核心素养·科学探究
1.兴趣小组的同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验.
数据序号 物体质量m/kg 重力G/N 比值G/m(N/kg)
1 0.1 1 10
2 0.2 10
3 0.3 3 10
4 0.5 5 10
【设计与进行实验】
(1)实验中,需要用到的测量工具是 和 .
(2)甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,分别测出2个钩码、4个钩码、6个钩码、10个钩码(1个钩码50 g)的重力大小,根据规律,表格空白处应填 ,由实验数据可得出结论: .
(3)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为乙同学的做法 (选填字母).
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
【交流合作与评估反思】
(4)本实验需要多次测量,其目的是 .
(5)丙同学查阅资料得知:纬度越高,比值越大,海拔越高,比值越小.如图所示是他在同一纬度海拔不同的A、B两处测量得到的G-m图像,据此可判断 (选填“A”或“B”)处海拔更高.
(6)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地球表面附近同一物体引力的.若一个连同随身装备共90 kg的航天员到达月球表面,根据上面实验结果,则航天员在月球表面受到的重力是 N.
2.为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等.
【设计与进行实验】
小明做的部分实验如下(实验时,长木板固定在水平桌面上):
A.把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(如图甲),使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1;
B.把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块(如图乙),使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2;
C.木块在下,铁块在上,叠放在一起后放到长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(如图丙),使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F3.
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3.
【分析论证与得出结论】
(1)比较A、C两次实验,由F1<F3得出的结论是 .
(2)比较A、B两次实验,根据F1≠F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关.小明得出这个错误结论的原因是 .
【交流合作与评估反思】
(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为 .为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是 .
(4)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它.请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例: .
【拓展】
(5)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题.写出实验方法和结论:
方法: ;
结论: .
(6)实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图丁所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上;不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动.针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中不正确的是 (选填字母).
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,弹簧测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
3.甲、乙两位同学一起做探究杠杆平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图1、2所示.
(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 ;若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节.
(2)如图1所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是 .
(3)如图2所示,乙同学设计了两种实验方案:第一种,弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种,弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2.在同等条件下,两次弹簧测力计的读数F1 F2(选填“<”“=”或“>”),原因是 .
(4)杠杆在生活中有很多应用.现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可采取的做法是 .核心素养·科学探究
1.兴趣小组的同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验.
数据序号 物体质量m/kg 重力G/N 比值G/m(N/kg)
1 0.1 1 10
2 0.2 10
3 0.3 3 10
4 0.5 5 10
【设计与进行实验】
(1)实验中,需要用到的测量工具是 天平 和 弹簧测力计 .
(2)甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,分别测出2个钩码、4个钩码、6个钩码、10个钩码(1个钩码50 g)的重力大小,根据规律,表格空白处应填 2 ,由实验数据可得出结论: 物体所受重力与其质量成正比 .
(3)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为乙同学的做法 C (选填字母).
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
【交流合作与评估反思】
(4)本实验需要多次测量,其目的是 使实验结论具有普遍性 .
(5)丙同学查阅资料得知:纬度越高,比值越大,海拔越高,比值越小.如图所示是他在同一纬度海拔不同的A、B两处测量得到的G-m图像,据此可判断 B (选填“A”或“B”)处海拔更高.
(6)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地球表面附近同一物体引力的.若一个连同随身装备共90 kg的航天员到达月球表面,根据上面实验结果,则航天员在月球表面受到的重力是 150 N.
2.为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等.
【设计与进行实验】
小明做的部分实验如下(实验时,长木板固定在水平桌面上):
A.把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(如图甲),使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1;
B.把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块(如图乙),使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2;
C.木块在下,铁块在上,叠放在一起后放到长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(如图丙),使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F3.
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3.
【分析论证与得出结论】
(1)比较A、C两次实验,由F1<F3得出的结论是 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 .
(2)比较A、B两次实验,根据F1≠F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关.小明得出这个错误结论的原因是 没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同 .
【交流合作与评估反思】
(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为 拉力大小 .为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是 用测力计水平拉动木块,在水平长木板上做匀速直线运动 .
(4)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它.请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例: 鞋底的花纹(答案不唯一) .
【拓展】
(5)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题.写出实验方法和结论:
方法: 将木块叠放在铁块之上,重复步骤C的实验,记下弹簧测力计的示数F4,比较F3和F4的大小 ;
结论: 若F3>F4,则说明木块的表面粗糙;若F3<F4,则说明铁块的表面粗糙 .
(6)实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图丁所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上;不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动.针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中不正确的是 C (选填字母).
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,弹簧测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
3.甲、乙两位同学一起做探究杠杆平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图1、2所示.
(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和 便于测量力臂 ;若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)端调节.
(2)如图1所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是 仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性 .
(3)如图2所示,乙同学设计了两种实验方案:第一种,弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种,弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2.在同等条件下,两次弹簧测力计的读数F1 < F2(选填“<”“=”或“>”),原因是 F2的力臂变小 .
(4)杠杆在生活中有很多应用.现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可采取的做法是 向远离支点方向移动 .