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力学重点实验 专题突破
实验一：测量物质的密度(温州2012.31，台州2考)
1. 小明在课外探究活动中要测量5角硬币的密度，他选取了16枚相同的5角硬币，天平、砝码、量筒。
(1)小明先调节好天平，左盘放入16枚相同的5角硬币，右盘放入一些砝码后，指针指向分度盘右边，接下来他应该___________________________，最终天平平衡后，所用砝码与游码的位置如图所示，则16枚硬币的质量为________g；
(2)把16枚硬币放入盛水的量筒中，浸没后水面由30 cm3上涨到38 cm3；计算出硬币的密度为________g/cm3；
(3)小芳看到小明的试验后问道：“你为什么不用1枚硬币做呢，找16枚硬币多麻烦啊？”请问小芳的说法是否合理________，理由是_______________________________。
2. (2019哈尔滨)“创新”小组在某次实践活动中，采集了一块矿石(矿石不吸水)，测量它的密度。
(1)在测量之前，要观察量筒的___________________________________。
(2)测量过程的情景如图，正确且合理测量质量的操作顺序为________，测出矿石的密度为________g/cm3。
(3)永深同学继续如下操作：
①将矿石从量筒中取出，直接放在天平上测质量记为m测，并记下此时量筒中水面的刻度值V3。
②测量体积时，才发现矿石有变化了，将它处理复原后，浸没在量筒的水中，记下此时水面的刻度值V4。从而求出矿石的体积并算出密度。
这样的操作可能对实验结果产生影响，请你写出产生的影响及原因。________________________
3. (2019徐州)小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。
(1)测量前，应检查弹簧测力计指针是否指在________刻度线上。
(2)把适量的酱油装入塑料袋，排出空气后扎紧口，用弹簧测力计测出重力为3.6 N；然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中，如图所示，弹簧测力计示数为________N。
(3)水的密度为1×103 kg/m3，则可算出酱油的密度为________kg/m3。(g取10 N/kg)
(4)小华想用上述器材继续测量白酒的密度，但白酒的密度比水小。请帮她想出一个可行的办法并简要说明：__________________________________________________________。
实验二：阻力对物体运动的影响(温州2015.23，台州2015.9，绍兴2012.32)
4. (2018扬州)在探究阻力对物体运动的影响时：
(1)如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是______________________。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程________。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将________________。
(2)在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是_____________________________________。
5.（2019宁波模拟）物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关，已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。为探究空气阻力与横截面积的关系，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图是其中一段的示意图。
（1）在图示运动过程中，甲、乙、丙三个小球的速度之比是________。
（2）分析实验数据可知：在阻力相同时，小球的速度与半径的关系是________。
（3）实验结论是：在速度不变时，小球受到的空气阻力________。
实验三：探究摩擦力的大小与哪些因素有关(台州2017.28，绍兴2016.12C)
6. (2019河南改编)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，装置如图所示，铝块和木块的外形相同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。(忽略滑轮的摩擦)
(1)图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做____________运动 时，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1，则F1＝________N。
(2)比较甲、乙两次实验，可以得出：在____________相同时，________越大，滑动摩擦力越大。
(3)图乙实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，请你简要说明实验方案：____________________________________。
7. (2018盘锦)在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验中：
(1)此实验是根据__________原理测出摩擦力大小的。
(2)小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2 N，他认为这时摩擦力的大小为2 N，他操作中的错误是__________________。
(3)改正错误后，小明完成了探究过程，比较甲、丙两次实验可得出的结论是：__________________。
(4)小明把木块沿竖直方向截掉一部分后，继续图甲的操作，测得摩擦力减小，由此得出结论：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是____________________，改进方法是________________。(木块各表面粗糙程度不同)
8.（2019温州模拟）.在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小科还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用氢气充气机（氢气球可充气）、压力传感器、拉力传感器、白纸、金属盒等器材按图装置与他一起实验。
步骤一：将质量小的金属盒放在白纸上，读出此时压力传感器的示数为F，水平向左拉动白纸，记录拉力传感器的示数。
步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的金属盒，__________，水平向左拉动白纸，记录拉力传感器的示数。记录结果如表：
请回答下列问题：
实验次数 质量不同的金属盒 压力传感器示数（牛） 拉力传感器示数（牛）
1 5.0 2.10
2 小 5.0 2.11
3 大1中 5.0 2.11
（1）第1次实验中金属盒受到的摩擦力为________牛。
（2）将步骤二的实验操作补充完整________。
（3）通过实验得出的结论是________。
实验四：研究压强的大小与哪些因素有关(杭州2019.31)
9. (2019菏泽)小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形，如图所示。
(1)小明安装好实验仪器后，发现U形管两侧的液面不相平，如图A所示，实验前需要将U形管两侧液面调整相平，方法是_______________________________________。
(2)小明调整好仪器，将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向，如图B、C、D所示，其探究的问题是___________________________________________。
(3)根据C、E两个图中的现象可以看出：________________________。
10.（2019上虞三校模拟）.某小组同学通过实验探究液体内部的压强与哪些因素有关？他们的研究过程如下：
（1）他们分别在粗细不同、两端开口的玻璃管一端扎上橡皮薄膜，并在管内注入不同液体，观察到橡皮薄膜分别向下凸出，实验现象如图所示。根据图（a）和（b）可知，液体内部的压强与液体的________无关。根据图（c）和（d）可知，液体内部的压强与________有关。
（2）该小组同学继续实验，将玻璃管扎有橡皮薄膜的一端浸入盛有液体的烧杯中，然后改变管内外液体的种类和深度，使橡皮薄膜分别保持平整。他们将有关的实验数据和现象记录在下表中。
实验序号 管外液体 管内液体 橡皮薄膜
密度（×103kg/m3） 深度（cm） 密度（×103kg/m3） 深度（cm）
1 0.8 10 1.0 8 保持平整
2 1.2 8 0.8 12 保持平整
3 1.1 7 0.7 11 保持平整
通过综合分析比较这三次实验，可归纳得出的结论是________。
11..（2018西湖区模拟）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材（小桌、海棉、砝码、木板）设计了图（a）、（b）两个实验，通过观察图（a）、（b）后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论.此后小华把小桌挪放到一块木板上，发现小桌对木板的压力效果不够明显，如图（c）所示.通过对图（a）、（c）的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论。
请你根据已学过的压强知识分析：
（1）造成前后两个结论不一致的原因是________.
（2）设图（b）中小桌对海棉的压强是Pb ， 图（c）中小桌对木板的压强是Pc ， 则 Pb________Pc （填“小于”、“等于”或“大于”）。
12..（2019六盘山模拟）通过学习，同学们知道了液体压强的特点. 在此基础上，老师提出了这样的问题：有两只杯子，分别盛有清水和盐水，但没有标签，你能否用压强计将它们区别开？
（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图（a）所示的情景. 出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大于大气压,应调节的方法是 ：?? ????（选填“A”或“B”）。
A.?将此时右边支管中高出的液体倒出???????????????????????B.?取下软管重新安装
（2）小明再作图（b）所示的检查. 当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化. 出现这种情况的原因是:________.
（3）压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中，如图（c）和（d）所示. 他发现图（d）中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图（d）杯子中盛的是盐水，你认为小明的结论是________（填“可靠”或“不可靠”）的。
实验五：探究浮力大小的相关因素(台州2019.24，绍兴2019.20)
13.(2019常德)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明所在的学习小组用到的实验器材有：烧杯、水、细线、长方体金属块、弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处，如图A、B所示，他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图，但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处，发现弹簧测力计的示数相同，于是他得出结论：在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关，越深，浮力越大；但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
(1)图E为小明某次将金属块(重5 N)浸入到水中静止时的情形，则弹簧测力计的示数为______ N，此时金属块受的浮力为______ N；
(2)同组的小惠认为小明的结论不正确，她做了如下实验：将金属块沿较短的一边浸入水中，当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数，发现与A图的示数不同，则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同，因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗？________(选填“能”或“不能”)。
(3)请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确[提示：请仿照(2)中小惠的实验方案的表述方式表述]：________________________________________________________________________。
14. (2019绥化)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是________ N。
(2)分析图丙、丁可知．浮力大小跟物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(3)分析________两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是________ kg/m3。如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因_____________________________________。
(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施：___________________________________________________________。
15.（2019杭州.期中）小雨在“验证阿基米德原理”的实验操作步骤如图所示，实验过程如下。
A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的重力；
B．将水倒入溢水杯中；
C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计的示数；
D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
F．整理实验器材。
请根据小雨的实验过程回答下面问题：
（1）指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：________。
（2）在B步骤中对溢水杯中的水量有何要求？________。
（3）将橡皮从水面上方某一高度处缓缓下降，使其逐渐浸入水中直至完全浸没，整个过程中弹簧测力计的示数如何变化？________。
（4）若A、C、D三个图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,漏掉的实验操作中的弹簧测力计示数为F4,那么当满足________关系式时(用字母表达式表示)，阿基米德原理就得到了验证。
实验六：探究动能大小与哪些因素有关(台州2018.26、2014.32，绍兴2019.7B)
16. 如图所示为“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)实验时小明选用大小不同的实心钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与___________的关系。
(2)实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越________(选填“远”或“近”)，若水平面________，木块将做匀速直线运动。
(3)同班的小红同学，发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是_____________(选填“木块太重”或“木块太轻”)的原因造成的。为了验证猜测，小红又增加了弹簧测力计、砝码等器材，进行了“滑动摩擦力与__________(选填“压力大小”或“物体表面粗糙程度”)关系”的探究。
17. (2018包头改编)在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
实验次数 钢球质 量m/g 钢球下摆高 度h/cm 木块滑行 距离s/cm
1 20 30 35
2 40 30 65
3 60 30
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是________________。
(2)从上表数据可以看出，实验中控制了________相同，从而探究动能与________的关系。
(3)第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做________J的功(g取10 N/kg)；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用________同学的建议，并说明原因：_______________________________________________。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论：______________________________。
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答案解析部分
1. (1)取出最小砝码，通过移动游码来使天平平衡 59.6 (2)7.45 (3)不合理 直接用一枚硬币，其质量、体积都很小，测量时误差较大；找16枚硬币测量其质量、体积，再计算密度可以减小误差(答案合理即可)
2. (1)量程和分度值 (2) ④①③ 2.6 (3)所测矿石密度偏大，原因是：将矿石从量筒中取出，直接放在天平上测量，因为矿石上沾有水，所以测量出的矿石质量偏大，导致所测密度偏大
【解析】(1)在测量之前要观察量筒的量程和分度值；(2)正确且合理测量质量的操作顺序为：④①③；其中步骤②错误，在称量物体质量时，不能通过调节平衡螺母来调节天平平衡，而应通过加减砝码或移动游码使横梁平衡；由③可知矿石的质量为m＝50 g＋2 g＝52 g，由⑤可知，矿石的体积为V＝V2－V1＝60 cm3－40 cm3＝20 cm3，矿石的密度为ρ矿石＝＝＝2.6 g/cm3；(3)将矿石从量筒中取出，直接放在天平上测量，因为矿石上沾有水，所以测量出的矿石质量偏大，因测量体积前，将矿石复原，矿石的体积测量准确，由密度公式ρ＝可知测量的矿石密度偏大。
3. (1)零 (2)0.6 (3)1.2×103 (4)将适量的水装入塑料袋用弹簧测力计提着浸没在白酒中
【解析】(1)在使用弹簧测力计前，应检查测力计的指针是否指在零刻度线上；(2)将适量的酱油装入薄塑料袋测出重力为3.6 N，然后将其浸没在水中；如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2 N，则测力计的示数为0.6 N；(3)塑料袋受到的浮力为：F浮＝G－F拉＝3.6 N－0.6 N＝3.0 N，塑料袋浸没在水中，排开水的体积V排等于塑料袋内酱油的体积V，V＝V排＝＝＝3.0×10－4 m3，塑料袋内酱油的质量m＝＝＝0.36 kg，则酱油的密度为ρ＝＝＝1.2×103 kg/m3。
4. (1)使小车到达水平面时的速度相同 越远 做匀速直线运动 (2)同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小(答案合理即可)
5.（1）6﹕3﹕2 （或3﹕1.5﹕1）（2）成反比（或速度与半径的乘积不变）（3）与横截面积成正比
6. (1)匀速直线 1.6
(2)接触面粗糙程度 压力
(3)更换铝块与木块的位置，铝块在上木块在下，再进行实验
【解析】(1)竖直向上拉测力计，通过定滑轮使铝块沿水平方向做匀速直线运动时，铝块在水平方向上受力平衡，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数，图中测力计分度值为0.2 N，示数为F1＝1.6 N；(2)分析比较甲、乙两次实验可知，接触面粗糙程度相同时，乙图中压力大，测力计示数也大，因此滑动摩擦力也大。故可以得出滑动摩擦力大小与压力有关，即接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；(3)要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需控制除接触面的粗糙程度外其他条件相同，故可设计方案：更换铝块与木块位置，然后放在水平木板上，竖直向上拉测力计，使它们沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计示数F3，分析比较F3与F2的大小，即可得出结论。
7. (1)二力平衡 (2)变大 没有保持木块做匀速直线运动 (3)压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 (4)没有控制压力不变 将截掉的部分叠放在上面
8.（1）2.10
（2）用充气机往氢气球中充气，使压力传感器示数刚好为5.0N
（3）压力和粗糙程度相同时滑动摩擦力大小与物体重力无关
9. (1)拆除橡皮管，重新安装 (2)液体内部压强大小是否与方向有关 (3)同种液体内部的压强随液体深度的增大而增大 【解析】(1)实验前，U形管两侧的液面不相平，说明橡皮管内有一定的压强，所以应拆除橡皮管，重新安装；(2)观察对比图B、C、D可以发现，探头在液体的同一深度处，改变探头的方向，观察U形管两侧的液面高度是否相同，因此探究的问题是液体内部的压强是否与方向有关；(3)观察C、E两图可知，探头的深度越大，U形管两侧液面的高度差越大，由此可得：同种液体内部的压强随液体深度的增大而增大。
10. (1)2.6 2.4 (2)不能
(3)将金属块挂在测力计下，分别让金属块的较长和较短的一边浸入水中不同的深度，使其浸没的体积相同，记下测力计的示数F1和F2，若F1＝F2，则说明浮力的大小与浸入的深度无关
【解析】(1)从题图中可读出测力计的示数为2.6 N，F浮＝G－F＝5 N－2.6 N＝2.4 N；(2)当物体未浸没在液体中时，浸入液体中的深度越大，排开液体的重力就越大，所以，未浸没时，浸入的深度越大，所受浮力就越大。而小惠同学将较短的一边浸入水中到与图A相同的深度时，因排开液体的重力不同，故浮力也不同，故她的实验则不能证明其结论的正确性。
11.（1）质量；液体的深度（2）液体密度与深度的乘积相同时，液体内部的压强相同
12.（1）前后两次受力面的材料不同（2）等于
13.（1）B（2）压强计的气密性不好，有漏气现象（3）不可靠
14. (1)2 (2)无关 (3)丁、戊(丙、戊) 1.2×103 偏大，因为容器底对金属块有支持力，弹簧测力计示数减小，根据F浮＝G－F可知，金属块在盐水中受到的浮力测量值偏大，V排不变，由ρ盐水＝可知，测量出的盐水密度值偏大 (4)将盛有适量液体的烧杯放在铁架台上，把弹簧测力计固定在铁圈上，通过改变铁圈的高度来改变金属浸在液体中的体积(先将盛有适量液体的烧杯放在升降台上，然后把弹簧测力计固定在铁架台的铁圈上，并调节到适当高度，接着用升降台调节烧杯的高度来改变金属块浸在液体中的体积)
15.（1）测量空桶的重力（2）水面要达到溢水杯口（3）变小（4）F1?F2=F3?F4
16. (1)质量 (2)远 绝对光滑
(3)木块太重 压力大小
17. (1)让钢球从高处由静止摆下
(2)速度 质量
(3)0.06 甲 实验应控制单一变量，故不能改变木块的大小和钢球下摆的高度(答案合理即可)
(4)物体速度一定时，质量越大，动能越大
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