课件39张PPT。课件31张PPT。第20课时 力学实验探究专题
1.(2017德阳中考)刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。
(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，刘伟采用的研究问题的方法是__控制变量法__。
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看，__甲__图中小车所受阻力最大。
(3)刘伟从实验推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车会在水平面上做__匀速直线__运动。
(4)牛顿在前人研究成果的基础上，总结出牛顿第一定律，它的内容是：__一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态__。
2．(2017扬州中考)在“探究二力平衡的条件”活动中。
(1)如果物体只受到两个力的作用，且处于__静止或匀速直线运动__状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
(2)小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的__拉力__和__重力__的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出__拉力__的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。
(3)为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序：__B、A、C__(用字母表示)，这样的改进是为了减小__摩擦力__对实验的影响。
(4)如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于__卡片的重力远小于钩码的重力__，故卡片的重力可忽略不计。
3．(2017大连中考)小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U形管压强计、烧杯、刻度尺，足量的酒
图1
精、水和盐水，已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水。
(1)如图1是U形管压强计。实验前，为了检查探头与U形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U形管两侧液面__是否出现高度差__。
(2)在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如表：
实验
次数
液体
密度
液体深度
h/cm
U形管两侧液面
的高度差Δh/cm
液体压强
的大小
1
2
3
相同
3
2.7
a
6
5.8
b
9
8.9
c
①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整：a、__小__；b、__中__；c、__大__。
②根据表中信息可得出的探究结论是__液体密度一定时，深度越大，压强越大__。
(3)在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图2所示。三个烧杯中的液面相平，U形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。
图2
小明根据三次实验现象，并结合(2)中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程__在密度不同的液体中，压强相同时，密度越大，液体深度越小，由此可推出：深度相同时，密度越大，压强越大__。
4．(2017宿迁中考)在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)小球动能是由__重力势能__(填某种能量)转化来的。
(2)实验中通过__木块滑动的距离__反映小球动能的大小。
(3)比较__a、c__两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。
(4)比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而__增大__。
5．(2017兰州中考)为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验：
(1)钩码所受重力的大小用__弹簧测力计__进行测量，测量时钩码必须处于__静止(平衡)__状态。
(2)他们将测出的数据记录在表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题，这个数据是__1.5__N__；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：__在同一地点，物体所受重力与质量成正比__。
m(g)
G(N)
G/m(N/kg)
100
1
10
200
2
10
300
1.5
5
6.(2017河南中考)小明发现橙子放入水中会下沉，于是想办法测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在__分度盘的中央__，表示天平平衡。
(2)用天平测量橙子的质量，天平平衡时砝码和游码的示数如图所示，橙子的质量为__162__g。小明利用排水法测得橙子的体积为150 cm3，则橙子的密度是__1.08×103__kg/m3。
(3)做实验时，小明若先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子的质量，这样测得的密度值将比真实值__偏大__。(选填“偏大”或“偏小”)
(4)小亮不用天平，利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材，也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整，已知水的密度为ρ水。
①用弹簧测力计测出橙子的重力G；
②__将橙子浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F__；
③橙子密度的表达式为：ρ橙＝__·ρ水__(用测出的物理量和已知量的字母表示)。
7．(2017怀化中考)某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为__4__N。
(2)物体全部浸没在水中时，受到的浮力是__1__N。
(3)由__B、C__两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)由__C、D__两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由C、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的__密度__有关。
(6)实验中采用了__控制变量法__的研究方法，下列问题的研究中，也用到这种方法的有__C__。
A．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B．在研究磁场时，引入“磁感线”的概念
C．探究电流与电压、电阻的关系
D．用合力代替同一物体上所受到的几个力
8．某同学用定滑轮和弹簧测力计完成了以下几个实验：
,图1),图2),图3),图4)
(1)如图1所示，甲物体重3 N，乙物体重10 N，用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦)。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为__3__N。
(2)在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3 N，小慧认为是7 N。
①小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力(如图2)；然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦)，如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮只改变了力的__方向__，不改变力的__大小__(均选填“大小”或“方向”)。所以，小明认为图1中b绳对乙的拉力为3 N。
②图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对__相互作用力__(选填“相互作用力”或“平衡力”)。为了探究这两个力的大小关系，再做如图4的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等。于是可以得出，b绳对乙的拉力__等于__(选填“等于”或“不等于”)乙对b绳的拉力。由此可知，图1中b绳对乙的拉力为__3__N。
(3)再通过受力分析可得，图1中地面对乙有__7__N的支持力。
第20课时 力学实验探究专题
科学探究实验的形式多样，其中的力学实验探究是初中科学教学中以及中考题中的一个重要的类型。近几年中考力学实验探究题可分为研究科学量影响因素类，如：研究压力的作用效果、滑动摩擦力、液体的压强、动能的因素；研究科学原理类，如：阿基米德原理、杠杆平衡原理等；测量科学类，如测大气压的值、密度、平均速度等。
研究科学量的影响因素类
【例1】(2017自贡中考)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做____运动。根据____条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由____图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将____。(选填“不变”“变大”或“变小”)
(4)评估此实验方案的不足之处是______________。(答出一条即可)
【分析】(1)要使拉力与摩擦力相等，需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。(2)要探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面粗糙程度不同。(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与拉力大小无关。(4)实验中很难拉动木块做匀速直线运动。
【解析】(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)图乙和图丙，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。(3)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，即使拉力增大，滑动摩擦力也不变。(4)实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数，但很难保证其一直做匀速直线运动，会造成测力计的读数困难。
【答案】(1)匀速直线；二力平衡；(2)乙、丙；(3)不变；(4)不能保证木块一直做匀速直线运动
【点评】本题是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验，主要考查了摩擦力的测量方法及控制变量法的应用，要正确测量滑动摩擦力的大小，需充分利用二力平衡条件。
1．(2017湘潭中考)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素，如图1至图3所示。
,图1) ,图2) ,图3)
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生__形变__(选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的，我们__可以__(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图1和图2，说明受力面积一定时，压力__越大__(选填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显，通过比较图__2__(填序号)和图3，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是__控制变量法__(选填“控制变量法”或“理想实验法”)。
2．(2017庆阳中考)在“探究影响浮力大小因素”的实验中，一组同学提出了4种猜想。
小华：浮力大小与液体密度有关。
小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关。
冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关。
玲玲：浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验，记录了如表所示的实验数据。
次数
金属块
物体
重力
(N)
液体
密度
(g/cm3)
物体浸在液
体中的体积
(cm3)
测力计
的示数
(N)
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
△
5
B
3
1.2
100
1.8
观察表中数据，回答下列问题：
(1)根据表格中实验数据可知，A物体浸在液体中的体积为60 cm3时，物体A所受浮力大小为__0.6__N；表格中标有“△”的位置的数据应该是__3.8__。
(2)通过分析比较第__3、4__次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确的；分析比较第__1、2、3__次实验数据，能够说明小红同学的猜想是正确的。
(3)为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第__4、5__次实验数据，他们发现浮力大小与物体所受的重力__无关__(选填“无关”或“有关”)。
(4)要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉。他们由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处：__没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同__。
研究科学原理类
【例2】(2017浦东新区二模)小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
,(a)溢杯和小桶) ,(b)测小桶的重力) ,(c)测……)
,(d)测石块浸在水中的重力) ,(e)测小桶和排开水的重力)
(1)图(c)所示，是小华在使用________测量石块的____。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式________，该原理将得到验证。
(3)以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是____。
A．图(a)中溢杯内未盛满水
B．图(b)中小桶内有少量水
C．图(d)中石块未浸没水中
【分析】(1)弹簧测力计能直接测出物体的重力。(2)由图可知，根据cd两图可测出物体浸在液体中受到的浮力，根据be两图可测出物体排开液体的重力，再根据阿基米德原理的内容进行解答。(3)根据石块受到的浮力和排开的水的重力分析。
【解析】(1)由图(c)可知，弹簧测力计下竖直挂着石块，是用测力计测量石块的重力。(2)由图可知，图(c)测出了石块的重力，图(d)测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力，图(b)测出空桶的重力，图(e)测出桶和石块排开液体的重力；则物体浸入液体时受到的浮力为F2－F3，物体排开液体的重力为F4－F1，如果F2－F3＝F4－F1时，即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力，阿基米德原理就成立。(3)A.图(a)中溢杯内未盛满水，则测得排开水的重力会偏小，会影响验证结果；B.图(b)中小桶内有少量水，石块排开水后，小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力，不影响实验结果；C.图(d)中石块未浸没水中，此时浮力小，排开的水的体积也小，不影响实验结果。
【答案】(1)弹簧测力计；重力；(2)F2－F3＝F4－F1；(3)A
【点评】本题是验证阿基米德原理实验，充分考查了学生对基础知识的掌握程度，关键是掌握阿基米德原理的内容。
3．(2017衢州中考)如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA＝0.2 m，OB＝0.1 m，G1＝2 N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
,甲) ,乙)
(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为__4__N。
(2)松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′(B′点对应B点)，保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到__C__。
A．B′点处 B．①点处
C．②点处 D．③点处
4．(2017红桥中考模拟)小明和小雨通过实验探究将物体浸入液体的过程中，容器底部受到液体压力的变化情况。如图所示，他们将重力分别为30 N和40 N的甲、乙两个柱形物体，先后挂在弹簧测力计下，并将其逐渐浸入同一薄壁柱形容器的液体中(液体不溢出)。他们读出测力计示数F，并测得容器底部受到的液体压力为F底，然后根据相关物理量计算出物体所受浮力F浮，将数据记录在表一、表二中。
表一 物体甲的重力为30 N
实验序号
F(N)
F浮(N)
F底(N)
1
20
10
30
2
16
14
34
3
12
18
38
4
8
22
42
5
4
22
42
表二 物体乙的重力为40 N
实验序号
F(N)
F浮(N)
F底(N)
6
30
10
30
7
25
15
35
8
18
22
42
9
10
30
50
10
8
30
50
(1)小明分析比较实验序号__1与6(或4与8或5与8)__后得出结论：不同柱形物体浸入液体中，物体所受浮力相同，容器底部受到液体的压力相同。
(2)小雨分析比较实验序号1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步结论：同一柱形物体浸入液体中，__物体所受浮力__越大，容器底部受到液体的压力越大。
(3)分析实验序号4与5(或9与10)的数据，发现测力计示数F不同时，物体所受浮力F浮和容器底部受到液体的压力F底均相同，出现这种情况的原因是：__柱形物体与容器底接触后，容器底对物体有支持力__。
(4)两位同学仔细分析表一(或表二)的数据，并通过一定的计算，可知容器内液体的重力为__20__N。
(5)分析实验序号2和7可以得出，容器底部受到液体压力的增加量分别为__14__N和__15__N。
测量科学量类
【例3】(2017乌鲁木齐中考)小明在实验室里测量一金属圆柱体的密度。
(1)在调节托盘天平横梁平衡时，小明发现指针在分度盘中央刻线右侧摆动，他应向____调节平衡螺母，依据的原理是____(选填“杠杆”或“二力”)平衡。
(2)天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量是____g，将圆柱体放入盛有70 cm3水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，则圆柱体的密度是____kg/m3，若圆柱体与量筒底部接触紧密，圆柱体放入量筒后水对量筒底部的压力____(选填“大于”“小于”或“等于”)圆柱体放入量筒前水对量筒底部的压力。
,甲) ,乙)
【分析】(1)调节天平横梁平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动。
(2)砝码与游码示数之和是天平的示数；金属块与水的体积之和与水的体积之差是金属块的体积；由密度公式可以求出金属块的密度；圆柱体放入量筒后，圆柱体与量筒底部接触紧密，则圆柱体下方没有水，圆柱体会承担一部分水的重力，据此分析压力的变化。
【解析】(1)指针在分度盘中央刻线右侧摆动，说明右侧力与力臂的乘积大于左侧力与力臂的乘积，根据杠杆平衡原理可知，他应向左调节平衡螺母。(2)由图甲可知，金属块的质量m＝20 g＋5 g＋2 g＝27 g；由图乙量筒可知，金属块的体积V＝80 mL－70 mL＝10 mL＝10 cm3；金属块的密度ρ＝＝＝2.7 g/cm3＝2.7×103 kg/m3。圆柱体放入量筒后，圆柱体与量筒底部接触紧密，则圆柱体下方没有水，圆柱体会承担一部分水的重力，所以水对量筒底部的压力减小。
【答案】(1)左；杠杆；(2)27；2.7×103；小于
【点评】本题考查了天平的读数、量筒的读数、求金属块的密度，是一道基础题，掌握天平与量筒的读数方法，应用密度公式即可正确解题。
5．(2017宜宾中考)利用容积为10 cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是__p＝__。
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是__排尽筒内空气，密封注射器__，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(3)如图所示，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞__刚被拉动__时，记下弹簧测力计的示数为19 N。
(4)用刻度尺测出注射器__带刻度部分__长度为5 cm，这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积。
(5)则大气压的值为__9.5×104__Pa。
(6)提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议：__采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等__。
