力学部分
专题十二：力学实验探究问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
科学实验与探究是物理学习的重要内容，也是一种认识科学、应用科学的物理方法。进行科学探究活动的一般思维程序是：提出问题→建立假说（或猜想）→实验检验→归纳分析→解决问题（或得出结论）→实验修正。 探究性试题是考查学生综合分析能力、归纳总结能力、发散性思维和创造性思维能力的中考热点题型，是近年来中考必考内容。
探究性试题可分为：现象探究、方法探究、实验探究、数据探究、阅读情景探究等。解答此类试题要具备定的知识基础、能力基础、生活经验基础。思维方法是发掘物理现象与物理知识、物理过程与物理方法之间隐含的联系，找到物理知识、物理规律的应用原型，是学生能力得到锻炼与升华的过程。
实验探究题主要以选择、填空、解答、分析为主。
力学实验探究问题共分为以下几个方面：
1.密度测量实验探究问题
主要考查学生了解密度知识，天平、量筒使用方法和正确读数，了解质量、体积与密度三者之间的关系；理解测量物质密度的常用方法等知识，培养学生科学态度和科学方法。
2.影响摩擦力大小的因素实验探究问题
主要考查影响摩擦力大小的因素，通过实验探究活动，加深对摩擦力知识的理解；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
3.影响浮力大小因素实验探究问题
主要考查影响浮力大小的因素，加深对浮力概念的理解，验证阿基米德原理等方面知识；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
4.运动和力的关系的实验探究问题
主要考查对力的知识的理解，知道力是改变物体运动状态的原因，通过力的实验进一步验证牛顿第一定律；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
5.机械能实验探究问题
主要考查对机械能、动能和重力势能的知识的理解。尤其是动能和物体运动有关，机械能的相互转换；一般动能探究实验较多。让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
解答此类问题要注意以下问题：
1.研究方法的运用：控制变量法、理想实验法。
2.注意结论的叙述。
3. 多次测量的目的，有的是为了取平均值减小误差，有的是为了得到普遍结论。
二、考点复习
（一）密度的测量
1.测量工具：密度测量的常用工具是________、________。用量筒测量固体和液体的________；用天平测量物体________。
（1）量筒的使用：如图（1）所示，使用量筒时应注意以下几个方面：一、首先分清量筒的________、单位和________（常见量筒单位是ml，1ml=1cm3，1l=1000ml=10-3m3；图（1）中，量筒量程 100 ml，分度值 2 ml）；二、量筒使用时应放在________上；三、当液面是凸面时，视线应与凸液面的________保持水平；当液面是凹面时，视线应与凹液面的________保持水平，图（2）中，红线表示正确读数的视线方向，此时读数为7.0ml）。
图（1） 图（2）
（2）天平的使用：用天平测量物体的质量。
天平的使用及注意事项：测量时，应将天平放在水平桌面上；先将游码拨回标尺左端的零刻线处（归零），再调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央刻度（或左右摆动幅度相等），表示横梁平衡；将物体放在左盘，砝码放在右盘，用镊子加减砝码并调节游码，使天平重新平衡；被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
2.液体密度的测量：液体密度的测量步骤如下：
（1）用天平称出烧杯的________；
（2）将适量的液体倒入烧杯中，用天平称出烧杯与液体的________；
（3）将烧杯中的液体倒入量筒中，读出量筒中液体的________；
（4）计算液体的密度：________。
3.固体密度的测量：固体密度的测量步骤如下：
（1）用天平测量固体的________；
（2）在量筒中倒入适量的水，读出水的________；
（3）用细线拴住固体，轻放浸没在水中，读出固体与水的________；
（4）计算固体的密度：________ 。
（二）摩擦力
1.摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种________相对运动的力就叫摩擦力。【版权所有：21教育】
（1）摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向________；摩擦力有时起阻力作用，有时起动力作用。
（2）摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小与________和________有关。
接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力________；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力________。
（3）滑动摩擦：相互接触的两个物体，当它们之间有________时，产生的摩擦力。
（4）滚动摩擦：相互接触的两个物体，当一个物体在另一个物体上发生V时，产生的摩擦力。
（5）静摩擦力：相互接触的两个物体，当它们有________，但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
2.摩擦力应用
（1）理论上增大摩擦力的方法有：增大________、接触面变________、变________为________。
（2）理论上减小摩擦的方法有：减小________、使接触面变________、变________为________（滚动轴承）、使接触面彼此________（加润滑油、气垫、磁悬浮）。
（3）在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦力比滑动摩擦力________。
（三）阿基米德原理
1. 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的________的重力。如图（3）所示。
图（3）验证阿基米德原理
2. 公式表示：________；
从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的________和物体________有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均________关。【出处：21教育名师】
3. 适用条件：液体（或气体）。
（四）运动与力的关系
1.内容：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持________状态或________状态。
2.牛顿第一定律的理解
（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。
（2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。
（3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。
（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
（5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
（五）机械能
1.动能
（1）什么是动能：物体由于________而具有的能。
（2）影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的________，二是物体________大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能________，物体的速度越小其动能________；具有相同运动速度的物体，质量越大动能________，质量越小动能________。
（3）动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
2.势能
（1）重力势能：物体由于被________而具有的能量，叫做重力势能。
1）重力势能的大小与________和________有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能________。
2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
（2）弹性势能：物体由于发生________，而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能的大小与________的程度有关；形变程度越大，其弹性势能________。
3.机械能
1. ________能、________能和________能统称为机械能。
2.动能与势能的相互转化
（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互________。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。
（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互________。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有________能和________能相互转化，机械能的总和就________，这个规律叫做机械能守恒。21
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：密度测量实验探究问题
【典例1】（2019?泰安）物理学习小组测量某种液体的密度，他们的实验器材有：托盘天平（配有砝码和镊子）、玻璃杯、细线和一个体积为10cm3、密度为7.9g/cm3的实心铁块。请完成下列问题：
（1）把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示，应将横梁上平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到________平衡。
（2）在玻璃杯中倒入适量的该液体，放在天平左盘中，用________向右盘中加减砝码，并调节游码，直到横梁恢复平衡，测量玻璃杯和液体的总质量m1＝102.4g。
（3）用细线拴住铁块使其浸没在液体中，铁块不接触玻璃杯，液体无溢出，进行再次测量，测量数据如图乙所示，测量值m2＝________g。
（4）计算该种液体的密度ρ＝________kg/m3。
【解析】（1）根据天平调平衡时遵循的原则：左偏右调，右偏左调，图示中托盘天平的指针静止在分度盘中线的右侧，所以应该向左调节平衡螺母，直到横梁平衡；（2）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；（3）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体、铁块和玻璃杯的总质量：m2＝100g+10g+1.2g＝111.2g，（4）金属块排开的液体的质量为：m＝111.2g﹣102.4g＝8.8g＝0.0088kg；排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F浮＝G＝mg＝0.0088g×10N/kg＝0.088N；根据阿基米德原理可知，液体的密度为：ρ＝＝＝0.88×103kg/m3。
【答案】（1）左；横梁；（2）镊子；（3）111.2；（4）0.88×103。
高频考点二：影响摩擦力大小因素的实验探究问题
【典例2】（2019?岳阳）在“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，
（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小________（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计示数。
（2）实验记录的数据如下表：
序号
木块放置情况
接触面
压力F/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
1.8
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
①分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下列实例与结论相符的是________。（填字母代号）
A．用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹
②分析________（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。
③分析1、2、3三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f＝________。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块处于匀速直线运动状态，则木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和测力计的拉力是一对平衡力，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；（2）①分析序号2、5、6三组数据可知：压力相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大；A、用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字，是通过增大压力来增大摩擦力的，故A不符合题意；B、汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力的，故B符合题意。选B。【答案】B。
②要探究滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关，需要控制接触面的粗糙程度相同、压力大小相同，改变接触面的大小，所以需分析3、4两组数据；
③分析1、2、3三组实验数据可知，接触面的粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比，即＝＝0.3，由此可以得出：f＝0.3F；
【答案】（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
高频考点三：影响浮力大小的实验探究问题
【典例3】（2019?东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是________N。
（2）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
（3）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
（4）金属块的密度为________kg/m3。
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：________。
（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材：________；
实验步骤：________________________
分析与论证：________________。
【解析】（1）由图A、C（或D），金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；
（2）研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；（3）研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小（大小相同）与其浸没在液体中的深度无关；（4）金属块浸没在水中时受到的浮力：F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；故金属块的密度：ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论
【答案】（1）1；（2）ABC（ABD）；（3）ACD；（4）2.7×103；（5）溢水杯没有装满水；（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；实验步骤：①用测力计测量出空小桶的重力G桶；②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；分析与论证：根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，G桶总﹣G桶即为排开水的重力，比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。
高频考点四：运动和力关系的实验探究问题
【典例4】（2019?武汉）如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
（1）实验时，将棉布铺在________（填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从________滑下，观察小车滑行的距离。
（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离________。推理可知：如果小车运动时不受阻力，它将________。
【解析】（1）为改变小车受到的阻力大小，实验时，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果小车运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。
【答案】（1）水平木板；斜面顶端由静止；（2）变大；保持匀速直线运动。
高频考点五：机械能实验探究问题
【典例5】（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的________相同，让小车从斜面上________（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是________，二是转换法。就本题来说用木块 木块移动的距离 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的________。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最________，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做________运动。
【解析】（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小车的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；（3）小车从同一高度滑下的目的是：小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；（4）实验现象表明：玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
【答案】（1）质量；不同；（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线。
考点过关☆专项突破
类型一：密度测量实验探究问题
1．（2019?滨州）在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：
（1）将天平放在________桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向________调节使橫梁平衡（选填“左”或“右”）。
（2）天平调好后，测量小物块的质量。天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是________g。
（3）在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为40cm3；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为60cm3，则小物块的体积为________cm3。
（4）小物块的密度ρ＝________g/cm3。
（5）该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：
①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积V1为20cm3。
②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至V2为36cm3。
③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至V3为40cm3。
由以上测量数据可知：物块的质量m＝________g，物块的体V＝________cm3，物块的密度ρ＝________g/cm3。
2．（2019?恩施州）小明同学为了测量某品牌酱油的密度，进行了如下实验：
（1）把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；
（2）用天平测出烧杯的质量m1＝20.6g；
（3）取适量酱油倒入烧杯，用天平测烧杯和酱油的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示；
（4）然后将烧杯中的酱油全部倒入量筒中，量筒中酱油的体积如图丙所示。请你帮小明同学计算出酱油的密度是________g/cm3．以上方法测出的密度测量值会________（填“偏大”或“偏小”）。
3．（2019?莱芜区）小刚妈妈从银座超市买了一桶花生油，小刚想利用在学校学到的“测量物质的密度”知识来测量花生油的密度，于是他从学校借来了有关器材，进行了如下操作：
（1）将天平放在水平桌面上，将游码拨在标尺左端零刻线处，此时指针指在如图甲所示位置，小刚接下来的操作应该是________，使指针指在分度盘中央；
（2）将空烧杯放在左盘，向右盘加减砝码，当加入最后一个最小砝码时，指针的指向仍然如甲图所示。小刚接下来应该进行的操作是________，使指针指在分度盘中央，最后测出了空烧杯的质量为m1＝45g；
（3）将花生油倒在量筒里，如图乙所示。花生油的体积为V＝________cm3；
（4）将量筒中的花生油倒在空烧杯中，将烧杯放在已调平的天平的左盘，向右盘中加（减）砝码，并调节游码，使横梁在水平位置平衡，此时右盘中砝码和游码的刻度值如图丙所示，则花生油和烧杯的总质量为m2＝________g；
（5）小刚根据测量的数据算出花生油的密度为ρ油＝________kg/m3；
（6）已知该花生油的密度在0.911×103kg/m3～0.918×103kg/m3之间，请你根据小刚的测量结果分析，小刚的测量过程中存在的不足之处是________。
4．（2019?十堰）小强在“用天平和量筒测量汉江石密度”的实验中：
（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时，指针在分度盘的位置如图甲所示。为使横梁水平平衡，应将平衡螺母向________端调节。
（2）小强在用天平测量汉江石质量的过程中操作方法如图乙，他的操作错在________。
（3）改正错误后，他测量的汉江石质量、体积的数据分别如图丙、丁所示，则汉江石的密度ρ＝________kg/m3。
5．（2019?金华）归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据ρ＝，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答:
方法
实验器材
操作过程
思维过程
数据处理
适用范围
一
弹簧测力计
烧杯
水
∵m＝V物＝V浮＝
∴ρ物＝＝＝
（1）ρ物＝________
千克/米3
ρ物＞ρ浮
二
量筒
细铁丝
水
……
（2）ρ物＝________
（用V1、V2、V3、ρ水表示）
……
ρ物＜ρ浮
6．（2018?遂宁）悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女，爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竞有多大，于是她取了一些涪江水，在学校实验室找了下列器材：天平及砝码，量筒（刻度清晰但没有数字），烧杯，铜块（已知它的密度为ρ1），细线，利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度，请你帮小红完善实验探究过程： （1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，指针偏向分度盘中线左侧，此时应向________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使天平横梁平衡。 （2）用天平测出铜块的质量m1 （3）在量筒内倒入适量的涪江水，用细线拴住铜块，将它缓慢慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A，然后取出铜块。 （4）在烧杯内倒入适量的涪江水，用天平测出水和烧杯的总质量m2。 （5）________________。（请你写出这一步的操作方法） （6）用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量m3，砝码和游码位置如图，则m3=________g。 （7）计算涪江水的密度，则涪江水密度的表达式为ρ=________（物理量用符号表示）。根据以上实验方案，小红测出的涪江水密度比真实值________。（选填“偏大”或“偏小”）
7．（2019?苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①天平放置于________工作台上，将游码移到标尺________处，调节平衡螺母使横梁平衡；
②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为________g．在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为________kg/m3；
（2）测小瓷杯的密度
如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯＝________（用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果________选填“偏大”、偏小”或“不变”）。
8．（2019?临沂）小明在滨河阳光沙滩游玩时捡到一块鹅卵石，并对该鹅卵石的密度进行了测量。
（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，分度标尺的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡。
（2）测量鹅卵石质量时，将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后，分度标尺的指针如图乙所示，接下来的操作是________，直至天平横梁平衡。
（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图丙所示，该鹅卵石的质量是________g。
（4）如图丁所示，鹅卵石的体积是________cm3。
（5）由以上数据可知，该鹅卵石的密度为________g/cm3。
（6）将该鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没在某液体中静止时，测力计的示数如图戊所示，鹅卵石所受浮力为________N．（g取10N/kg）
9．（2019?黄冈）把一枚鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。这枚鸡蛋的密度究竟多大呢？为此，小利同学进行了实验。
（1）以下实验步骤，合理的顺序应为________。
①将鸡蛋放入装满水的溢水杯中，并用小烧杯接住溢出来的水。
②往量筒中放鸡蛋时，发现量筒口径小，放不进去。
③用托盘天平测得鸡蛋的质量为54g。
④将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积（如图）。
（2）实验中，托盘天平应放在________桌面上。
（3）测得鸡蛋的密度应为________g/cm3。
（4）从理论上分析，实验中，由于小烧杯的水不能倒干净，会导致测量结果偏________。
10．（2019?咸宁）小敏同学参加研学旅行时，在湖边捡到一块漂亮的小石块，她用家中常见物品与刻度尺巧妙地测出了小石块的密度，她的测量方案如下：
①用细绳将一直杆悬挂，调节至水平位置平衡，记下细绳在直杆上的结点位置O；
②将一重物悬于结点O左侧的A点，小石块悬于结点O的右侧，调整小石块的位置，如图所示，当小石块悬于B点时，直杆在水平位置平衡；
③用刻度尺测量OA的长度为L1，OB的长度为L2；
④保持重物的悬点位置A不变，将结点O右侧的小石块浸没在盛水的杯中（且未与杯底、杯壁接触），调整小石块的悬点位置，当小石块悬于C点时，直杆在水平位置平衡；
⑤用刻度尺测量OC的长度为L3。
请根据她的测量方案回答以下问题
（1）实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。其中，第一次调节水平平衡是________，第二次调节水平平衡是________；（选填“a”或“b”）
a．消除直杆自重的影响 b．便于测量力臂
（2）实验中长度________（选填“L1”、“L2”或“L3”）的测量是多余的；
（3）C点应该在B点的________（选填“左”或“右”）侧；
（4）小石块密度的表达式为ρ＝________（选用字母ρ水、L1、L2、L3表示）。
11．（2019?青岛）测量盐水的密度，方案如下：
（1）用天平和量筒进行测量
请完成实验步骤：
①用天平称出烧杯和盐水的总质量m1；
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积V；
③________；
④利用上述所测物理量，写出盐水密度的表达式ρ盐＝________。
（2）用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大所以选用最小刻度是1.0gm的液体密度计它的测量原理是：
密度计放入不同液体中，都处于漂浮状态，它所受的浮力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力；被测液体密度越大，其排开液体的体积越________，所以它的刻度是从1.0g/cm3________（选填“由下而上”或“由上而下”）顺次标记1.1、1.2、1.3…。
类型二：影响摩擦力大小因素的实验探究问题
1．（2019?烟台）图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同。
（1）实验时，小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小？
（2）分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数，得到的结论是什么？
（3）图乙、丙所示的实验过程，探究的问题是什么？
（4）图丁是小红同学对实验方案的改进，D是一个电动装置，可带动木板匀速运动，请你指出小红同学方案的优点。
2．（2019?天水）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小英做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、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。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。
（1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面做________运动，根据二力平衡知识，可知滑动摩擦力的大小________（选填“大于”“等于”或“小于”）拉力的大小。
（2）比较1、2两次实验，得出结论：________。
（3）刚开始小英做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图象如图乙所示，木块的速度随时间变化的图象如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为________N。
3．（2019?福建）如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
（1）如图甲中，将木板固定水平拉动木块，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力________大小相等；图乙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力________大小相等。（选填“一定”或“不一定“）
（2）如图丙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，测力计A的示数为4.0N，测力计B的示数为2.5N，木块受到的滑动摩擦力大小为________N．若增大拉力，当A的示数为4.8N时，B的示数为________N。
4．（2018?聊城）如图甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置，实验所用的长木板，一面比较光滑，另一面比较粗糙。同学们根据猜想进行了实验，得出数据如下表所示：
实验序号
长木板表面
木板放置方式
拉动木块的个数
弹簧测力计实数/N
①
较粗糙
平放
1
1.5
②
较粗糙
平放
2
3.0
③
较光滑
平放
2
1.6
④
较光滑
竖放
2
1.6
（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据________的知识可知，弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。 （2）由实验序号________可以探究滑动摩擦力的大小是否和接触面所受的压力有关。 （3）由实验序号②③可得到的结论是：滑动摩擦力的大小和接触面的________有关。 （4）同学们在老师的指导下对实验装置进行改进，用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中________（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。 （5）根据你在本实验中的收获，请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的具体做法：________________________。
5．（2019?达州）小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：
a．如图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
b．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
c．如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
（1）该实验主要采用的探究方法是________。
（2）由图1中________两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越________（选填“大”或“小”）。
（4）实验后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。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是________长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为________N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为________N。
6．（2019?山西）同学们利用如图甲所示的实验装置，测量物体所受的滑动摩擦力。
（1）实验中，应在水平方向拉着木块做________直线运动；根据________得出滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。
（2）“创新”小组在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出了如图乙所示的图象，分析图象可以得出的结论是________。
次数
1
2
3
4
5
6
F压/N
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
f/N
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
（3）“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是________。
类型三：影响浮力大小的因素实验探究问题
1．（2019?重庆）小明同学在探究浮力的实验中：
（1）如图甲，把半径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上，测得其重力为________N，他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变________。
（2）他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向________，当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计示数为1.9N，如图乙，小球受到的浮力大小是________N。
（3）为进一步研究浮力产生的原因，小明自制了薄壁实验箱，左右分别是柱形箱B和C，B箱下部有一圆孔与C箱相通，他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上紧密接触，并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底，如图丙。现往C箱加水至与M下表面相平时，M下表面橡皮膜________（选填“受到”或“不受”）水的压力作用；继续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形変程度相同时，则M上下表面受到水的压力________（选填“相等”或“不相等”）；再向C箱中加一定量的水，M上下表面形变程度如图丁，则下表面受到水的压力________（选填“大于”“小于”或“等于“”）上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
（4）同组小斌同学根据第（2）小题中小球受到的浮力大小和第（3）小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是________N．（圆面积公式S＝πr2，取π＝3）
2．（2019?德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
（1）分析比较实验步骤A和________，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体________有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与________有关。
（2）分析实验数据可知，F中液体密度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是________N，金属块密度为________kg/m3．（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
3．（2018?达州）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示； ②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮； ③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉； ④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。 （1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是________N。 （2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度________（选填“有关”、“无关）。 （3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为________N。 （4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是________。 （5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了________Pa。 （6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为________kg/m3。
4．（2019?长春）学习浮力知识后，小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验：
（1）将果汁装入轻质小瓶（小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计），拧紧瓶盖后测出重力G。
（2）如图甲所示，将小瓶放入盛有适量水的容器中，小瓶静止时竖直漂浮。小瓶受到的浮力为F浮，则F浮________G（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）用数显测力计将小瓶缓慢压入水中，数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与________有关。
（4）如图乙所示，将小瓶放入另一种液体中，小瓶静止时竖直漂浮。比较甲、乙两图可知ρ液________ρ水（选填“＞”“＝”或“＜”）。测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h1。
（5）将小瓶倒放在图乙的液体中，小瓶静止时竖直漂浮，测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2．比较可知△h1________△h2（选填“＞”、“＝”或“＜“）。
5．（2019?福建）如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；
④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝________，被排开的水所受的重力G排＝________。（用上述测得量的符号表示）
（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：
（a）________；
（b）________。
（3）物体没有完全浸没在水中，________（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。
6．（2019?贵港）如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1＝________N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与________有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为________法。
7．（2019?益阳）小明同学在没有弹簧测力计的情况下，用天平、烧杯、适量的水、细线等器材，经过以下实验步骤，测出了小石块在水中受到浮力的大小：
A．用天平测出小石块的质量m1；
B．在烧杯中倒入适量的水，测出烧杯和水的质量为m2；
C．用细线系住小石块，将小石块全部浸没但未接触烧杯底，天平的读数为m3；
请回答下列问题：
（1）当小石块慢慢浸入烧杯水中的过程中，天平的指针将向________（选填“左”、“右”）偏转。
（2）上述实验步骤中，没有必要的是________（选填“A”、“B”或“C”）；
（3）请写出小石块所受浮力的表达式F＝________（用测量量的符号表示，已知物体重力与质量之比为g）。
8．（2019?河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg）
（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是________。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成________。
（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：________。
（3）合金块的密度为ρ合金＝________g/cm3。
（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是________cm3。
9．（2019?沈阳）小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。
（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为F浮，重力是G萝，那么F浮________G萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排________V萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：
①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0；
②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1；
③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至________为止；
④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
（4）水的密度用ρ水来表示，请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式ρ萝＝________。
10．（2019?上海）为研究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关，小明设计了方案进行实验。小明用弹簧测力计将一圆柱体悬挂在空容器中，如图，此时测力计示数为F0．然后逐次向容器中注入液体A，并将圆柱体下表面到液面的距离h、相应的弹簧测力计示数F、F0与F的差值△F记录在表一中。为进一步探究，小明换用液体B重复实验，并将数据记录在表二中。（液体A、B密度分别为ρA、ρB，且ρA＞ρB）
表一：（液体A）
实验序号
h（厘米）
F（牛）
△F（牛）
1
3.0
8.5
1.5
2
6.0
7.0
3.0
3
9.0
5.5
4.5
4
12.0
5.0
5.0
表二：（液体B）
实验序号
h（厘米）
F（牛）
△F（牛）
5
3.0
8.8
1.2
6
6.0
7.6
2.4
7
9.0
6.4
3.6
8
12.0
6.0
4.0
①分析比较实验序号1、2与3（或5、6与7）数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在同一种液体中，________。
②分析比较实验序号1、与2与3（或5、6与7）的数据中△F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在同一种液体中，________。
③分析比较实验序号1、5（或2、6，或3、7）的数据中△F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在________。
④实验中圆柱体的重力为________牛，高度为________厘米。
类型四：运动和力的关系实验探究问题
1．（2019?乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。
（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的________滑下，这种研究问题的方法是________法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”）。
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越________（选填“远”或“近”），说明小车运动的速度改变得越________（选填“快”或“慢”）。
（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上________。说明运动的物体________力来维持（选填“需要”、“不需要”）。
（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律________
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的
2．（2019?菏泽）小明探究“物体运动与其所受阻力的关系”实验时。让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。小明发现小车在水平木板表面上滑行的距离量最长，这个现象说明：________；实验中让小车从同一高度滑下的目的是________。
3．（2019?宜宾）关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下的运动如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小v（选填“相等”或“不相等”），本实验中的“阻力”是指小车受到的________；
（2）分析图运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越________（选填“快”或“慢”）；
（3）牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持________状态或________状态；
（4）牛顿第一定律________（选填“是”或“不是”）直接由实验得出的，其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
4．（2018?眉山）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小________（填“相等”或“不相等”）。 （2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变________来实现的。 （3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越________（填“快”或“慢”）。 （4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做________。 （5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的________得出的正确结论。 （6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
5．（2019?桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的________越大，小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了，本实验要使用________法。
（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取________的方法完成了整个实验探究过程。
（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力________，速度减小得越________。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将________。
五、机械能实验探究
1．（2019?长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
（1）上述3次实验中，第________次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越________，这个结论可用于解释汽车________（选填“超速”或“超载”）带来的危害。
2．（2019?绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）小球滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
（2）分析比较________两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功________J。
（4）如果水平面光滑，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验。
3．（2018?安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理： ①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越________。 ②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越________。 （2）实验现象： ①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越________，木块运动的距离越长。 ②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越________，木块运动的距离越长。
4．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
5．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
6．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
7．（2018?潍坊）某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度
h1；
③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
x/m
x2/m2
△h/m
1
0.50
0.40
0.55
0.10
0.01
0.15
2
0.50
0.30
0.90
0.20
0.04
0.60
3
0.50
0.20
1.55
0.30
0.09
1.35
4
0.50
0.15
2.00
0.35
0.12
1.85
（1）实验中弹簧的形变量x＝________（用所测物理量符号表示）；
（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过________来间接反映的；
A．h1 B．h2C．h2﹣h0 D．h2﹣h1
（3）该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________成正比
8．（2018?台州）将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录________。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与________的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。________________________
力学部分
专题十二：力学实验探究问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
科学实验与探究是物理学习的重要内容，也是一种认识科学、应用科学的物理方法。进行科学探究活动的一般思维程序是：提出问题→建立假说（或猜想）→实验检验→归纳分析→解决问题（或得出结论）→实验修正。 探究性试题是考查学生综合分析能力、归纳总结能力、发散性思维和创造性思维能力的中考热点题型，是近年来中考必考内容。
探究性试题可分为：现象探究、方法探究、实验探究、数据探究、阅读情景探究等。解答此类试题要具备定的知识基础、能力基础、生活经验基础。思维方法是发掘物理现象与物理知识、物理过程与物理方法之间隐含的联系，找到物理知识、物理规律的应用原型，是学生能力得到锻炼与升华的过程。
实验探究题主要以选择、填空、解答、分析为主。
力学实验探究问题共分为以下几个方面：
1.密度测量实验探究问题
主要考查学生了解密度知识，天平、量筒使用方法和正确读数，了解质量、体积与密度三者之间的关系；理解测量物质密度的常用方法等知识，培养学生科学态度和科学方法。
2.影响摩擦力大小的因素实验探究问题
主要考查影响摩擦力大小的因素，通过实验探究活动，加深对摩擦力知识的理解；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
3.影响浮力大小因素实验探究问题
主要考查影响浮力大小的因素，加深对浮力概念的理解，验证阿基米德原理等方面知识；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
4.运动和力的关系的实验探究问题
主要考查对力的知识的理解，知道力是改变物体运动状态的原因，通过力的实验进一步验证牛顿第一定律；让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
5.机械能实验探究问题
主要考查对机械能、动能和重力势能的知识的理解。尤其是动能和物体运动有关，机械能的相互转换；一般动能探究实验较多。让学生了解控制变量法在物理学实验中的地位，培养学生科学态度和科学方法。
解答此类问题要注意以下问题：
1.研究方法的运用：控制变量法、理想实验法。
2.注意结论的叙述。
3. 多次测量的目的，有的是为了取平均值减小误差，有的是为了得到普遍结论。
二、考点复习
（一）密度的测量
1.测量工具：密度测量的常用工具是量筒（量杯）、天平。用量筒测量固体和液体的体积；用天平测量物体质量。
（1）量筒的使用：如图（1）所示，使用量筒时应注意以下几个方面：一、首先分清量筒的量程、单位和分度值（常见量筒单位是ml，1ml=1cm3，1l=1000ml=10-3m3；图（1）中，量筒量程 100 ml，分度值 2 ml）；二、量筒使用时应放在水平桌面上；三、当液面是凸面时，视线应与凸液面的顶部保持水平；当液面是凹面时，视线应与凹液面的底部保持水平，图（2）中，红线表示正确读数的视线方向，此时读数为7.0ml）。
图（1） 图（2）
（2）天平的使用：用天平测量物体的质量。
天平的使用及注意事项：测量时，应将天平放在水平桌面上；先将游码拨回标尺左端的零刻线处（归零），再调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央刻度（或左右摆动幅度相等），表示横梁平衡；将物体放在左盘，砝码放在右盘，用镊子加减砝码并调节游码，使天平重新平衡；被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
2.液体密度的测量：液体密度的测量步骤如下：
（1）用天平称出烧杯的质量m1；
（2）将适量的液体倒入烧杯中，用天平称出烧杯与液体的总质量m2；
（3）将烧杯中的液体倒入量筒中，读出量筒中液体的体积V；
（4）计算液体的密度：。
3.固体密度的测量：固体密度的测量步骤如下：
（1）用天平测量固体的质量m；
（2）在量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1；
（3）用细线拴住固体，轻放浸没在水中，读出固体与水的总体积V2；
（4）计算固体的密度： 。
（二）摩擦力
1.摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。【版权所有：21教育】
（1）摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反；摩擦力有时起阻力作用，有时起动力作用。
（2）摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
（3）滑动摩擦：相互接触的两个物体，当它们之间有相对运动时，产生的摩擦力。
（4）滚动摩擦：相互接触的两个物体，当一个物体在另一个物体上发生V时，产生的摩擦力。
（5）静摩擦力：相互接触的两个物体，当它们有相对运动趋势，但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
2.摩擦力应用
（1）理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
（2）理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。
（3）在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
（三）阿基米德原理
1. 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。如图（3）所示。
图（3）验证阿基米德原理
2. 公式表示：；
从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。【出处：21教育名师】
3. 适用条件：液体（或气体）。
（四）运动与力的关系
1.内容：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第一定律的理解
（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。
（2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。
（3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。
（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
（5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
（五）机械能
1.动能
（1）什么是动能：物体由于运动而具有的能。
（2）影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。
（3）动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
2.势能
（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。
2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。
3.机械能
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能与势能的相互转化
（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。
（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。21
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：密度测量实验探究问题
【典例1】（2019?泰安）物理学习小组测量某种液体的密度，他们的实验器材有：托盘天平（配有砝码和镊子）、玻璃杯、细线和一个体积为10cm3、密度为7.9g/cm3的实心铁块。请完成下列问题：
（1）把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示，应将横梁上平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到________平衡。
（2）在玻璃杯中倒入适量的该液体，放在天平左盘中，用________向右盘中加减砝码，并调节游码，直到横梁恢复平衡，测量玻璃杯和液体的总质量m1＝102.4g。
（3）用细线拴住铁块使其浸没在液体中，铁块不接触玻璃杯，液体无溢出，进行再次测量，测量数据如图乙所示，测量值m2＝________g。
（4）计算该种液体的密度ρ＝________kg/m3。
【解析】（1）根据天平调平衡时遵循的原则：左偏右调，右偏左调，图示中托盘天平的指针静止在分度盘中线的右侧，所以应该向左调节平衡螺母，直到横梁平衡；（2）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；（3）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体、铁块和玻璃杯的总质量：m2＝100g+10g+1.2g＝111.2g，（4）金属块排开的液体的质量为：m＝111.2g﹣102.4g＝8.8g＝0.0088kg；排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F浮＝G＝mg＝0.0088g×10N/kg＝0.088N；根据阿基米德原理可知，液体的密度为：ρ＝＝＝0.88×103kg/m3。
【答案】（1）左；横梁；（2）镊子；（3）111.2；（4）0.88×103。
高频考点二：影响摩擦力大小因素的实验探究问题
【典例2】（2019?岳阳）在“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，
（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小________（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计示数。
（2）实验记录的数据如下表：
序号
木块放置情况
接触面
压力F/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
1.8
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
①分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下列实例与结论相符的是________。（填字母代号）
A．用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹
②分析________（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。
③分析1、2、3三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f＝________。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块处于匀速直线运动状态，则木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和测力计的拉力是一对平衡力，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；（2）①分析序号2、5、6三组数据可知：压力相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大；A、用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字，是通过增大压力来增大摩擦力的，故A不符合题意；B、汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力的，故B符合题意。选B。【答案】B。
②要探究滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关，需要控制接触面的粗糙程度相同、压力大小相同，改变接触面的大小，所以需分析3、4两组数据；
③分析1、2、3三组实验数据可知，接触面的粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比，即＝＝0.3，由此可以得出：f＝0.3F；
【答案】（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
高频考点三：影响浮力大小的实验探究问题
【典例3】（2019?东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是________N。
（2）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
（3）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
（4）金属块的密度为________kg/m3。
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：________。
（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材：________；
实验步骤：________________________
分析与论证：________________。
【解析】（1）由图A、C（或D），金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；
（2）研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；（3）研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小（大小相同）与其浸没在液体中的深度无关；（4）金属块浸没在水中时受到的浮力：F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；故金属块的密度：ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论
【答案】（1）1；（2）ABC（ABD）；（3）ACD；（4）2.7×103；（5）溢水杯没有装满水；（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；实验步骤：①用测力计测量出空小桶的重力G桶；②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；分析与论证：根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，G桶总﹣G桶即为排开水的重力，比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。
高频考点四：运动和力关系的实验探究问题
【典例4】（2019?武汉）如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
（1）实验时，将棉布铺在________（填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从________滑下，观察小车滑行的距离。
（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离________。推理可知：如果小车运动时不受阻力，它将________。
【解析】（1）为改变小车受到的阻力大小，实验时，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果小车运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。
【答案】（1）水平木板；斜面顶端由静止；（2）变大；保持匀速直线运动。
高频考点五：机械能实验探究问题
【典例5】（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的________相同，让小车从斜面上________（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是________，二是转换法。就本题来说用木块 木块移动的距离 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的________。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最________，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做________运动。
【解析】（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小车的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；（3）小车从同一高度滑下的目的是：小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；（4）实验现象表明：玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
【答案】（1）质量；不同；（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线。
考点过关☆专项突破
类型一：密度测量实验探究问题
1．（2019?滨州）在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：
（1）将天平放在________桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向________调节使橫梁平衡（选填“左”或“右”）。
（2）天平调好后，测量小物块的质量。天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是________g。
（3）在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为40cm3；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为60cm3，则小物块的体积为________cm3。
（4）小物块的密度ρ＝________g/cm3。
（5）该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：
①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积V1为20cm3。
②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至V2为36cm3。
③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至V3为40cm3。
由以上测量数据可知：物块的质量m＝________g，物块的体V＝________cm3，物块的密度ρ＝________g/cm3。
【解析】（1）将天平放在水平桌面上，游码归零后，调节天平平衡，由图甲可知，指针向左偏转，应向右调节平衡螺母，使天平平衡；（2）由图乙可知，天平横梁标尺的分度值是0.2g，游码示数是1.2g，物体的质量是10g+5g+1.2g＝16.2g；（3）由图丙可知，量筒的分度值是2ml，此时量筒示数是60ml，物体的体积是60ml﹣40ml＝20ml＝20cm3；（4）物体的密度ρ＝＝＝0.81g/cm3；（5）在量筒内倒入适量的水，记下水的体积V1＝20cm3，将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至V2为36cm3；V排＝36cm3﹣20cm3＝16cm3，漂浮时物体的质量等于排开水的质量m＝ρ液V排＝1.0×103kg/m3×16×10﹣6m3＝16×10﹣3kg＝16g；将物体放入量筒的水中，用细针压物体，将物体浸没入水，记下此时量筒的读数V3＝40cm3，则物体的体积V＝V＝V3﹣V1＝40cm3﹣20cm3＝20cm3；根据公式得，＝0.8g/cm3。
【答案】（1）水平；右；52；（2）16.2；（3）20；（4）0.81；（5）16；20；0.8。
2．（2019?恩施州）小明同学为了测量某品牌酱油的密度，进行了如下实验：
（1）把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；
（2）用天平测出烧杯的质量m1＝20.6g；
（3）取适量酱油倒入烧杯，用天平测烧杯和酱油的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示；
（4）然后将烧杯中的酱油全部倒入量筒中，量筒中酱油的体积如图丙所示。请你帮小明同学计算出酱油的密度是________g/cm3．以上方法测出的密度测量值会________（填“偏大”或“偏小”）。
【解析】（1）根据图甲所示。为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右端移动；（4）如图乙所示，量筒的分度值为2mL，则量筒中酱油的体积为40cm3；烧杯和酱油的总质量为m＝50g+10g+3g＝63g；由于空烧杯的质量m1＝20.6g，则酱油的质量为m′＝63g﹣20.6g＝42.4g因此酱油的密度为：ρ′＝＝＝1.06g/cm3＝1.06×103kg/m3；由题意可知，将烧杯中的酱油全部倒入量筒中时，烧杯壁会沾有一部分酱油，使量筒中酱油的体积变小，则由ρ＝可知，体积质量，偏小准确，所以密度测量结果偏大。
【答案】（1）左；（4）1.06；偏大。
3．（2019?莱芜区）小刚妈妈从银座超市买了一桶花生油，小刚想利用在学校学到的“测量物质的密度”知识来测量花生油的密度，于是他从学校借来了有关器材，进行了如下操作：
（1）将天平放在水平桌面上，将游码拨在标尺左端零刻线处，此时指针指在如图甲所示位置，小刚接下来的操作应该是________，使指针指在分度盘中央；
（2）将空烧杯放在左盘，向右盘加减砝码，当加入最后一个最小砝码时，指针的指向仍然如甲图所示。小刚接下来应该进行的操作是________，使指针指在分度盘中央，最后测出了空烧杯的质量为m1＝45g；
（3）将花生油倒在量筒里，如图乙所示。花生油的体积为V＝________cm3；
（4）将量筒中的花生油倒在空烧杯中，将烧杯放在已调平的天平的左盘，向右盘中加（减）砝码，并调节游码，使横梁在水平位置平衡，此时右盘中砝码和游码的刻度值如图丙所示，则花生油和烧杯的总质量为m2＝________g；
（5）小刚根据测量的数据算出花生油的密度为ρ油＝________kg/m3；
（6）已知该花生油的密度在0.911×103kg/m3～0.918×103kg/m3之间，请你根据小刚的测量结果分析，小刚的测量过程中存在的不足之处是________。
【解析】（1）调节天平在水平面上平衡时要将平衡螺母向指针偏转的相反方向调节，图甲中指针偏向分度盘的右侧，所以应向左调节平衡螺母。（2）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右侧，天平的右端下沉，要取下最小砝码，向右移动游码。（3）量筒的分度值为1mL，量筒中花生油的体积V＝20mL＝20cm3。（4）花生油和烧杯的总质量为m2＝50g+10g+2g＝62g。（5）花生油的质量m＝m2﹣m1＝62g﹣45g＝17g，花生油的密度ρ＝＝＝0.85g/cm3＝0.85×103kg/m3。（6）在将花生油向烧杯倒时，有部分残留在量筒壁，导致测量质量偏小，计算出的密度偏小。
【答案】（1）将平衡螺母向左调；（2）取下最小砝码，向右调节游码；（3）20；（4）62；（5）0.85×103；将花生油向烧杯倒时，有部分残留在量筒壁，导致测量质量偏小，计算出的密度偏小。
4．（2019?十堰）小强在“用天平和量筒测量汉江石密度”的实验中：
（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时，指针在分度盘的位置如图甲所示。为使横梁水平平衡，应将平衡螺母向________端调节。
（2）小强在用天平测量汉江石质量的过程中操作方法如图乙，他的操作错在________。
（3）改正错误后，他测量的汉江石质量、体积的数据分别如图丙、丁所示，则汉江石的密度ρ＝________kg/m3。
【解析】（1）由图甲知，指针左偏，说明左盘低右盘高，平衡螺母需向右调节；（2）由图可知，测量物体质量时出现的错误：用手拿砝码，会腐蚀砝码，影响以后测量的准确性；（3）汉江石质量的质量m＝20g+5g+2g＝27g，由丁图可知，汉江石质量的体积V＝40ml﹣30ml＝10ml＝10cm3，汉江石的密度ρ＝＝＝2.7g/cm3＝2.7×103kg/m3。
【答案】（1）右；（2）用手拿砝码；（3）2.7×103。
5．（2019?金华）归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据ρ＝，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答:
方法
实验器材
操作过程
思维过程
数据处理
适用范围
一
弹簧测力计
烧杯
水
∵m＝V物＝V浮＝
∴ρ物＝＝＝
（1）ρ物＝________
千克/米3
ρ物＞ρ浮
二
量筒
细铁丝
水
……
（2）ρ物＝________
（用V1、V2、V3、ρ水表示）
……
ρ物＜ρ浮
【解析】（一）根据G＝mg知，物体的质量：m＝＝＝0.9kg，
物体受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝9N﹣6N＝3N，根据F浮＝ρ液gV排知，
物体的体积：V物＝V浮＝＝＝3×10﹣4m3，
物体的密度ρ物＝＝＝3×103kg/m3。
（二）因为物体漂浮在水中，所以G＝F浮＝G排＝ρ水（V2﹣V1），
所以m物＝m排＝ρ水（V2﹣V1），物体的体积：V物＝V3﹣V1，
物体的密度：ρ物＝＝。
【答案】（一）3×103；（二）。
6．（2018?遂宁）悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女，爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竞有多大，于是她取了一些涪江水，在学校实验室找了下列器材：天平及砝码，量筒（刻度清晰但没有数字），烧杯，铜块（已知它的密度为ρ1），细线，利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度，请你帮小红完善实验探究过程： （1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，指针偏向分度盘中线左侧，此时应向________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使天平横梁平衡。 （2）用天平测出铜块的质量m1 （3）在量筒内倒入适量的涪江水，用细线拴住铜块，将它缓慢慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A，然后取出铜块。 （4）在烧杯内倒入适量的涪江水，用天平测出水和烧杯的总质量m2。 （5）________________。（请你写出这一步的操作方法） （6）用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量m3，砝码和游码位置如图，则m3=________g。 （7）计算涪江水的密度，则涪江水密度的表达式为ρ=________（物理量用符号表示）。根据以上实验方案，小红测出的涪江水密度比真实值________。（选填“偏大”或“偏小”）
【解析】（1）调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘的左侧，此时应该将平衡螺母向右调节，直到指针指在分度盘的中央；（5）铜块放入水中排开液体的体积等于铜块的体积，根据表示出物体的体积，也就是排开水的体积，将烧杯中的水倒入量筒中的标记处，烧杯中水减少的质量等于铁块排开水的质量，故用天平测出水和烧杯的总质量m2后，需要将烧杯中的水倒入量筒中的标记A处；（6）从图读出剩余涪江水和烧杯的总质量m3：m3=20g+20g+5g+2.4g=47.4g，（7）铜块的体积等于排开水的体积，即；烧杯倒入量筒中水的质量为：m=m2-m3； 涪江水密度的表达式为；由于取出铜块时带着水，使得体积偏大，倒入的水偏多，使得水的质量偏大，根据知密度的偏大。 【答案】（1）右；（5）将烧杯中的水倒入量筒中的标记A处；（6）47.4；（7）；偏大。
7．（2019?苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①天平放置于________工作台上，将游码移到标尺________处，调节平衡螺母使横梁平衡；
②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为________g．在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为________kg/m3；
（2）测小瓷杯的密度
如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯＝________（用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果________选填“偏大”、偏小”或“不变”）。
【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是0.2g，右盘砝码质量是20g，游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上，所以小石块的质量为m＝10g+5g+2.4g＝17.4g；
量筒中原有30mL水，放入石块后，量筒液面上升到35mL，因此石块体积V＝35ml﹣30ml＝5ml＝5cm3；小石块的密度为ρ＝＝＝3.48g/cm3＝3.48×103kg/m3；（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则陶瓷的体积V＝V2﹣V1，瓷杯处于漂浮时，则G＝F浮，根据阿基米德原理可知：F浮＝G排；
所以，G＝G排，则瓷杯质量m＝m排＝ρ水（V3﹣V1）；所以小瓷杯密度：ρ瓷＝＝。瓷杯内的水受到的浮力等于自身重力，排开水的体积也等于自身体积。在杯内和杯外，量筒内水的液面都不会变化。所以，所测结果不会变化。
【答案】（1）①水平；零刻线；②17.4；3.48×103；（2）；不变。
8．（2019?临沂）小明在滨河阳光沙滩游玩时捡到一块鹅卵石，并对该鹅卵石的密度进行了测量。
（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，分度标尺的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡。
（2）测量鹅卵石质量时，将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后，分度标尺的指针如图乙所示，接下来的操作是________，直至天平横梁平衡。
（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图丙所示，该鹅卵石的质量是________g。
（4）如图丁所示，鹅卵石的体积是________cm3。
（5）由以上数据可知，该鹅卵石的密度为________g/cm3。
（6）将该鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没在某液体中静止时，测力计的示数如图戊所示，鹅卵石所受浮力为________N．（g取10N/kg）
【解析】（1）由图甲知，测量前天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，指针偏左，应将平衡螺母向右调节，使横梁平衡；（2）由图乙知，测量质量时加入最小的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）图丙中天平标尺的分度值为0.2g，鹅卵石的质量：m＝50g+4g＝54g；
（4）由图丁知，量筒中水的体积V水＝50mL＝50cm3，图丙中鹅卵石和水的总体积V总＝70mL＝70cm3，故鹅卵石的体积：V＝V总﹣V水＝70cm3﹣50cm3＝20cm3；（5）鹅卵石的密度：ρ＝＝＝2.7g/cm3；（6）由图戊知，弹簧测力计分度值为0.02N，鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没静止时，测力计的示数为0.34N，鹅卵石所受浮力：F浮＝G﹣F示＝mg﹣F示＝0.054kg×10N/kg﹣0.34N＝0.2N。
【答案】（1）右；（2）取下5g砝码并向右移动游码；（3）54；（4）20；（5）2.7；（6）0.2。
9．（2019?黄冈）把一枚鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。这枚鸡蛋的密度究竟多大呢？为此，小利同学进行了实验。
（1）以下实验步骤，合理的顺序应为________。
①将鸡蛋放入装满水的溢水杯中，并用小烧杯接住溢出来的水。
②往量筒中放鸡蛋时，发现量筒口径小，放不进去。
③用托盘天平测得鸡蛋的质量为54g。
④将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积（如图）。
（2）实验中，托盘天平应放在________桌面上。
（3）测得鸡蛋的密度应为________g/cm3。
（4）从理论上分析，实验中，由于小烧杯的水不能倒干净，会导致测量结果偏________。
【解析】（1）测量鸡蛋的密度首先测量鸡蛋的质量，测体积，最后计算密度，由此可知，以下实验步骤，合理的顺序应为③②①④；
（2）实验中，托盘天平应放在水平桌面上。（3）鸡蛋的体积V＝50ml＝50cm3，
已知鸡蛋的质量m＝54g，鸡蛋的密度ρ＝＝＝1.08g/cm3。
（4）由于小烧杯的水不能倒干净，导致测量的排开水的体积偏小，即鸡蛋的体积偏小，鸡蛋的质量不变，由密度公式可知会使鸡蛋的密度偏大。
【答案】（1）③②①④；（2）水平；（3）1.08；（4）大。
10．（2019?咸宁）小敏同学参加研学旅行时，在湖边捡到一块漂亮的小石块，她用家中常见物品与刻度尺巧妙地测出了小石块的密度，她的测量方案如下：
①用细绳将一直杆悬挂，调节至水平位置平衡，记下细绳在直杆上的结点位置O；
②将一重物悬于结点O左侧的A点，小石块悬于结点O的右侧，调整小石块的位置，如图所示，当小石块悬于B点时，直杆在水平位置平衡；
③用刻度尺测量OA的长度为L1，OB的长度为L2；
④保持重物的悬点位置A不变，将结点O右侧的小石块浸没在盛水的杯中（且未与杯底、杯壁接触），调整小石块的悬点位置，当小石块悬于C点时，直杆在水平位置平衡；
⑤用刻度尺测量OC的长度为L3。
请根据她的测量方案回答以下问题
（1）实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。其中，第一次调节水平平衡是________，第二次调节水平平衡是________；（选填“a”或“b”）
a．消除直杆自重的影响 b．便于测量力臂
（2）实验中长度________（选填“L1”、“L2”或“L3”）的测量是多余的；
（3）C点应该在B点的________（选填“左”或“右”）侧；
（4）小石块密度的表达式为ρ＝________（选用字母ρ水、L1、L2、L3表示）。
【解析】（1）第一次在实验前调节直杆在水平位置平衡的目的是使直杆的重心落在支点上，从而使直杆自重的力臂为0，使直杆自重对杠杆的平衡没有影响；第二、三次，在实验的过程中再次使直杆在水平位置平衡，此时力臂与直杆的一部分相重合，从而可以便于对力臂的测量。（2）实验中两次使直杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，可以得到两个等式：G物L1＝G石L2，G物L1＝F'L3，所以有G石L2＝F'L3，所以G物L1在实验中起中间桥梁的作用，L1的测量是多余的。（3）实验中两次使直杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，可以得到两个等式：G物L1＝G石L2，G物L1＝F'L3，所以有G石L2＝F'L3，F'是小石块浸没在水中时，小石块对直杆的拉力，由于浮力的作用，可知F'＜G石，所以L3＞L1，即C点在B点的右侧。（4）实验中两次使直杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，可以得到两个等式：G物L1＝G石L2，G物L1＝F'L3，所以有：
G石L2＝F'L3，G石L2＝（G石﹣F浮）L3，ρ石V石gL2＝（ρ石V石g﹣ρ水V排g）L3，
因为小石块浸没在水中，所以V排＝V石，所以ρ石V石gL2＝（ρ石V石g﹣ρ水V石g）L3，解得：ρ石＝。
【答案】（1）a，b；（2）L1；（3）右；（4）
11．（2019?青岛）测量盐水的密度，方案如下：
（1）用天平和量筒进行测量
请完成实验步骤：
①用天平称出烧杯和盐水的总质量m1；
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积V；
③________；
④利用上述所测物理量，写出盐水密度的表达式ρ盐＝________。
（2）用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大所以选用最小刻度是1.0gm的液体密度计它的测量原理是：
密度计放入不同液体中，都处于漂浮状态，它所受的浮力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力；被测液体密度越大，其排开液体的体积越________，所以它的刻度是从1.0g/cm3________（选填“由下而上”或“由上而下”）顺次标记1.1、1.2、1.3…。
【解析】（1）测量盐水的密度实验步骤：
①用天平称出烧杯和盐水的总质量m1；
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积V；
③用天平测量出剩余液体和烧杯的总质量m2；
④利用上述所测物理量，写出盐水密度的表达式ρ盐＝＝；
（2）漂浮时浮力等于重力，所以密度计放入不同液体中，它所受的浮力相等；由F浮＝G物和F浮＝ρ液gV排可知，被测液体密度越大，其排开液体的体积越小，即密度计浸入液体中体积越小，所以密度计的刻度上小下大，故它的刻度从1.0g/cm3 由上而下”顺次标记1.1、1.2、1.3…。
【答案】（1）③用天平测量出剩余液体和烧杯的总质量m2；④；（2）等于；小；由上而下。
类型二：影响摩擦力大小因素的实验探究问题
1．（2019?烟台）图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同。
（1）实验时，小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小？
（2）分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数，得到的结论是什么？
（3）图乙、丙所示的实验过程，探究的问题是什么？
（4）图丁是小红同学对实验方案的改进，D是一个电动装置，可带动木板匀速运动，请你指出小红同学方案的优点。
【解析】（1）当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力，此时滑动摩擦力等于测力计的拉力，因为弹簧自身重力的作用，所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后，再在水平方向上测拉力的大小，指针的位置会有一定的回缩，至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小；（2）（甲）、（乙）两图，接触面粗糙程度相同，乙图对水平面的压力大，滑动摩擦力大。所以在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）图（乙）、（丙）中铁块和木块叠在一起，对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度不同，是探究在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；（4）D是电动装置，电动机匀速转动这样可保证弹簧测力计读数较稳定，方便准确读，且易于保持长木板进行匀速直线运动，定滑轮不省力，改变了力的方向，弹簧测力计读数等于摩擦力。
【答案】（1）偏小；（2）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；
（4）弹簧测力计读数较稳定，方便准确读，且易于保持长木板进行匀速直线运动。
2．（2019?天水）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小英做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、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。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。
（1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面做________运动，根据二力平衡知识，可知滑动摩擦力的大小________（选填“大于”“等于”或“小于”）拉力的大小。
（2）比较1、2两次实验，得出结论：________。
（3）刚开始小英做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图象如图乙所示，木块的速度随时间变化的图象如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为________N。
【解析】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小，实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
（2）由1、2两次接触面粗糙程度相同，压力不同，是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系，故可以得出：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（3）有图丙知：2～6s物体做匀速运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此过程的拉力为3N，所以滑动摩擦力为3N；6～8s物体做减速运动，但由于压力的接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为3N，故第7s时，摩擦力为3N。
【答案】（1）匀速直线；等于；（2）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大；（3）3。
3．（2019?福建）如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
（1）如图甲中，将木板固定水平拉动木块，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力________大小相等；图乙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力________大小相等。（选填“一定”或“不一定“）
（2）如图丙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，测力计A的示数为4.0N，测力计B的示数为2.5N，木块受到的滑动摩擦力大小为________N．若增大拉力，当A的示数为4.8N时，B的示数为________N。
【解析】（1）摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的，这是依据了二力平衡的原理，因此，图甲要保持物体做匀速直线运动才行。图甲在拉动木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，会导致弹簧测力计的示数不稳定；图甲与图乙的最大不同就是一个拉弹簧测力计，一个拉木板，同是做相对运动，但可以看出，图乙当拉动长木板运动的过程中，无论长木板是否做匀速直线运动，木块始终处于静止状态，根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数一定等于摩擦力的大小。（2）如图丙所示，弹簧测力计B的示数为2.5N，根据二力平衡，则木块受到的摩擦力大小为2.5N．若拉力增大到4.8N，木板将做加速运动，因压力和接触面粗糙程度不变，故木块受到的摩擦力将不变，还是2.5N；
【答案】（1）不一定；一定；（2）2.5；2.5。
4．（2018?聊城）如图甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置，实验所用的长木板，一面比较光滑，另一面比较粗糙。同学们根据猜想进行了实验，得出数据如下表所示：
实验序号
长木板表面
木板放置方式
拉动木块的个数
弹簧测力计实数/N
①
较粗糙
平放
1
1.5
②
较粗糙
平放
2
3.0
③
较光滑
平放
2
1.6
④
较光滑
竖放
2
1.6
（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据________的知识可知，弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。 （2）由实验序号________可以探究滑动摩擦力的大小是否和接触面所受的压力有关。 （3）由实验序号②③可得到的结论是：滑动摩擦力的大小和接触面的________有关。 （4）同学们在老师的指导下对实验装置进行改进，用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中________（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。 （5）根据你在本实验中的收获，请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的具体做法：________________________。
【解析】（1）实验中要求弹簧测力计匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力大小相等，是一对平衡力，即根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等；（2）探究滑动摩擦力的大小是接触面所受的压力的关系，需要控制接触面的粗糙程度相同，改变压力，观察拉力的大小也就是摩擦力的大小，表中①②两次符合题意；（3）由实验序号②③知压力相同，接触面越粗糙，拉力越大，摩擦力越大，可得到的结论是：滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关；（4）在实验中，采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，操作上必须要水平匀速直线拉动物块，操作较为困难。实验改进后，用图乙所示的装置进行实验，操作上不一定要匀速直线拉动长木板，弹簧测力计相对固定，便于读数。（5）汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑是由于下雪后车轮与地面之间的摩擦力减小造成的，因此要避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象就要想办法增大两者之间的摩擦力，比如：在路面上撒炉渣，增大接触面的粗糙程度；在路面上撒盐加速雪的熔化；换防滑轮；安装防滑链；在车上放重物，增大压力等。 【答案】（1）二力平衡；（2）①②；（3）粗糙程度；（4）不一定；（5）在路面上撒炉渣；在路面上撒盐加速雪的熔化；换防滑轮；安装防滑链；在车上放重物等。
5．（2019?达州）小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：
a．如图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
b．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
c．如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
（1）该实验主要采用的探究方法是________。
（2）由图1中________两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越________（选填“大”或“小”）。
（4）实验后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。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是________长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为________N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为________N。
【解析】（1）该实验主要采用的探究方法是控制变量法。（2）因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小；由图1中甲丙两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；（4）如图1中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；实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，根据三力平衡，fAB+f＝3N，长木板B受到地面的摩擦力大小为：f＝3N﹣1.2N＝1.8N；（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示，由图4知，6﹣9秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
【答案】（1）控制变量法；（2）甲丙；（3）大；（4）不需要；1.8；（5）4。
6．（2019?山西）同学们利用如图甲所示的实验装置，测量物体所受的滑动摩擦力。
（1）实验中，应在水平方向拉着木块做________直线运动；根据________得出滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。
（2）“创新”小组在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出了如图乙所示的图象，分析图象可以得出的结论是________。
次数
1
2
3
4
5
6
F压/N
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
f/N
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
（3）“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是________。
【解析】（1）实验中，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动；根据二力平衡得出滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。（2）由图多次实验，接触面粗糙程度相同，压力越大，而测力计的示数较大，说明受到的摩擦力较大，可得当接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大，分析图象可以得出的结论是同一木板，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比；（3）“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是压力相同时，滑动摩擦力不同，可得结论：木板和桌面的粗糙程度不同。
【答案】（1）匀速；二力平衡；（2）同一木板，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比；（3）木板和桌面的粗糙程度不同。
类型三：影响浮力大小的因素实验探究问题
1．（2019?重庆）小明同学在探究浮力的实验中：
（1）如图甲，把半径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上，测得其重力为________N，他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变________。
（2）他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向________，当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计示数为1.9N，如图乙，小球受到的浮力大小是________N。
（3）为进一步研究浮力产生的原因，小明自制了薄壁实验箱，左右分别是柱形箱B和C，B箱下部有一圆孔与C箱相通，他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上紧密接触，并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底，如图丙。现往C箱加水至与M下表面相平时，M下表面橡皮膜________（选填“受到”或“不受”）水的压力作用；继续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形変程度相同时，则M上下表面受到水的压力________（选填“相等”或“不相等”）；再向C箱中加一定量的水，M上下表面形变程度如图丁，则下表面受到水的压力________（选填“大于”“小于”或“等于“”）上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
（4）同组小斌同学根据第（2）小题中小球受到的浮力大小和第（3）小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是________N．（圆面积公式S＝πr2，取π＝3）
【解析】（1）如图所示，弹簧测力计分度值为0.1N，示数为3.0N，则实心小球A的重力为3.0N；他用手竖直向上轻轻托起小球，此时物体受到竖直向上的拉力和拖力及竖直向下的重力的作用，根据力的平衡可知：F＝G﹣F托；所以，托力变大时，测力计的示数变小；（2）将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明此时物体受到浮力与竖直向上轻轻托起小球的作用效果相同的力，所以则浮力的方向是竖直向上；根据称重法，则小球受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝3.0N﹣1.9N＝1.1N；（3）图丙中，C箱加水至与M下表面相平时，由于M下表面橡皮膜与C箱中的水面相同，根据p＝ρgh受到的压强为零，则它不受水的压力作用；由于橡皮膜形変程度表明它的受力情况；所以当M上下表面橡皮膜形変程度相同时，说明M上下表面受到水的压力相等；再向C箱中加一定量的水，如图丁中下表面形变程度明显大于上表面形变程度，所以下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。（4）由（2）可知小球受到的浮力为1.1N，则半个球受到的浮力为F浮′＝0.55N，如图所示：
F浮′＝F向上﹣F向下，则小球受到水向下的压力：F向下＝F向上﹣F浮′＝ρghS﹣0.55N
＝ρghπr2﹣0.55N＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.07m+0.03m）×3×（0.03m）2﹣0.55N＝2.15N。
【答案】（1）3.0；小；（2）上；1.1；（3）不受；相等；大于；（4）2.15。
2．（2019?德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
（1）分析比较实验步骤A和________，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体________有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与________有关。
（2）分析实验数据可知，F中液体密度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是________N，金属块密度为________kg/m3．（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【解析】（1）研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由ADE图可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知：图知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。（2）根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N；物块在另一液体中受到的浮力为：F浮′＝2.7N﹣1.9N＝0.8N；根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度。（3）物块在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N；V排＝＝＝10﹣4m3；金属块的体积：V＝V排；金属块的质量：m＝＝＝0.27kg；金属块的密度：ρ＝＝＝2.7×l03kg/m3
【答案】（l）D、E；排开液体的体积；液体的密度；（2）小于；（3）1；2.7×l03。
3．（2018?达州）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示； ②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮； ③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉； ④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。 （1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是________N。 （2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度________（选填“有关”、“无关）。 （3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为________N。 （4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是________。 （5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了________Pa。 （6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为________kg/m3。
【解析】（1）由图象知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力，即G=2.2N；当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小，说明瓶子浸没在水中，示数为0.6N，所以受到的浮力：F浮=G-F=2.2N-0.6N=1.6N；（2）由图象知，BC段瓶子受到的弹簧测力计拉力不变，所以受到的浮力不变，说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关；（3）浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关，空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等，所以受到的浮力相等，都为1.6N；（4）物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力，即F浮＞G；（5）由阿基米德原理可得，当玻璃瓶浸没后，瓶子排开水中体积：，容器中水面上升体积与V排相等，即：△V=V排=S△h，所以容器中水面上升高度：，所以水又对容器底的压强增加了：△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-2m=160Pa；（6）由图甲知，空瓶的重力G瓶=1.4N，瓶子和铁块的总重力G=2.2N，铁块重力：G铁=G-G瓶=2.2N-1.4N=0.8N，由题知，图丁中时弹簧测力计示数，即瓶子、水和铁块的总重力：G总=3.1N，所以装入水的重力：G水=G总-G=3.1N-2.2N=0.9N，加入水的体积：，铁块的体积：V=V容积-V水=100cm3-90cm3=10cm3，所以铁块密度：。
【答案】（1）1.6；（2）无关；（3）1.6；（4）F浮＞G；（5）160（6）8×103。
4．（2019?长春）学习浮力知识后，小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验：
（1）将果汁装入轻质小瓶（小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计），拧紧瓶盖后测出重力G。
（2）如图甲所示，将小瓶放入盛有适量水的容器中，小瓶静止时竖直漂浮。小瓶受到的浮力为F浮，则F浮________G（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）用数显测力计将小瓶缓慢压入水中，数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与________有关。
（4）如图乙所示，将小瓶放入另一种液体中，小瓶静止时竖直漂浮。比较甲、乙两图可知ρ液________ρ水（选填“＞”“＝”或“＜”）。测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h1。
（5）将小瓶倒放在图乙的液体中，小瓶静止时竖直漂浮，测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2．比较可知△h1________△h2（选填“＞”、“＝”或“＜“）。
【解析】（2）根据漂浮的特点，F浮＝G；（3）压入水中的过程中，液体的密度和小瓶的重力不变，变化量只有排开液体的体积，根据数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与排开液体的体积有关；（4）根据漂浮条件可知，两次受到的浮力等于小瓶的重力，小瓶的重力不变，故两次受到的浮力相等，因图乙中排开液体的体积较小，根据F浮＝ρ液gV排可知，ρ液＞ρ水；（5）根据漂浮条件可知，F浮＝G；因小瓶的重力不变，所以无论倒放还是正放，小瓶受到的浮力不变，则根据F浮＝ρ液gV排可知排开液体的体积不变，又因瓶内的液体和外部的液体体积都不变，故两次内外液面的高度差不会发生变化，即△h1＝△h2。
【答案】（2）＝；（3）物体排开液体的体积；（4）＞；（5）＝。
5．（2019?福建）如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；
④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝________，被排开的水所受的重力G排＝________。（用上述测得量的符号表示）
（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：
（a）________；
（b）________。
（3）物体没有完全浸没在水中，________（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。
【解析】（1）根据称重法测浮力：物体浸没在水中，受到水的浮力：F浮＝G﹣F；
被排开的水所受的重力：G排＝G1﹣G2；
（2）实验产生误差的原因：（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等。
（3）物体没有完全浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。
【答案】（1）G﹣F；G1﹣G2；（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等；（3）能。
6．（2019?贵港）如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1＝________N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与________有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为________法。
【解析】（1）图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F1＝4.8N；
（2）由图丙知物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数F3＝2.8N，
则物体完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝F1﹣F3＝4.8N﹣2.8N＝2N；
（3）由图乙、丙可知，乙、丙中的液体都是水，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，物体受到的浮力不同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关；要探究物体所受的浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，液体的密度不同，图丙和丁符合题意。
（4）影响浮力大小的因素是液体的密度和排开液体的体积，在研究浮力与液体的密度的关系时，需要控制排开液体的体积不变；在研究浮力与排开液体的体积的关系时，控制液体的密度不变，这用到了控制变量法。
【答案】（1）4.8；（2）2；（3）排开液体的体积；丙丁；（4）控制变量。
7．（2019?益阳）小明同学在没有弹簧测力计的情况下，用天平、烧杯、适量的水、细线等器材，经过以下实验步骤，测出了小石块在水中受到浮力的大小：
A．用天平测出小石块的质量m1；
B．在烧杯中倒入适量的水，测出烧杯和水的质量为m2；
C．用细线系住小石块，将小石块全部浸没但未接触烧杯底，天平的读数为m3；
请回答下列问题：
（1）当小石块慢慢浸入烧杯水中的过程中，天平的指针将向________（选填“左”、“右”）偏转。
（2）上述实验步骤中，没有必要的是________（选填“A”、“B”或“C”）；
（3）请写出小石块所受浮力的表达式F＝________（用测量量的符号表示，已知物体重力与质量之比为g）。
【解析】（1）在步骤B中，测出烧杯和水的质量时，天平是平衡的，且盛水的烧杯放在左盘；当小石块慢慢浸入烧杯水中的过程中，小石块受到浮力，由于力的作用是相互的，小石块对水会产生向下的压力，因此放烧杯这一侧（天平左侧）将向下倾斜，则天平的指针将向左偏；（2）在实验中，用细线系住小石块，将小石块全部浸没但未接触烧杯底，天平的读数为m3，用这一示数减小烧杯和水的质量为m2，即是小石块浸没后增加的质量（排开水的质量），据此可求出浮力的大小，没有必要测量小石块的质量，故步骤A没有必要。（3）第二次烧杯和水对天平左盘的总压力为m2g，第三次浸入小石块后，天平左盘受到的总压力为m3g，则增加的压力等于小石块所受的浮力，所以石块受到的浮力：F＝m3g﹣m2g。
【答案】（1）左；（2）A；（3）m3g﹣m2g。
8．（2019?河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg）
（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是________。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成________。
（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：________。
（3）合金块的密度为ρ合金＝________g/cm3。
（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是________cm3。
【解析】（1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的，而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；则F浮随h的变化的关系图象，如下图所示：
由图象可知，当h≤6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。（3）由图甲可知，合金块的重力G＝4N，合金块的质量：m合金＝＝＝0.4kg，由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝3N，
则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由F浮＝ρ水gV排可得，合金块的体积：
V合金＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
则合金块的密度：ρ合金＝＝＝4×103kg/m3＝4g/cm3。
（4）①由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″＝3.2N，
则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力：F浮′＝G﹣F″＝4N﹣3.2N＝0.8N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρgV排可得：＝，则：ρ液＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。
②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F浮″＝G＝4N，
由F浮＝ρ水gV排可得，合金球的体积：
V球＝V排′＝＝＝5×10﹣4m3，
则空心部分的体积：V空＝V球﹣V＝5×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3＝4×10﹣4m3＝400cm3。
【答案】（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。
9．（2019?沈阳）小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。
（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为F浮，重力是G萝，那么F浮________G萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排________V萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：
①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0；
②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1；
③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至________为止；
④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
（4）水的密度用ρ水来表示，请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式ρ萝＝________。
【解析】（1）由题可知，小萝卜漂浮在水面上，可得娄受到的浮力F浮与重力是G萝相等，即F浮＝G萝；（2）由题可知，小萝卜放在酒中沉底了，可得：V排＝V萝；（3）由题可知，萝卜在酒中沉底，测出萝卜放入酒后液面上升的高度，即可根据V＝Sh计算萝卜的体积，容器为柱形，因此只需测出变化的高度即可，根据题意，在未放入萝卜时，应把白酒倒至与水面齐平的位置，即标记处；（4）设圆柱形苶杯的底面积为S，萝卜在酒中沉底，可知其排开酒的体积等于萝卜的体积，即V萝＝S（h2﹣h0），萝卜在水中漂浮，F浮＝G萝；其排开水的体积V排水＝S（h1﹣h0），可得：ρ水V排水g＝ρ萝V萝g，解得萝卜的密度：ρ萝＝＝＝。
【答案】（1）＝；（2）＝；（3）③标记处；（4）。
10．（2019?上海）为研究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关，小明设计了方案进行实验。小明用弹簧测力计将一圆柱体悬挂在空容器中，如图，此时测力计示数为F0．然后逐次向容器中注入液体A，并将圆柱体下表面到液面的距离h、相应的弹簧测力计示数F、F0与F的差值△F记录在表一中。为进一步探究，小明换用液体B重复实验，并将数据记录在表二中。（液体A、B密度分别为ρA、ρB，且ρA＞ρB）
表一：（液体A）
实验序号
h（厘米）
F（牛）
△F（牛）
1
3.0
8.5
1.5
2
6.0
7.0
3.0
3
9.0
5.5
4.5
4
12.0
5.0
5.0
表二：（液体B）
实验序号
h（厘米）
F（牛）
△F（牛）
5
3.0
8.8
1.2
6
6.0
7.6
2.4
7
9.0
6.4
3.6
8
12.0
6.0
4.0
①分析比较实验序号1、2与3（或5、6与7）数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在同一种液体中，________。
②分析比较实验序号1、与2与3（或5、6与7）的数据中△F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在同一种液体中，________。
③分析比较实验序号1、5（或2、6，或3、7）的数据中△F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体在________。
④实验中圆柱体的重力为________牛，高度为________厘米。
【解析】①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍，△F也为原来的几倍，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；③ρA＝1.0×103kg/m3＞ρB＝0.8×103kg/m3，根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；④F0＝G，根据称重法测浮力，△F＝F0﹣F，故本实验中，圆柱体的重力为：G＝△F+F＝1.5N+8.5N＝10.0N；
由②，比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；但序号4与8实验不符合这个规律；根据阿基米德原理，F浮＝ρ液gV排，在物体没有浸没时，F浮＝ρ液gSh，故受到的浮力与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比，浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关，说明4与8这两种情况下，圆柱体已浸没在液体中了，由阿基米德原理：1、4两次实验受到的浮力之比为：＝，h＝×3cm＝10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。
【答案】①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；③同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；④10.0；10.0。
类型四：运动和力的关系实验探究问题
1．（2019?乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。
（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的________滑下，这种研究问题的方法是________法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”）。
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越________（选填“远”或“近”），说明小车运动的速度改变得越________（选填“快”或“慢”）。
（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上________。说明运动的物体________力来维持（选填“需要”、“不需要”）。
（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律________
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的
【解析】（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这里采取得的研究方法是控制变量法。（2）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，行驶的越远。（3）进一步推理可知，若水平面绝对光滑，即小车不受摩擦力，则小车将做匀速直线运动，说明运动的物体不需要力来维持。（4）牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步推理概括出来的，不能用实验来验证，但是个正确的定律，故C正确。
【答案】（1）同一高度；控制变量；（2）远；慢；（3）匀速直线运动；不需要；（4）C。
2．（2019?菏泽）小明探究“物体运动与其所受阻力的关系”实验时。让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。小明发现小车在水平木板表面上滑行的距离量最长，这个现象说明：________；实验中让小车从同一高度滑下的目的是________。
【解析】（1）在所给3种接触面中，水平木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，小车运动的距离最远，这个现象说明：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；（2）每次均让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
【答案】小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
3．（2019?宜宾）关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下的运动如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小v（选填“相等”或“不相等”），本实验中的“阻力”是指小车受到的________；
（2）分析图运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越________（选填“快”或“慢”）；
（3）牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持________状态或________状态；
（4）牛顿第一定律________（选填“是”或“不是”）直接由实验得出的，其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
【解析】（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；本实验中的“阻力”是指小车受到的摩擦力；（2）根据图中运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明毛巾表面最粗糙，阻力最大，小车运动的距离就越近，这说明小车受到的阻力越大，速度减小得越快；
（3）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；（4）牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的。
【答案】（1）相等；摩擦力；（2）快；（3）静止；匀速直线运动；（4）不是。
4．（2018?眉山）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小________（填“相等”或“不相等”）。 （2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变________来实现的。 （3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越________（填“快”或“慢”）。 （4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做________。 （5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的________得出的正确结论。 （6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
【解析】（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；（2）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；（3）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；（4）假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动；（5）由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的；（6）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；这反映了力和运动的关系，表明了物体的运动不需要力来维持，而力是改变物体运动状态的根本原因。
【答案】（1）相等；（2）水平面的粗糙程度；（3）慢；（4）匀速直线运动；（5）推理；（6）不需要；运动状态。
5．（2019?桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的________越大，小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了，本实验要使用________法。
（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取________的方法完成了整个实验探究过程。
（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力________，速度减小得越________。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将________。
【解析】（1）小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，小车在斜面上的高度越高，重力势能越大，滑下时，转化成的动能越大，小车到达水平木板时的初速度越大，小车在水平木板上运动距离越远；实验中控制下车的质量不变，改变高度，用到了控制变量法；（2）小车到达水平面的速度与高度有关，小车直接冲出棉布末端说明速度过大，因此需要控制速度变小，减小斜面倾角即可；（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将做匀速直线运动。
【答案】（1）初速度；控制变量；（2）减小斜面倾斜角度；（3）越小；慢；做匀速直线运动。
五、机械能实验探究
1．（2019?长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
（1）上述3次实验中，第________次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越________，这个结论可用于解释汽车________（选填“超速”或“超载”）带来的危害。
【解析】（1）因为不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。三个小球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，所以第三次实验中小球动能最大。（2）上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。汽车超速是因为速度大造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大。
【答案】（1）3；（2）大；超载。
2．（2019?绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）小球滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
（2）分析比较________两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功________J。
（4）如果水平面光滑，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验。
【解析】（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大；（3）木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J；（4）如果水平面是光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
【答案】（1）重力势；（2）甲、乙；（3）0；（4）不能。
3．（2018?安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理： ①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越________。 ②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越________。 （2）实验现象： ①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越________，木块运动的距离越长。 ②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越________，木块运动的距离越长。
【解析】（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大；②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；（2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长；②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大，所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。
【答案】（1）大；大；（2）高；大。
4．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：
