同体积盐水的质量,需将铁块捞出后,向杯中加满盐水,测出此时盐水和烧杯的总质量m3,则加入盐水的质量为m3﹣m2;
④盐水的密度为:ρ===。
故答案为:(1)①CBA;②13.6;③1.15×103;(2);小然;(3)③继续向杯中加满盐水;④。
4.【解答】(1)使用天平测量物体的质量前,要将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处;由图甲可知,指针停在分度盘的右侧,要使天平平衡,应将横梁的平衡螺母向左移动;
(2)测量质量时,应将石块放在左盘中,在另一盘加入一定量的砝码后,天平的指针偏向左侧,再加入最小的5g砝码后,指针偏向右侧,说明砝码的总质量较大,即这时石块的质量小于右盘中砝码的总质量;接下来的操作是:取下5g砝码并向右移动游码,直至天平平衡;
(3)图乙中天平标尺的分度值为0.2g,石块的质量=砝码的质量加上游码的示数;
则石块的质量m=50g+2g=52g;
(4)量筒中水的体积V水=20cm3,石块和水的总体积V总=40cm3,
故石块的体积:V=V总﹣V水=40cm3﹣20cm3=20cm3,
石块的密度:ρ===2.6g/cm3=2.6×103kg/m3;
(5)将小石块放入量筒中时,在量筒壁上溅了几滴水,则小石块的体积偏小,由可知,ρ偏大。
故答案为:(1)左;(2)取下5g砝码并向右移动游码;(3)52;(4)20;2.6×103;(5)偏大。
5.【解答】(1)由图甲知,在称量过程中,小明用手拿砝码了,这样会造成砝码锈蚀;
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,小石块的质量m=50g+2g=52g;
(3)用量筒测出小石块的体积为20cm3,则小石块的密度为:
ρ===2.6g/cm3,
与上表中的密度值对比后,初步判断小石块可能是花岗岩。
故答案为:(1)用手拿砝码;(2)52;(3)花岗岩。
6.【解答】(1)图中调节天平平衡时,游码没有归零;天平使用时,要使用镊子向盘中加减砝码,不能用手直接拿放;
(2)读图可知,砝码的质量为10g,游码所对的刻度值为4.4g,
则印章的质量m=10g+4.4g=14.4g;
(3)量筒中水的体积为30cm3,放入印章后的总体积为35cm3,则印章的体积V=35cm3﹣30cm3=5cm3。则印章的密度:ρ===2.88g/cm3;
故答案为:(1)游码没有归零和用手直接拿砝码;(2)14.4;(3)2.88。
7.【解答】(1)在调节托盘天平时,首先将其放在水平桌面上,游码放在标尺的左端零刻度线处,通过平衡螺母调节横梁平衡;
(2)在天平的标尺上,1g之间有5个小格,一个小格代表的质量是0.2g,即天平的分度值为0.2g;
烧杯和配制的喷施肥的总质量是:m1=50g+20g+5g+3.6g=78.6g;
(3)由图中示数可知液体的体积是40cm3;
(4)天平平衡后,把物体放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向右移动游码,直至天平平衡;
(5)量筒中配制的喷施肥的体积V=40cm3,
配制的喷施肥的质量m=m2﹣m1=78.6g﹣37g=41.6g,
配制的喷施肥的密度:ρ肥===1.04g/cm3;
(6)先测量烧杯和喷施肥的总质量,再测量喷施肥的体积,最后测量烧杯的质量,求出喷施肥的密度是准确的。
故答案为:(1)游码放在标尺的左端零刻度线处;(2)78.6;(3)40;(4)向右移动游码;(5)1.04;(6)准确。
8.【解答】(1)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与1.00刻度线对齐,右侧与4.10cm对齐,所以物体的长度为L=4.10cm﹣1.00cm=3.10cm;
(2)弹簧测力计的示数:指针在1N下方两个刻度线处,分度值是0.2N,所以示数为3.6N;
(3)体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃;此时的温度为36.5℃
故答案为:(1)3.10;(2)3.6;(3)36.5。
9.【解答】结合日常使用情况,猜想每次按压的出液量可能与向下按压的程度与出液管的粗细有关(或按压力的大小或按压次数或出液口的大小或洗手
液的质量或洗手液的粘稠程度或洗手波的密度等)(说明:答出与结构或其中液体相关的猜想均可);出液管向下运动,说明力改变了出液管的运动状态;用力向下按压出液管,瓶内空气体积减小,压强增大,当瓶内气压大于外部气压时,洗手液就被压出来了;闻到有酒精的气味,这表明分子在不停的做无规则运动。
故答案为:向下按压的程度;出液管的粗细;运动状态;大于;分子在不停的做无规则运动。
10.【解答】(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小;
(2)①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码,木块对水平面的压力大小等于木块和砝码的总重力,从而增大木块对木板的压力;对比甲、乙、丙三次实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,滑动摩擦力大小不同,故对比甲、乙、丙三次实验可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
②对比甲、丁、戊三次实验可知:压力相同,接触面粗糙程度不同,且接触面越粗糙,测力计的示数越大,故压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)探究滑动摩擦力是否和物体运动速度有关,应保持压力大小和接触面的粗糙程度一定,使物体在不同的速度下做匀速直线运动;
(4)本实验探究主要运用的科学探究方法是控制变量法:
A、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验探究时应采用控制变量法;
B、探究杠杆的平衡条件,采用多次测量寻找普遍规律,没有采用控制变量法;
C、测量固体的密度多次测量取平均值,为了减小误差,没有采用控制变量法;
故选A。
故答案为:(1)弹簧测力计对木块拉力;(2)①木块对木板;越大;②接触面越粗糙;(3)压力大小;接触面的粗糙程度;物体运动的速度;(4)A。
11.【解答】(1)在水平桌面上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,此时物体受到拉力与摩擦力为一对平衡力,根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力大小为测力计示数,弹簧测力分度值为0.2N,测力计示数为2.4N,故木块所受的滑动摩擦力大小为2.4N;
(2)由题意知,要保持压力大小不变,增大接触面的粗糙程度,需将木块上下颠倒即可,弹簧测力计的示数变大为4.0N,可得当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)由图知,小明用50g的砝码放到了木块的上方,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块,说明摩擦力太大,可选用10g的砝码将50g的换下,减小了压力,从而减小摩擦力完成实验。
故答案为:(1)匀速直线;2.4;(2)上下颠倒;压力;大;(3)将50g砝码取下换成10g砝码,重新实验。
12.【解答】(1)由图示实验装置可知,在乙方案中:一方面不需要匀速拉动木板,方便实验操作,另一方面,弹簧测力计固定不动,弹簧测力计示数稳定,便于读数;
(2)①比较1、3两次实验数据知:压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,接触面的大小不同,滑动摩擦力相同,可初步得到的结论:滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关;
②比较1、4两次实验数据知:压力大小不同,接触面的粗糙程度相同,接触面的大小相同,滑动摩擦力不同,可初步得到的结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
③比较1和2两次实验,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,接触面的大小相同,滑动摩擦力不同,可初步得到的结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)通过探究,小雪知道了防滑鞋是通过改变接触面的粗糙程度增大摩擦力。
故答案为:(1)不需要匀速拉动木板,方便实验操作;(2)①接触面的大小;②1和4;③压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)接触面的粗糙程度。
13.【解答】(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使其在水平桌面上做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,可知拉力的大小等于滑动摩擦力的大小;
(3)由图可知,在压力一定,接触面的粗糙程度不同时,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大故需要对比甲、丙;
(4)从表格中的数据可以看出,四次实验中木块运动的速度越来越大,而拉力的大小却始终不变,因此摩擦力的大小与运动的速度无关;
(5)丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
故答案为:(1)等于;(3)甲、丙;(4)无关;(5)不需要。
14.【解答】(1)实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种研究方法是转换法;
(2)要探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该控制受力面积相同,改变压力的大小,故可通过图中的甲、乙两次实验进行比较,得出在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变,改变受力面积的大小,故可通过图中的乙、丙两次实验进行比较,根据海绵的凹陷程度可知压力作用的效果跟受力面积有关,这种研究问题的方法是控制变量法。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)甲、乙;明显;(3)乙、丙;控制变量。
15.【解答】(1)通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小,利用的方法是转换法;
(2)相同的1、2、3号管中装的液体种类相同,且管内液体的深度逐渐增加,则橡皮膜鼓起的程度逐渐增大,说明液体的压强与深度有关,相应的质量、体积、重力也逐渐增大,所以猜想:液体的压强与液体的质量、重力、体积或深度有关;
(3)通过2号管和4号管的比较可见,4号管中液体的质量、体积、重力一定大于2号管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,说明液体的压强与质量、重力、体积无关,只与深度有关;
(4)探究液体的压强与液体的密度是否有关,利用控制变量法:5号管中盐水和2号管中的水比较,二者的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,则5号管橡皮膜鼓起的程度大;
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,利用控制变量法,2号管和6号管是相同的两支玻璃管,内装液体的种类相同、深度相同、长度不同时,橡皮膜鼓起的程度相同,表明液体的压强跟液体的长度无关。
故答案为:(1)压强;(2)深度;(3)无关;(4)密度;(5)深度。
16.【解答】(1)由图①、④可知,金属块的重力为2.7N,在浓盐水中弹簧测力计的示数为1.5N,则金属块在浓盐水中受到的浮力为:
F浮=G﹣F示=2.7N﹣1.5N=1.2N;
(2)分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大;
(3)分析实验③④可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大;
(4)由(2)、(3)可知,浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体密度有关;
(5)根据表中第三次实验数据得到金属块的重力和浸没在水中的浮力,根据G=mg求出金属块的质量,根据阿基米德原理求出物体排开的水的体积,即是物体的体积;利用密度公式算出金属块的密度;或根据表中第四次实验数据得到金属块浸没在浓盐水中受到的浮力,而排开浓盐水的体积等于物体的体积,再利用F浮=ρ液gV排求浓盐水的密度,故用这种实验方法,还可以测量金属块(或浓盐水)的密度;
(6)由F﹣h图像可知,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数不变,说明当金属块完全浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
故答案为:(1)1.2;(2)大;(3)大;(4)物体排开的液体的体积;液体密度;(5)金属块(或浓盐水);(6)不变;无关。
17.【解答】(1)实验步骤:
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录。
②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
③向烧杯中加水,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
④用公式F浮=G﹣F计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。
(2)通过上述实验,由水的深度变化时,F浮1=F浮2,就可以证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
故答案为:(1)②将金属块浸没在水中且不接触烧杯;③向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯;④F浮=G﹣F;(2)=。
18.【解答】(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,甲图弹簧测力计的示数为1.8N;
(2)物块进入水中的体积增大,也即排开液体的体积在增大,可以观察到“容器内水面上升”现象;
(3)根据F浮=ρ液gV排可知,浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,所以,图丙中物块受到的浮力等于图乙中所受的浮力,即F浮=G﹣F拉=1.8N﹣1N=0.8N;
(4)当物体两次都浸没时,V排2=V排1=V,浮力变化ΔF浮=ρ盐水gV排2﹣ρ水gV排1=ΔρgV,要想增大两次的浮力之差,可以增大两次的密度差,或者增大物体的体积,选项A、B可行;换用精确程度更高的测力计,可以使示数变化更明显,更容易观察到浮力的变化,故选项C可行;多次实验并不能使实验现象更明显,故D不可行;故选:D。
故答案为:(1)1.8;
(2)容器内的水面上升;
(3)0.8;
(4)排开液体的体积;D。
19.【解答】(1)由图甲可知物体的重力G=F1,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′=F3,则物体受到的浮力F浮=G﹣F′=F1﹣F3;
(2)由表中可知,物体a、b的实验数据中物体受到浮力大小与物体排开水的重力相等,因此可得结论:物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力;
(3)在实验中,若溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积,则排开水的重力明显小于所受的浮力(或排开的水没有全部流入小桶);
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小,
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即ΔFA=ΔFB;
(5)比较两种实验方案可知,改进后:
A、由称重法F浮=G﹣F′可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B、薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故B正确;
故答案为:(1)F1﹣F3;(2)物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力;(3)将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶);(4)变小;变大;=;(5)B。
20.【解答】(1)该实验研究的主体是钢球,研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系;
(2)由甲、乙两图可知,当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)换用质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下,由于高度相同,则到达水平面的速度是相同的,由于质量是不同的,所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系为:当物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,钢球不受摩擦力作用,钢球所受合力为0,所以钢球将做匀速直线运动,不能达到实验目的。
故答案为:(1)钢球;(3)同一高度;使钢球运动到水平面时速度相同;当物体速度相同时,质量越大,动能越大;(4)不能。
21.【解答】(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关;
(2)实验中,小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫转换法;
(3)乙、丙所示的探究过程,当悬线与竖直方向的夹角越大,小球撞击木块时的速度越大;观察到图丙中木块C撞得更远,说明:物体的动能大小与速度有关;
(4)由牛顿第一定律知,如果小车不受力,小车将做匀速直线运动;
(5)在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时,弹簧的弹性势能转换成小球的动能,所以不同小球的动能是相同的;小球的动能与其质量和速度都有关,由于小球的动能不变,改变其质量,因而小球的速度也会发生改变,所以该方案存在两个变量,故错误。
故答案为:(1)质量;(2)木块移动的距离;转换法;(3)速度;(4)匀速;(5)相等;错误。
22.【解答】(1)实验①②受力面积相同,压力不同,所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系;②③的压力相同,受力面积不同,探究的是压力的作用效果与受力面积的关系;所以①②③探究的是问题一;
(2)实验④⑤中,物体落下的高度相同,物体的质量不同,质量越大,下陷的深度越深,具有的重力势能越大,所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关;
(3)实验⑤⑥中,物体的质量相同,物体落下的高度不同,高度越高,物体下陷的深度越深,具有的重力势能越大,故结论为:在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
故答案为:(1)问题一;(2)质量;(3)在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
23.【解答】(1)杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节平衡螺母;
(2)若每个钩码重G,每个小格长L,如图乙所示,杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得,3G×4L=nG×3L,解得n=4,即应在杠杆右边B处挂同样的钩码4个;
当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个钩码,则有4G×4L>5G×3L,左侧力与力臂的乘积大于右侧,故左端下沉;
(3)保持C点不变,当弹簧测力计从a位置转到b位置时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
故答案为:(1)右;(2)4;左端下沉;(3)变大;阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
24.【解答】(1)杠杆左高右低,则杠杆重心在支点右侧,故应重心左移,小明将左端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,设在B处挂了n个钩码,则3G×2L=nG×3L,解得:n=2,应在B点挂2个钩码;
(3)多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性,寻找普遍规律,故选B;
(4)如下图所示:
以O1为支点,左端的重心在P处,右端的重心在Q处,LP<LQ,即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。
根据杠杆的平衡条件可得:GP LP=GQ LQ,
因为LP<LQ,
所以,GP>GQ,即mPg>mQg,
所以mP>mQ,
故小兔分得的萝卜质量小于小猴的。
故答案为:(1)左;(2)2;(3)B;(4)小于。
25.【解答】(1)杠杆左端下沉,应将左端的平衡螺母向右调节;
(2)根据表格数据归纳可得:F1l1=F2l2;
(3)弹簧测力计的拉力方向改变后,拉力的力臂会随之变小,根据杠杆平衡条件可知,要想使杠杆仍在水平位置保持平衡,应使拉力增大;
(4)小桶内没有液体时:根据杠杆平衡条件可知,当右侧挂上重物时杠杆不可能在水平位置平衡,只有重物在O点是杠杆才能在水平位置平衡,故密度计的“0刻度”在O点;
小桶内装入液体时:根据杠杆平衡条件可知,当杠杆处于水平平衡状态时,G液×lOM=G物×lON,小桶内所装液体的重力为G液=ρ液gV,整理可得,代入数据可得:ρ液=1.5g/cm3。由于G物、gV和lOM都是定值,故ρ液与lON成正比,故改装后杠杆右端的密度刻度线是均匀分布的。
故答案为:(1)右;(2)F1l1=F2l2;(3)增大;(4)O;1.5;是。
26.【解答】(1)若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系,需要控制动滑轮的重力相同,而直径不同,实验步骤如下:
步骤一:按图安装动滑轮。
步骤二:匀速拉动弹簧测力计,使木块升高,读出拉力F的值并记录。
步骤三:换用重力相同、直径不同的动滑轮,使同一木块匀速上升相同的高度,读出拉力F的值并记录。
步骤四:重复步骤三,多做几次实验。
(2)步骤四的目的是:多次测量避免偶然性。
(3)若小李五次实验测得F分别为:1.8N、1.8N、1.8N、1.8N、1.8N,则初步得到的结论是:在其他因素相同时,绳端拉力F与动滑轮直径无关。
故答案为:(1)重力相同、直径不同;(2)多次测量避免偶然性;(3)绳端拉力F与动滑轮直径无关。
27.【解答】
(1)根据η==×100%知实验中需要用弹簧测力计测量物体的重力和拉力,用刻度尺测量绳子自由端和物体上升的高度,因此实验中还需要刻度尺;
(2)①第二次实验滑轮组的机械效率是:
η==×100%=≈78.4%;
②分析表中数据可知:同一滑轮组,物体提升相同高度,物体越重,滑轮组的机械效率越高;
③若要验证猜想二,即验证滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关,需要控制物体的重力、动滑轮的重力相同,改变物体被提升的高度。
故答案为:(1)刻度尺;(2)①78.4%;②物体越重;③控制物体的重力、动滑轮的重力相同,改变物体被提升的高度。
28.【解答】(1)由表格数据可知,s=3h,即绳子的有效段数为3,所以该滑轮组绕绳方法为:从动滑轮的上端挂钩向上绕过定滑轮,再由动滑轮的下方上行,如图:
。
(2)第3次实验时,该滑轮组的机械效率η==≈88.9%。
(3)由表格数据可知:动滑轮的重力不变;通过计算表明:随着物重的增加,有用功增加,总功也增加,机械效率增大,故小玉的说法是正确的。
故答案为:(1)见解析;(2)88.9%;(3)小玉。
29.【解答】
(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定;
(2)由表中数据可知,不计绳重与摩擦,滑轮组的机械效率:
η2===×100%≈66.7%;
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力,仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率不变。
故答案为:(1)匀速直线;(2)66.7%;(3)重;(4)不变。
30.【解答】(1)从图中可知n=3,每次实验绳端移动距离s=nh=3×10cm=30cm=0.3m;
(2)测力计的分度值为0.1N,读数为2.5N,第2次实验滑轮组的机械效率η======80%。分析数据可知:在物重不变的情况下,从实验1至实验4,动滑轮的重力逐渐变大,滑轮组的机械效率逐渐变小,故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,根据η====可知滑轮组的机械效率将不变;
(4)四次实验中,物体上升的高度h=10cm=0.1m,有用功W有用=Gh=6.0N×0.1m=0.6J,
第1次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功W动1=G动1h=0.3N×0.1m=0.03J,
总功W总1=F1s=2.2N×0.3m=0.66J,
摩擦引起的额外功W摩1=W总1﹣W有用﹣W动1=0.66J﹣0.6J﹣0.03J=0.03J,
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为:==50%;
..............
第4次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功W动4=G动4h=3.2N×0.1m=0.32J,
总功W总4=F4s=3.4N×0.3m=1.02J,
摩擦引起的额外功W摩4=W总4﹣W有用﹣W动4=1.02J﹣0.6J﹣0.32J=0.1J,
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为:=≈24%;
本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
故答案为:(1)30;
(2)2.5;80;低;
(3)不变;
(4)变小。
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