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【2023名師導航】中考物理一輪復習學案 實驗部分 力學實驗綜合 (考綱解讀+考點解析+真題訓練)

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【2023名師導航】中考物理一輪復習學案 實驗部分 力學實驗綜合 (考綱解讀+考點解析+真題訓練)

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【名師導航】中考物理一輪復習學案
實驗部分一 力學綜合實驗
考點分布 考查頻率 考點內容 命題趨勢
1. 測量物體運動的平均速度 ★★★ 1. 實驗原理. 2. 實驗主要器材 3.設計與進行實驗 4. 實驗操作 5. 實驗方法 6. 分析現象和數據,總結結論:實驗結論總結、交流與反思、實驗誤差分析 2023年物理實驗仍然是必考知識點。所占比例整張物理卷的30%左右。
2.固體、液體密度的測量 ★★★★
3. 探究滑動摩擦力與什么因素有關 ★★★★
4. 探究壓力的作用效果與哪些因素有關 ★★★★
5. 探究液體的壓強與哪些因素有關 ★★★
6.探究浮力的大小與哪些因素有關 ★★★★
7. 探究杠桿的平衡條件 ★★★★
8. 測量滑輪組的機械效率 ★★★
9. 探究動能的大小跟哪些因素有關 ★★★
實驗一: 測量物體運動的平均速度
1. 實驗原理.
2. 實驗主要器材(刻度尺、停表、金屬片、小車、長木板、木塊).
(1)刻度尺和停表(用刻度尺測量_小車通過的路程_;用停表測量通過這段路程的時間)
(2)金屬片(確定_終點_的位置,使時間測量更精準)
(3)長木板、木塊(組成較小坡度的斜面,便于測量時間)
3. 實驗操作:每次讓小車從斜面的_同一位置_由靜止開始滑下,測量并記錄下滑的時間和長度.
4. 小車運動距離的測量(要“頭對頭”、“尾對尾”測量)。
5. 比較不同階段平均速度的大小:v后半程 _>_v全程 _>_v前半程,在此過程中小車做__加速_(選填“加速”“減速”或“勻速”)直線運動。
6. 實驗誤差分析:
(1)小車過了終點才停止計時或未開始運動提前計時(所測時間偏大,使速度測量值偏_小_)
(2)小車未到達終點停止計時或運動后才開始計時(所測時間偏小,使速度測量值偏_大_)
1. 小明在測量平均速度實驗中,小木塊從裝有刻度尺(分度值為1 mm)的斜面A點靜止下滑并用停表開始計時,每隔0.2 s記錄一次小木塊到達的位置,所做的一次實驗如圖甲所示.
(1)小明將實驗的數據記錄在表格中,A點、B點刻度放大后如圖甲右上所示,則表格中sAB=________cm. vAB=________cm/s;
(2)由表格數據得出,小木塊下滑過程中在做______(選填“勻速”或“變速”)運動;
(3)為了方便計時,應該使斜面的坡度______(選填“較大”或“較小”).
(4)若小木塊還沒放開之前就已開始計時,則測得的平均速度跟真實值相比偏____.
(5)小明想測量小木塊在整個運動過程中DE段的平均速度,他應該將小木塊從____(選填“A”或“D”)處靜止釋放,記錄時間后進行計算.
(6)另一探究小組利用位置傳感器測出不同時刻另一小車與傳感器的距離,計算機就可以算出小車在不同位置的速度.屏幕上顯示的圖像如圖乙所示,通過圖像可以看出小車在斜面上滑下時,它的速度變化的特點是____________________;小車到達坡底時的速度是______m/s.
參考答案:1.(1)4.00;20.00;(2)變速;(3)較小;(4)小;(5)A;(6)速度隨時間均勻增加;0.8。
實驗二:測量固體的密度
【設計與進行實驗】
1. 實驗原理(________)
2. 實驗步驟(如圖1)
第1步:先用調好的天平測量出物體的質量m
第2步:在量筒中裝入適量的水,讀取示數V1(適量水:物體放入量筒后能被_浸沒__,并且物體和水的總體積不超過量筒的_量程__)
第3步:用細線系住物體,將其浸沒在水中(密度小于水密度的固體可采用針壓法),讀取示數V2。
3. 誤差分析
(1)天平引起的錯誤
①調節天平時,游碼沒有歸零,如圖2(m讀數__>_m物);
②測量時,物碼顛倒且使用了游碼,如圖3(m讀數__>__m物);
③砝碼磨損或缺角(m讀數_>__m物);
④砝碼生銹或沾東西(m讀數__<__m物);
⑤測量過程中,向右調節平衡螺母使天平平衡,如圖4(m讀數__<_m物);
(2)量筒引起的偏差(仰視時,V讀數<V物;俯視時,V讀數>V物);
(3)實驗操作引起的偏差
4. 測特殊物體的體積
(1)漂浮在水面的固體:①針壓法(如圖5),物體體積:V=V3-V1
②助沉法(如圖6),物體體積:V=V3-V2
(2)顆粒狀、易溶于水、吸水性物質:采用排沙法測量其體積,物體體積:V=V沙+物-V沙
2. 小明為測量小石塊的密度,進行了如下實驗:
(1)將天平放在水平工作臺上,游碼移至標尺左端“0”刻度線處,此時指針位置如圖甲所示,為使天平平衡,應將平衡螺母向____調節;小明接著用天平測出小石塊的質量,測量結果如圖乙所示,則小石塊質量為______g.
(2)圖丁是小偉在調節天平時的情景,請你指出他在操作上的錯誤之處________________________.
(3)如圖戊所示的錯誤操作是_______________________.
(4)用量筒和水測得小石塊的體積,如圖丙,則小石塊的密度ρ=_____g/cm3.
參考答案:2.(1)左;72.6;(2)調平前沒有將游碼移至標尺左端的零刻度線處;(3)直接用手拿砝碼;(4) 2.42。
實驗三:測量液體的密度
實驗步驟(如圖1)
第1步:在燒杯中裝入適量的待測液體,用調好的天平測量出燒杯和液體質量m1
第2步:把燒杯中的部分液體倒入量筒,讀取示數V
第3步:用天平測得__燒杯中剩余液體和燒杯__的總質量m2
2. 實驗操作引起的誤差分析
3.實驗小組利用天平、量筒和燒杯等器材測量牛奶的密度。
(1)天平調平衡后,將適量的牛奶倒入燒杯中,并用天平測量燒杯和牛奶的總質量,通過加減砝碼的一番操作,當小明將砝碼盒中最小的砝碼放入右盤后,橫梁指針如圖甲所示,接下來他應該 (選填序號);
A.向左調節平衡螺母 B.移動游碼 C.取下最小的砝碼后移動游碼
(2)測出燒杯和牛奶的總質量為116g后,將燒杯中的一部分牛奶倒入量筒,液面位置如圖乙所示,則量筒中牛奶的體積為 cm3;
(3)測量燒杯和剩余牛奶的總質量,天平橫梁平衡時如圖丙所示,則燒杯和剩余牛奶的總質量為 g;
(4)小明測量的牛奶密度為 kg/m3;
(5)在向量筒倒入牛奶時,如果不慎有牛奶濺出,則測出的牛奶密度會 (選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
參考答案:3. (1)C;(2)40;(3)72;(4)1.1×103;(5)偏大。
實驗四:特殊方法測密度
注:水的密度為ρ水,均用已知量和測量量表示
類型1 缺量筒
方法一:溢水法
第一步:用天平測出固體的質量m0;
第二步:用天平測出空燒杯的質量m1;
第三步:用細線使待測物體___浸沒在盛有水的溢水杯中___,用燒杯接溢出的水;
第四步:用天平測出燒杯和溢出水的總質量m2;
固體的體積為V=__,固體密度ρ=_______.
方法二:阿基米德原理法
第一步:用天平測出固體的質量m0;
第二步:把_盛有水的燒杯_放在天平上測量,此時天平示數為m1;
第三步:用細線使待測物體浸沒在水中,此時天平的示數為m2,
固體的體積為V=V排=___,固體密度ρ=___.
類型2 缺天平
方法一:阿基米德原理法
第一步:在量筒內裝適量的水,測得體積為V1;
第二步:將一密度較小的固體放入水中,測得體積為V2;
第三步:在量筒內裝入適量的液體,測得體積為V3;
第四步:將固體放入該液體中,測得體積為V4;
固體在水中和待測液體中_漂浮_,所以ρ液g(V4-V3)=ρ水g(V2-V1),故
ρ液=__________.
類型3 缺量筒、缺天平
方法:三提法
第一步:用細線系住金屬塊,用調整好的彈簧測力計測得金屬塊的重力G0;
第二步:在燒杯中裝入足夠多的水,用彈簧測力計懸掛著金屬塊浸沒在水中,不觸及燒杯側壁和底部,此時示數為F1;
第三步:在燒杯中裝入足夠多的待測液體,用彈簧測力計懸掛著金屬塊浸沒在待測液體中,不觸及燒杯側壁和底部,此時示數為F2;
金屬塊在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=__G0-F1_,金屬塊在待測液體中受到的浮力F浮′=ρ液gV排=_G0-F2_,
由此可得待測液體密度ρ液=___。
實驗五:探究滑動摩擦力與什么因素有關
命題點:
【猜想與假設】
1.滑動摩擦力大小可能與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關
【設計與進行實驗】
2. 實驗裝置圖
▲3. 實驗原理:_二力平衡__
▲4. 測量滑動摩擦力的操作(用彈簧測力計沿_水平_方向拉動物塊,使其做__勻速直線_運動,此時彈簧測力計示數__等于__物塊所受摩擦力的大小)。
▲5. 控制變量法的應用
(1)探究滑動摩擦力大小與壓力大小的關系(控制接觸面的___粗糙程度___不變,改變__物塊對接觸面的壓力大小____,比較彈簧測力計的示數大小,如圖甲、乙)。
(2)探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系(控制___物塊對接觸面的壓力___不變,改變___接觸面的粗糙程度_____,比較彈簧測力計的示數大小,如圖乙、丙)。
(3)探究滑動摩擦力與接觸面面積的關系(控制__物塊對接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度__不變,改變__物塊的放置方式_,比較彈簧測力計的示數大小,如圖甲、丁)
【分析現象和數據,總結結論】
▲6. 實驗結論:(1)滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力有關;(2)在其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力__越大__;(3)在其他條件相同時,壓力__越大_,滑動摩擦力越大.
【交流與反思】
▲7. 實驗中彈簧測力計的示數不穩定的原因(a. 沒有勻速拉動;b. 接觸面的粗糙程度__不均勻__)。
4.在做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,同學們猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有:①接觸面所受的壓力;②接觸面的粗糙程度.根據猜想,同學們利用一個彈簧測力計、一個木塊、一個砝碼、兩個材料相同但表面粗糙程度不同的長木板設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗:
請你寫出一個支持猜想②的生活實例:____________________.
(2)用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做__________運動,彈簧測力計示數如圖甲所示,木塊受到的摩擦力大小為_____N.
(3)通過比較______兩圖,可驗證猜想①;通過比較______兩圖,可驗證猜想②. 進一步歸納得出結論:接觸面所受的壓力越_____(選填“大”或“小”),接觸面越______(選填“光滑”或“粗糙”),滑動摩擦力越大.
(4)有同學提出滑動摩擦力的大小還可能與接觸面積有關,于是設計了以下兩種實驗方案:
A. 將木塊豎直切去一半,如圖丁,重復(2)的操作過程,比較圖甲和圖丁
B. 將木塊側放,如圖戊,重復(2)的操作過程,比較圖甲和圖戊
你認為合理的實驗方案是____(選填“A”或“B”),你判斷的依據是_______
____________________________________________________.
參考答案:4.(1)瓶蓋側表面刻有豎紋;(2)勻速直線;1.8;(3)甲乙;甲丙;粗糙;(4)B;B方案控制了壓力和接觸面粗糙程度不變,改變了接觸面的面積。
實驗六:探究阻力對物體運動的影響
【設計與進行實驗】
1. 實驗裝置圖
2. 實驗主要器材及作用
(1)粗糙程度不同的水平面(改變滑塊受到的__阻力_)
(2)刻度尺(測量滑塊在___水平面上___運動的距離)
3. 讓同一滑塊從斜面同一高度由靜止滑下的目的(使滑塊到達水平面時的___速度___相同)
▲4. 實驗方法
(1)轉換法(通過比較____滑塊在水平面上移動的距離___來比較阻力對滑塊運動的影響)
(2)科學推理法(牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上推理出來的)
【分析現象和數據,總結結論】
▲5. 實驗結論:在其他條件相同時,水平面越光滑,滑塊受到的阻力越__小__,滑塊前進的距離就越__遠__.
【交流與反思】
▲6. 滑塊到達斜面底端繼續運動的原因(滑塊具有__慣性___)
▲7. 滑塊最終在水平面停下來的原因[受到阻力(摩擦力)的作用]
5.在探究“阻力對物體運動的影響”時,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車。
(1)實驗時要固定斜面,并將小車從斜面上 (同一/不同)位置由靜止釋放;
(2)從實驗現象可推理,若水平面絕對光滑,則運動的小車將在水平面上 ;
(3)如圖,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,是否需要重做本實驗以獲取可靠的證據?答: (需要/不需要);
(4)在本實驗中,“小車在水平面上運動的距離”反映的是 。
A.小車在水平面上所受阻力大小
B.阻力對小車運動的影響情況
C.A、B選項均正確
參考答案:5. (1)同一;(2)做勻速直線運動;(3)不需要;(4)B。
實驗七:探究壓力的作用效果與哪些因素有關
【猜想與假設】
1. 壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積有關
【設計與進行實驗】
2.實驗裝置圖
▲3. 實驗方法
(1)轉換法的應用(通過海綿____被壓下的深淺___來反映壓力的作用效果)
(2)控制變量法的應用:①探究壓力的作用效果與壓力大小的關系(控制___受力面積__不變,改變壓力大小,比較海綿被壓下的深淺)(如圖1、2);②探究壓力的作用效果與受力面積的關系(控制__壓力大小__不變,改變受力面積,比較海綿被壓下的深淺)(如圖1、3)
【分析現象和數據,總結結論】
▲4. 實驗結論:當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越_明顯__;當壓力相同時,受力面積越__小__,壓力的作用效果越明顯.
6.在探究影響壓力作用效果的因素的實驗中,甲圖中小桌放在海綿上,乙圖中在桌面上放一個砝碼,丙圖中桌面朝下,并在其上放一個同樣的砝碼.
(1)在三次實驗中,均用海綿被壓下的深淺,來顯示小桌對________的壓力作用效果.
(2)比較___________兩圖可以初步得出實驗結論: 壓力大小相同時,受力面積越大,壓力作用效果越不明顯.若想通過比較甲、丙兩圖也得出相同的實驗結論,可以采取的措施是__________________.下列事例中,直接應用該結論的是______(填序號).
①有些課桌的邊緣設計成圓弧形狀
②水壺的壺嘴和壺身設計成相同的高度
③交通管理部門規定,貨車每一車軸的平均承載質量不得超過10 t
參考答案:6. (1)海綿;(2)乙、丙;取下丙圖中的砝碼;(3)①。
實驗八:探究液體的壓強與哪些因素有關
【猜想與假設】
1. 液體內部的壓強可能與方向、深度及液體的密度有關
【設計與進行實驗】
實驗裝置圖(如圖1)
3. 實驗注意事項
(1)實驗前U形管液面要調平(若不相平,應___拆除橡皮管重新安裝____,使U形管兩側液面相平)
(2)實驗前檢查裝置的氣密性(用手按壓金屬盒上的橡皮膜,觀察U形管中兩側液柱是否靈活變化,若__靈活變化__,則說明氣密性良好)
▲4. 實驗方法
(1)轉換法的應用(根據U形管兩側__液面的高度差__來反映液體內部壓強的大小)
(2)控制變量法的應用
①探究液體內部壓強與方向的關系(控制金屬盒在同種液體的__深度相同__,改變金屬盒的朝向,比較U形管兩側液面的高度差)
②探究液體內部壓強與深度的關系(控制金屬盒在同種液體中,金屬盒方向不變,改變金屬盒在液體中的_深度_,觀察U形管兩側液面的高度差)
③探究液體內部壓強與液體密度的關系(控制金屬盒在液體的同一深度,金屬盒方向不變,改變__液體種類__,觀察U形管兩側液面的高度差)。
5. 多次實驗操作及目的
操作:改變金屬盒在液體中的深度、改變液體的密度、改變金屬盒的方向多次測量
目的:為了使結論具有_普遍性__。
【分析現象和數據,總結結論】
▲6. 實驗結論:(1)液體內部向各個方向都有壓強;(2)同種液體在同一深度的各處、向各個方向的壓強大小__相等__,隨液體深度的增加,壓強隨之___變大__;(3)不同的液體,產生的壓強大小與液體的密度有關,在同一深度,密度越__大__,液體的壓強越大
【交流與反思】
7. 實驗中的U形管___不是___(選填“是”或“不是”)連通器
7.如圖在“研究液體內部的壓強”的探究活動中(U形管所裝液體是水):
(1)甲圖中的壓強計是通過觀察U形管中液面高度差的大小來反映____________的大小.
(2)小明在探究過程中,發現U形管中的液面高度差不變,說明________________.
(3)儀器調試好后進行實驗,得到乙、丙、丁圖的結果,由圖可知,在同一深度,液體內部向各個方向的壓強 ;
(4)比較丁圖和戊圖,說明同一深度,液體壓強還與 有關;
(5)在戊圖中,U形管左右兩側液面高度差h=5cm,則壓強計所測之處的液體壓強是 Pa。
參考答案:7. (1)液體壓強;(2)裝置氣密性不好;(3)相等;(4)液體密度;(5)500。
實驗八:探究浮力的大小與哪些因素有關
【猜想與假設】
1. 浮力大小可能與物體浸在液體中的體積、液體的密度有關
【設計與進行實驗】
2.實驗裝置圖(如圖1)
▲3. 實驗原理:稱重法(F浮=__ G物-F示___)
4. 實驗注意事項
(1)實驗前沿豎直方向對彈簧測力計__調零__
(2)實驗時燒杯中液體“適量”的標準(能使物體___完全浸沒在液體中___,且不接觸到容器底部,也沒有液體溢出燒杯)
▲5. 控制變量法的應用
(1)探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度的關系(控制物體浸沒在同一液體中,改變它_浸沒在液體中的深度_,觀察每次彈簧測力計的示數,如圖2ADE)
(2)探究浮力大小跟物體浸在液體中體積的關系(控制物體浸在同一液體中,改變__物體浸在液體中的體積__,觀察每次彈簧測力計的示數,如圖2ABC)
(3)探究浮力大小跟液體密度的關系(控制物體__浸在液體中的體積相同__,改變__液體的密度_,觀察每次彈簧測力計的示數,如圖2AEF)
6. 多次實驗的操作和目的
操作:換用_不同物體__或不同液體進行多次實驗
目的:__使實驗結論更具有普遍性_
【分析現象和數據,總結結論】
▲7. 實驗結論:(1)物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積、跟液體的密度有關;(2)液體密度一定時,物體浸在液體中的體積越___大__,物體所受的浮力越大;(3)物體浸在液體中的體積一定時,液體的密度越__大__,物體所受的浮力越大
▲8. F示-h圖像分析:圖3中AB段:物體浸入液體的深度h增加,V排增大,物體受到的浮力F浮_增大_, 彈簧測力計的示數F示__減小_;圖3中BC段:物體完全浸沒后,V排不變,物體受到的浮力F浮___不變__,彈簧測力計的示數F示__不變__。
【交流與反思】
▲9. 實驗誤差分析(實驗時若先測量物體在液體中的彈簧測力計示數,再測量物體的重力,會導致浮力的測量結果偏__大__)
實驗九:探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系
【設計與進行實驗】
1.實驗裝置圖
2. 溢水杯中裝的液體__要與溢水口相平_,保證物體排開的液體全部流入小桶(若溢水杯中液體未達到溢水口,排開液體的重力偏__小__,不能得出正確結論)
▲3. 物體所受浮力和排開液體所受重力的計算
(1)物體受到的浮力(F浮=__G1-F__)
(2)排開液體受到的重力(G排=_G-G2_)
【分析現象和數據,總結結論】
▲4. 實驗結論:浸在液體中的物體所受浮力的大小等于排開液體所受_重力_的大小
5. 多次測量的具體操作及目的
操作:物體由浸沒改為部分浸入或___換用不同液體__進行實驗
目的:使結論___具有普遍性___
【交流與反思】
6. 實驗誤差分析
(1)先測物體浸在液體中的拉力,再測物體重力(物體上沾有液體,所測重力偏大、浮力偏__大__)
(2)先測桶和排開液體的總重力,再測桶的重力(小桶上沾有液體,所測桶重偏大、排開液體重力偏___小_)
7. 浮力的相關計算(根據F浮=G排=ρ液gV排計算液體密度、排開液體體積等)
8.在“探究影響浮力大小的因素”實驗中,同學們根據生活經驗,提出了浮力大小可能與下列因素有關的猜想:
①與物體浸入液體中的深度有關;②與物體排開液體的體積有關;③與液體的密度有關。
(1)請你寫出能夠支持猜想③的一個生活現象: 。
(2)進行探究時,實驗步驟和彈簧測力計的示數如圖所示。其中序號b中物體P所受浮力大小為 N。
(3)分析a、c、d三次實驗,可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度 (選填“有關”或“無關”);分析 三次實驗,可知浮力大小與物體排開液體的體積有關;分析a、d、e三次實驗,可知在物體排開液體的體積一定時,液體密度越大,物體受到的浮力 (選填“越大”或“越小”)。
(4)本實驗不僅可以探究影響浮力大小的因素,從實驗數據還可求出物體P的密度為 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
參考答案:8. (1)鹽水選種.濃鹽水與普通水,把同樣的種子放在兩杯水中,好種沉底,壞種浮起,浮力大小與液體的密度有關;(2)1.4;(3)無關;a、b、c(或a、b、d);越大;(4)2.4×103。
實驗十:探究杠桿的平衡條件
【設計與進行實驗】
實驗裝置圖(如圖1)
▲2. 實驗注意事項
(1)調節平衡螺母的原則:左高__左__調,
(2)調節杠桿在水平位置平衡(目的:便于測量__力臂__)
(3)支點處于杠桿重心處(避免__杠桿自重__對實驗結果產生影響)
(4)實驗過程中__不能_(選填“能”或“不能”)再調節平衡螺母,要通過調節__鉤碼位置__(或鉤碼的數量)使杠桿水平平衡
▲3. 多次實驗的操作和目的:操作:多次改變__力及力臂的大小__進行實驗;目的:____使得出的結論更具有普遍性___。
【分析現象和數據,總結結論】
▲4. 實驗結論:杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2,
【交流與反思】
5. 將一端鉤碼換成彈簧測力計的相關分析(如圖2)
(1)好處:能直接讀出拉力的大小,實驗操作更方便
(2)始終保持杠桿水平平衡,當彈簧測力計由豎直拉杠桿改為傾斜拉杠桿時示數變化(彈簧測力計拉力的力臂__變小_,示數_變大__)
6. 實驗方案及結論的評估(從是否便于測量力臂、是否便于進行多次測量、數據是否具有特殊性等角度評估)
9.在探究“杠桿的平衡條件”實驗時。
(1)實驗前,將杠桿置于支架上,當杠桿靜止時,發現左端下沉,如圖1所示,此時,應把杠桿的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調節,直至杠桿在 (選填“任意”或“水平”)位置平衡;
(2)調節平衡后,在杠桿上A點處掛兩個鉤碼,如圖2所示,則在B點處應掛 個鉤碼,才能使杠桿在原位置平衡。在A、B兩點各增加1個的鉤碼,則杠桿 (選填“能”或“不能”)保持平衡;
(3)為了使實驗結論具有 (選填“普遍性”或“偶然性”),應改變鉤碼個數及懸掛位置,多次進行實驗;
(4)實驗時,不再調節平衡螺母,使杠桿的重心位置保持在O點不變,將支點換到O′點,如圖3所示,發現A點處只掛1個鉤碼,杠桿仍然保持平衡。若每個鉤碼重為0.5N,則杠桿重力為 N。由此可知,將杠桿支點位置設在 (選填“O”或“O'”)點進行實驗,能避免杠桿自身重力影響實驗結論“動力×動力臂=阻力×阻力臂”的得出。
參考答案:9. (1)右;水平;(2)3;不能;(3)普遍性;(4)0.25;O。
實驗十一:測量滑輪組的機械效率
【設計與進行實驗】
1.實驗裝置圖
2. 實驗原理(η=___×100%)
3. 實驗注意事項
(1)實驗時應沿__豎直方向__勻速拉動彈簧測力計
(2)實驗時要記錄鉤碼和繩子自由端的起始位置
4. 控制變量法的應用(探究滑輪組機械效率的影響因素)
(1)探究滑輪組的機械效率與物重的關系(控制同一滑輪組提升重物的高度相同,改變所吊鉤碼的_重力_,測滑輪組的機械效率)
(2)探究滑輪組的機械效率與動滑輪重力的關系(控制__同一滑輪組所吊鉤碼的重力_____相同,改變動滑輪的重力,測滑輪組的機械效率)
(3)探究滑輪組的機械效率與所提物體高度的關系(用同一滑輪組提升相同的物體,改變提升的__高度__,測滑輪組的機械效率)
【分析現象和數據,總結結論】
▲5. 實驗結論:
(1)提升同一重物時,滑輪組中動滑輪越重,機械效率_越小_;
(2)使用同一滑輪組提升重物時,重物越重,機械效率_越大_;
(3)同一滑輪組機械效率的大小與繞線方式和重物提升高度_無關_。
【交流與反思】
6. 實驗評估:實驗時,不能在彈簧測力計靜止時讀數的原因(___沒有考慮摩擦力對拉力的影響__)。
10.涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊,是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設備。如何提高滑輪組機械效率,節約電能呢?為此同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究,用到的裝置如圖,實驗數據記錄如下表所示:
(1)實驗中應沿豎直方向 拉動彈簧測力計。
(2)分析表中數據可知:第4次實驗是用 圖所示裝置來完成的。
(3)通過比較1、2兩次實驗數據可得出:使用同一滑輪組提升相同重物,滑輪組的機械效率與重物上升高度無關。
(4)通過比較 兩次實驗數據可得出:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越高(填實驗次數的序號)。
(5)通過比較3、4兩次實驗數據可得出:不同滑輪組提升相同重物,動滑輪越重機械效率越小。
(6)為提高滑輪組機械效率節約電能,根據以上結論和生活經驗,你建議可采取的措施有(多選) 。
A.減輕動滑輪重 B.增加所提物體重
C.機械加潤滑油 D.增加重物上升高度
參考答案:10. (1)勻速;(2)丙;(4)1、3;(6)ABC。
實驗十二:探究動能的大小跟哪些因素有關
【猜想與假設】
1. 物體的動能可能與物體的質量、速度有關
【設計與進行實驗】
實驗裝置圖(如圖1)
3. 實驗操作
(1)使鋼球獲得動能的操作方法(將鋼球由某一高度由_靜止_釋放,重力勢能轉化為動能)
(2)讓鋼球從同一高度由_靜止___釋放(控制鋼球到達水平面時的__速度_相同)
(3)讓鋼球從不同高度由__靜止__釋放(改變鋼球到達水平面時的__速度__)
4. 實驗方法
(1)轉換法的應用(通過木塊被撞擊后___移動的距離__反映鋼球動能的大小)
(2)控制變量法
①探究動能大小與速度的關系(控制鋼球的_質量__相同,改變鋼球的速度,比較木塊移動的距離)
②探究動能大小與質量的關系(控制鋼球的__速度___相同,改變鋼球的質量,比較木塊移動的距離)
【分析現象和數據,總結結論】
▲5. 實驗結論:
(1)質量相同時,速度越大的物體具有的動能越__大___;
(2)速度相同時,質量越大的物體具有的動能越__大___;
【交流與反思】
6. 木塊在水平面上最終會停下來(受到__阻力__的作用)
7. 鋼球運動到水平面上不能立即停下的原因(鋼球具有___慣性__)
8. 能量轉化(鋼球加速下滑時主要將___重力勢__能轉化為動能,木塊被撞后運動過程中將機械能轉化為__內__能)
9. 木塊被撞后滑出木板的改進措施(換質量更大的木塊、換質量較小的鋼球、換較長的木板、增大水平面的粗糙程度、減小鋼球釋放的高度)
10. 不用木塊,可在水平面上鋪一條毛巾,用鋼球在毛巾表面滾動的距離來反映動能的大小。
11.興趣小組的同學認為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關,于是他們進行了如下探究:
【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關?
【猜想假設】由“十次車禍九次快”可猜想:汽車的動能可能跟 有關;由“安全駕駛莫超載”可猜想:汽車的動能可能跟 有關。
【進行實驗】他們做了如圖所示的三次實驗:用金屬球模擬汽車,讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下,碰到水平面上的物塊,將物塊撞出一段距離。物塊被撞擊得越遠,說明金屬球到達水平面時的動能就越 。
【分析論證】分析甲、丙兩圖的實驗現象,可以初步得到的結論是: 。
【實踐應用】用甲、乙兩圖的實驗現象所得到的結論,可以解釋汽車 (選填“超載”或“超速”)行駛時危險性大的原因。
參考答案:11. 【猜想假設】速度;質量;【進行實驗】大;【分析論證】質量一定時,物體的速度越大,動能越大;超載。
1.(2022 百色)如圖所示是“測量小車的平均速度”的實驗裝置。實驗時讓小車從斜面的A點由靜止滑下,分別測出小車到達B點和C點的時間,即可求出不同路段的平均速度。
(1)實驗原理是    。
(2)實驗時,為了使小車在斜面上運動的時間長些,便于測量時間,應    (選填“增大”或“減小”)斜面的傾斜角度。
(3)小車從A點運動到B點所用時間tAB=   s;從A點到C點的路程sAC=   cm;小車在AC段的平均速度vAC=   m/s。
2.(2022 晉中)六一兒童節前夕,小明妹妹所在的幼兒園將要舉辦“親子滑草”比賽,比賽須知如圖甲所示。如何贏得比賽呢?小明邀請學習小組的同學們一起進行專題項目研究,并制定參賽方案。
(1)通過對“比賽須知”的分析可知,要取得勝利,關鍵是從草坡上滑到坡底所用時間要短。同學們提出兩個觀點:
①體重越大,用時越短;    ②斜坡越陡,用時越短。
針對以上兩個觀點,大家討論:需用木塊和木板搭建斜面,如圖乙所示;除用大塊橡皮泥改變物重;下滑的物體是選“小車”還是“木塊”呢?請你選擇并說明理由。    。
(2)實驗中,除用停表測時間外,同學們還可以借鑒“測量物體運動的平均速度”實驗中的器材    ,便于更準確測量物體滑到斜面底端所用時間。
(3)請你從上述兩個觀點中任選一個,幫助他們設計實驗步驟,并陳述你對參賽方案的建議。
答案一:選擇“斜坡越陡,用時越短”的觀點設計實驗。
實驗步驟:   。
答案二:選擇“體重越大,用時越短”的觀點設計實驗。
實驗步驟:   。
3.(2022 遼寧)學習了“測量物質的密度”之后,物理興趣小組的同學們,嘗試用不同的方法測量鹽水的密度。
(1)小浩的操作過程如下:
①測量前,調節天平的順序是    (填字母)。
A.調節天平的平衡螺母,使天平平衡
B.把游碼放在標尺的零刻度線處
C.把天平放在水平桌面上
②測量鹽的質量,如圖甲所示,鹽的質量為    g。
③用量筒取60mL水,全部倒入燒杯中,再將鹽倒入燒杯,攪拌至其完全溶解。再將鹽水倒入量筒中,如圖乙所示。
④鹽水的密度ρ鹽水=   kg/m3。
(2)小然的方法如圖丙所示:
①用天平測量燒杯和鹽水的總質量m1。
②將鹽水倒入量筒中一部分,讀出量筒中鹽水的體積V。
③測量燒杯和剩余鹽水的總質量m2。
④鹽水密度的表達式ρ鹽水=   (用字母m1、m2、V表示)。
分析以上兩種方法,   (填“小浩”或“小然”)的方法測量誤差更小。
(3)小玉使用密度已知的鐵塊(ρ鐵)進行如下操作:
①用天平測量鐵塊的質量m1。
②把鐵塊放在杯中,向杯中加滿鹽水,將鐵塊取出(忽略鐵塊帶出的鹽水),測量燒杯和鹽水的質量m2。
③   ,測量其總質量m3。
④鹽水密度的表達式ρ鹽水=   (用字母m1、m2、m3、ρ鐵表示)。
4.(2022 貴港)某興趣小組計劃測量一塊形狀不規則的小石塊密度,備用器材有天平、量筒、水和細線等。
(1)在調節天平時,發現指針偏向如圖甲所示,為使天平橫梁平衡,應將平衡螺母向    端調節。
(2)用調節好的天平測小石塊的質量時,小組成員小華估計小石塊的質量約為55g,他用鑷子依次將50g砝碼和最小的5g砝碼放在天平的右盤,發現天平的指針靜止時仍如圖甲所示,則他接下來應該進行的操作是    。
(3)當右盤中所加砝碼和游碼位置如圖乙所示時,天平橫梁平衡,則小石塊的質量為    g。
(4)在量筒內先倒入適量的水,如圖丙所示;然后將用細線系好的小石塊放入量筒中,如圖丁所示。測得小石塊的體積為    cm3,小石塊的密度為    kg/m3。
(5)將小石塊放入量筒中時,若有幾滴水濺到量筒壁上,則小石塊密度的測量值比真實值會    (選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
5.(2022 長春)小明在伊通河畔拾到一塊漂亮的小石塊。他想通過測量密度鑒別小石塊的材質。
物質名稱 密度g/cm3
灰鑄鐵 7.2
金剛石 3.5
花崗巖 2.6﹣2.8
混凝土 2.2
磚 1.4﹣2.2
(1)用調好的天平測量小石塊的質量時,操作如圖甲所示,出現的錯誤是    。
(2)天平再次平衡時,盤中砝碼的質量及游碼的位置如圖乙所示,小石塊的質量為    g。
(3)用量筒測出小石塊的體積為20cm3,計算出小石塊的密度,與上表中的密度值對比后,初步判斷小石塊可能是    。
6.(2022 長沙)篆刻愛好者小慶收藏了一枚印章,為了鑒別印章所用石料,他用實驗室的器材測量了印章的密度。
(1)圖甲是他在實驗室用天平測量印章質量時的場景,請指出他操作的不當之處:   。
(2)改為正確操作后,天平平衡時,放在右盤中的砝碼和游碼在標尺上的位置如圖乙所示,這枚印章的質量是    g。
(3)小慶把印章放入裝有30mL水的量筒中,液面達到的位置如圖丙所示。由此可以求出這枚印章的密度為    g/cm3。
7.(2022 臨沂)臨沂是農業大市,被譽為“山東南菜園”,為提高蔬菜的品質及產量,可向蔬菜噴灑密度在1.03~1.05g/cm3之間的葉面噴施肥。小明用固體顆粒肥料和水配制了葉面噴施肥,為了確定配制的噴施肥是否符合要求,他進行了如下實驗。
(1)將天平放在水平臺上,需先    ,再調節平衡螺母使天平平衡。
(2)將適量葉面噴施肥倒入燒杯,用天平測量燒杯和噴施肥的總質量,當天平平衡時,所用砝碼和游碼的位置如圖甲所示,則燒杯和噴施肥的總質量為    g。
(3)將燒杯中的噴施肥全部倒入量筒中,如圖乙所示,則量筒中噴施肥的體積為    cm3。
(4)將倒空后的燒杯放在天平左盤,向右盤加減砝碼,當將最小為5g的砝碼放入右盤時,分度盤指針如圖丙所示,此時應    ,使天平平衡,天平平衡時,測出倒空后的燒杯的質量為37g。
(5)小明所配制的噴施肥的密度為    g/cm3。
(6)評估小明的實驗方案可知,他測量出的噴施肥的密度是    (選填“偏大”“偏小”或“準確”)的。
8.(2022 貴港)圖1中被測物體A的長度是    cm;圖2中彈簧測力計的示數為    N;圖3中體溫計的示數為    ℃。
9.(2022 牡丹江)【細心觀察,合理猜想】如圖所示,小冰使用洗手液時,發現出液量不易控制。觀察洗
手液瓶的結構并結合日常使用情況,請你猜想每次按壓的出液量可能與    和    有關。向下按壓,出液管向下運動,表明力可以改變物體的    。洗手液被壓出來是因為出液管內部的壓強    (選填“大于”“小于”或“等于”)出液口外部的壓強。聞到有酒精的氣味,這表明    。
10.(2022 淄博)小明用木塊、木板、毛巾、玻璃板、砝碼、彈簧測力計等器材探究影響滑動摩擦力大小的因素。
(1)木塊在水平面上被拉動時所受滑動摩擦力的大小無法直接測量,可依據二力平衡的條件,拉動木塊做勻速直線運動,則滑動摩擦力的大小等于    的大小。
(2)實驗過程如圖所示(木塊均做勻速直線運動),其中F5<F1<F4<F2<F3。
①相比甲實驗,乙、丙實驗中木塊上增加砝碼是為了增大    的壓力(選填“砝碼對木塊”“木塊對木板”或“木板對桌面”)。對比甲、乙、丙三次實驗可知:在接觸面粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力    。
②對比甲、丁、戊三次實驗可知:壓力相同時,   ,滑動摩擦力越大。
(3)要探究滑動摩擦力大小跟物體運動速度是否有關,需要保持    和    不變,只改變    。
(4)本實驗主要運用的研究方法是控制變量法,下列實驗中也用到了這種方法的是    。
A.探究壓力的作用效果跟什么因素有關
B.探究杠桿的平衡條件
C.測量固體的密度
11.(2022 遼寧)小玉觀看2022年冬奧會,發現冰壺運動員在冰面上來去自如,是因為兩只鞋底不同,如圖甲所示。她猜想滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關。為了模擬運動員的鞋底,她選用了上下表面粗糙程度不同的木塊,做了如下實驗。
(1)如圖乙所示,小玉用彈簧測力計,在水平桌面上,   拉動木塊,此時彈簧測力計的示數為    N。
(2)將乙圖中的木塊    ,重復上述操作,彈簧測力計的示數為4.0N;經分析可得出:當    一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越    。
(3)同組的小明想進一步驗證小玉的結論是否正確,于是取來了10g、50g砝碼各一個,進行了丙、丁實驗(如圖所示)。當進行丁實驗時,彈簧測力計示數達到最大值時仍無法拉動木塊。為了使用現有器材就能完成此實驗,可采用的操作方法是    。
12.(2022 牡丹江)【科學設計,勤于實踐】冬天,小雪看到防滑鞋的鞋底很粗糙,這可能會增大鞋與路面間的摩擦,她通過實驗探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。
(1)如圖甲所示,小雪用彈簧測力計在木板上拉動長方體木塊時,很難做到勻速拉動,她對實驗裝置進行改進,如圖乙所示,其優點是    。
(2)小雪利用改進后的實驗裝置,分別改變接觸面粗糙程度、接觸面的大小和木塊對木板的壓力,經過多次實驗,讀出彈簧測力計示數,記錄在下表中。
實驗 次數 實驗條件 彈簧測力計示數 F/N
壓力情況 接觸面粗糙程度 接觸面的大小
1 木塊 木板表面 平放 0.4
2 木塊 棉布表面 平放 0.8
3 木塊 木板表面 側放 0.4
4 木塊和砝碼 木板表面 平放 0.6
①比較1和3兩次實驗,初步得到的結論:滑動摩擦力的大小與    無關。
②比較    兩次實驗,初步得到的結論:滑動摩擦力的大小與壓力大小有關。
③比較1和2兩次實驗,初步得到結論:   。
(3)通過探究,小雪知道了防滑鞋是通過改變    增大與路面間的摩擦。
13.(2022 遂寧)某興趣小組在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”時,用同一木塊分別做了如圖所示的甲、乙、丙三次實驗。
(1)甲、乙、丙三次實驗中以相同速度沿水平方向勻速拉動木塊,根據二力平衡知識,彈簧測力計對木塊的拉力大小    (選填“等于”、“大于”或“小于”)滑動摩擦力的大小。
(2)通過對比甲、乙兩次實驗可知:其他條件相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。
(3)通過對比    兩次實驗可知:其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
(4)興趣小組的同學利用甲圖實驗裝置繼續探究滑動摩擦力與速度的關系,改變木塊的速度,進行實驗,記錄的實驗數據如下表:
實驗次數 1 2 3 4
運動速度(m/s) 0.2 0.3 0.4 0.5
測力計的示數(N) 1.2 1.2 1.2 1.2
分析實驗數據可知:滑動摩擦力的大小與物體運動的速度    (選填“有關”或“無關”)。
(5)小組交流討論時發現:在實驗中很難使木塊做勻速直線運動,于是小偉設計了如圖丁所示的實驗裝置,該裝置的優點是    (選填“需要”或“不需要”)長木板做勻速直線運動。
14.(2022 賀州)在“探究影響壓力作用效果的因素”中,實驗現象如圖所示。
(1)通過觀察海綿的    來比較壓力作用的效果。
(2)通過比較    兩次實驗,可知受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越    (選填“明顯”或“不明顯”)。
(3)通過比較    兩次實驗,可知壓力作用的效果跟受力面積有關;這種研究問題的方法是    法。
15.(2022 福建)在探究影響液體壓強因素的實驗中,用幾根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管進行實驗,在5號管中裝入鹽水,其它管中裝入水,如圖。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液體    的大小。
(2)根據圖甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液體的壓強可能與液體的質量、重力、體積或    有關。
(3)圖乙中,4號管上段更粗,下段與2號管粗細相同,兩管中水的總長度相同,發現兩管薄膜鼓起的程度相同,可得:液體壓強的大小與液體的質量、重力、體積都    。
(4)圖丙中,5號管和2號管的液柱長度相等,利用5號管和2號管可探究液體壓強與液體的    是否有關。
(5)為了探究液體長度對液體壓強的影響,選用2號管和6號管進行實驗,6號管水柱比2號管水柱長,實驗時需控制兩管水柱的    相等。
16.(2022 黔西南州)小明與同學一起利用彈簧測力計、玻璃杯、金屬塊、水、濃鹽水等實驗器材,探究浮力的大小與哪些因素有關。他們正確的進行了如圖所示的實驗操作:
實驗次數 液體種類 金屬塊的重力/N 金屬塊浸入情況 金屬塊在液體中時測力計的示數/N 金屬塊所受浮力/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 濃鹽水 2.7 全部 1.5    
(1)根據以上實驗,把表中數據填寫完整:
(2)分析實驗②③可得:液體密度相同,金屬塊排開液體的體積越大,浮力越    ;
(3)分析實驗③④可得:金屬塊排開液體的體積相同,液體密度越大,浮力越    ;
(4)結論:浮力的大小與    和    有關。
(5)用這種實驗方法,還可以測量    的密度。
(6)小明完成上述實驗后,找來合適的玻璃杯,倒入足夠深的水,將掛在測力計上的金屬塊逐漸下降,但不接觸容器底。繪制出了實驗中測力計的示數F隨物體下表面至水面深度h變化的F﹣h圖像(圖⑤)。分析圖像可知:當金屬塊浸沒水中后繼續下降過程中測力計的示數    ,這表明:浸沒在水中的物體受到的浮力跟浸沒的深度    。
17.(2022 北京)小京為了證明“浸沒在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關”的觀點是錯誤的,他利用符合實驗要求的彈簧測力計、刻度尺、燒杯、水和金屬塊等器材進行實驗。
(1)以下是他的部分實驗步驟,請幫他補充完整。
①將金屬塊懸掛在彈簧測力計下,測量金屬塊受到的重力G并記錄。
②在燒杯中裝入適量的水,   ,靜止時記錄彈簧測力計的示數F,用刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。
③   ,靜止時記錄彈簧測力計的示數F,用刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。
④用公式    計算金屬塊所受浮力F浮1、F浮2并記錄。
(2)由水的深度變化時,F浮1   F浮2(選填“=”或“≠”),就可以證明這種觀點是錯誤的。
18.(2022 泰州)如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗情形。
(1)物塊未浸入水中時,彈簧測力計示數如圖甲所示,物塊的重力為    N。
(2)小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中,發現彈簧測力計示數逐漸減小的同時,還觀察到    ,由此初步分析得出:物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關。
(3)繼續增大物塊所處的深度,當它與容器底部接觸后,彈簧測力計示數如圖丙所示,此時物塊受到的浮力為    N。
(4)為探究浮力與液體密度的關系,小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中,這樣操作的目的是為了控制    相同;他發現液體密度改變,而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實驗改進方案,其中不可行的是    。
A.換用體積更大的同種物塊      B.換用密度比水小得多的液體
C.換用精確程度更高的測力計     D.利用現有器材進行多次實驗
19.(2022 棗莊)小李同學想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”。
(1)實驗步驟如圖1所示,甲、乙、丙、丁中的彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4,物體受到的浮力F浮=   。
(2)小李利用三個不同物體a、b、c進行實驗探究,實驗數據如下表:
物體 物重 G/N 物體浸沒在水中測力計的示數F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G0/N 桶與排開水的總重G1/N 排開水重 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
分析表中物體a、b的實驗數據,小李得出的結論是:   。
(3)小李在探究物體c所受浮力的實驗中,排除各種測量誤差因素的影響,發現物體c排開水的重力明顯小于它所受浮力,請分析實驗操作中造成這種結果的原因:   。
(4)小張利用身邊的器材對小李的實驗進行改進:兩個相同的彈簧測力計A和B、重物、溢水杯(由飲料瓶和吸管組成)、薄塑料杯(質量忽略不計)等器材,裝置如圖2所示。實驗時小張逐漸向下移動水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,觀察到彈簧測力計A的示數逐漸    ,彈簧測力計B的示數逐漸    ,若彈簧測力計A的示數變化量為ΔFA,彈簧測力計B的示數變化量為ΔFB,則它們的大小關系是ΔFA   ΔFB(選填“>”、“=”或“<”);
(5)針對兩種實驗方案,小張實驗裝置的優點是    (填答案標號)。
A.彈簧測力計A的示數就是物體所受浮力的大小
B.實驗器材生活化,實驗中能同步觀察彈簧測力計A、B示數的變化
20.(2022 綏化)為了探究動能大小的影響因素,利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上開展了如圖所示的探究活動。
(1)該實驗中所探究物體的動能是指    的動能。(選填“鋼球”或“木塊”)
(2)由甲、乙兩圖可知,當物體質量相同時,速度越大,動能越大。
(3)如甲、丙兩圖所示,讓不同質量的鋼球從同一斜面的    由靜止滾下,目的是    ,可得出結論:   。
(4)若斜面下方水平面光滑,本實驗    達到實驗目的。(選填“能”或“不能”)
21.(2022 金昌)如圖所示,擺線的長L相同,小球A、B的質量mA<mB,懸線與豎直方向的夾角θ1<θ2。
(1)圖甲、乙中,同時由靜止釋放A、B兩球,觀察到它們并排擺動且始終相對靜止,同時到達豎直位置,這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的    無關;
(2)小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放,當小球擺動到豎直位置時,恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞,木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止,本實驗中通過比較    反映小球撞擊木塊C前的動能大小,這種研究方法叫    (選填“控制變量法”或“轉換法”);
(3)根據乙、丙所示的探究過程,他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠,可得出結論:小球的動能大小與    有關(選填“速度”、“高度”或“質量”);
(4)若水平面絕對光滑且足夠長,木塊C被撞擊后,它將做    直線運動(選填“減速”、“勻速”或“加速”);
(5)在探究小球動能與質量的關系時,有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度,分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊,撞擊木塊時小球的動能    (選填“相等”或“不相等”),該方案    (選填“正確”或“錯誤”)。
22.(2022 天津)熱愛勞動的津津,在家學做天津特色菜“貼餑餑熬魚”時,一個飲料瓶不小心落到了松軟的玉米面團上,在面團上留下較深的痕跡。于是他靈機一動,利用玉米面團和裝有水的飲料瓶,依次做了如圖所示的實驗,對如下兩個問題進行了探究。
問題一:壓力作用效果跟哪些因素有關。
問題二:重力勢能大小跟哪些因素有關。
(1)做實驗①②③是為了探究    (選填“問題一”或“問題二”);
(2)利用實驗④⑤可探究重力勢能大小與    是否有關;
(3)《民法典》中規定“禁止從建筑物中拋擲物品”,生活中更要杜絕“高空拋物”這種嚴重危害公共安全的行為。“高空拋物”危害性大的原因,可通過分析實驗⑤⑥得出的結論來解釋,請你寫出該結論    。
23.(2022 黑龍江)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)如圖甲所示,實驗前杠桿左端下沉,則應將平衡螺母向    (選填“左”或“右”)調節,直到杠桿在水平位置平衡;
(2)如圖乙所示,杠桿上刻度均勻,在A點掛3個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應在B點掛    個相同的鉤碼;當杠桿平衡后,將A、B兩點下方同時增加一個相同的鉤碼,則杠桿將    (選填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持靜止不動”);
(3)如圖丙所示,若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在C點豎直向上拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡;當彈簧測力計從圖丙位置轉到圖丁位置時,其示數會    (選填“變大”、“不變”或“變小”),原因是    。
24.(2022 岳陽)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:
(1)杠桿靜止在圖甲所示位置,為了使杠桿在水平位置平衡,應將平衡螺母向    (填“左”或“右”)調節。
(2)調節平衡后,如圖乙,在A點掛3個鉤碼,則應在B點掛    個鉤碼,才能使杠桿重新在水平位置平衡(所用鉤碼的規格都相同)。
(3)改變鉤碼的位置和個數,使杠桿平衡,收集多組數據,其目的是    (填序號)。
A.取平均值,減小誤差
B.避免偶然性,尋找普遍規律
(4)看圖丙的漫畫,根據杠桿的平衡條件分析,小兔分得的蘿卜質量    (填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的。
25.(2022 南充)某同學在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)實驗前,發現杠桿如圖甲所示,則應將杠桿左端平衡螺母向    (選填“左”或“右”)端適當調節,使杠桿水平平衡;
(2)該同學通過如圖乙所示實驗得到相關數據如下表,由表中數據推測出杠桿的平衡條件是:   (用F1、F2、l1、l2表示);
序號 動力F1/N 動力臂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)若將乙圖右側鉤碼換成彈簧測力計,如圖丙所示,保持杠桿水平平衡,彈簧測力計拉力方向由豎直方向a變為方向b后,彈簧測力計的示數將    (選填“增大”、“減小”或“不變”);
(4)該同學在科技創新實驗中將此裝置改裝成了一個杠桿液體密度計,該裝置可測量小桶內液體的密度。如圖丁所示,將容積為20mL的小桶掛在M點,調節平衡螺母使杠桿水平平衡,已知OM=OA=5cm,則杠桿密度計的“0刻度”線應在    (選填“O”或“A”)點,將待測液體倒滿小桶,在杠桿右端掛上重物并調節至N點位置時,杠桿剛好水平平衡。重物質量10g,ON=15cm,N點位置應標注的密度刻度值是    g/cm3,改裝后杠桿右端的密度刻度線    (選填“是”或“不是”)均勻分布的。(g=10N/kg)
26.(2022 赤峰)小李同學在利用如圖所示裝置研究動滑輪特點時,猜想:如果忽略繩重與摩擦,繩端拉力F可能與被提升木塊所受的重力、木塊上升的高度、動滑輪所受的重力、動滑輪的直徑這些因素有關。
(1)若小李探究繩端拉力F與動滑輪直徑的關系,請將實驗步驟補充完整。
步驟一:按圖安裝動滑輪。
步驟二:勻速拉動彈簧測力計,使木塊升高,讀出拉力F的值并記錄。
步驟三:換用    的動滑輪,使同一木塊勻速上升相同的高度,讀出拉力F的值并記錄。
步驟四:重復步驟三,多做幾次實驗。
(2)步驟四的目的是:   。
(3)若小李五次實驗測得F分別為:1.8N、1.8N、1.8N、1.8N、1.8N,則初步得到的結論是:在其他因素相同時,   。
27.(2022 銅仁市)課后延時服務社團活動中,“勇創”興趣小組計劃探究“影響滑輪組機械效率的因素”的實踐活動,提出如下科學猜想:
猜想一:滑輪組機械效率可能與被提升物體的重力大小有關;
猜想二:滑輪組機械效率可能與被提升物體的高度有關。
現有實驗器材支架、細繩、輕質滑輪2個、彈簧測力計(量程合適)、規格2N的鉤碼多個,實驗裝置如圖所示。請你協助“勇創”興趣小組完成實驗。
(1)除上述實驗器材,完成該實驗還需要的測量工具是    。
(2)實驗數據記錄如下表:
次數 物體重力(N) 物體上升的 高度(cm) 彈簧測力計 的示數(N) 繩子自由端移動的距離(cm) 機械效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根據表格中的數據,第二次實驗時滑輪組的機械效率為    ;
②分析實驗數據可得出結論同一滑輪組,物體提升相同高度,   ,機械效率越高;
③若要驗證猜想二,你的關鍵操作是    。
28.(2022 呼和浩特)在學習機械效率概念后,小娟和小玉同學探討:在不計繩重和摩擦,同一滑輪組勻速提升不同貨物,提升相同高度,動滑輪重力不變,額外功不變的條件下,機械效率是否變化的問題。小娟認為:“物重增加,有用功增加,總功也增加,所以機械效率可能變也可能不變”;小玉認為:“物重增加,有用功增加,總功也增加,那么額外功在總功中所占比例減小,則機械效率一定增加。”倆人爭執不下,決定實驗驗證。下表是他們利用一個滑輪組實驗時,收集到的有關數據:
動滑輪重 G動/N 物重 G/N 物體上升距離 h/m 拉力 F/N 拉力作用點移動距離 s/m 滑輪組機械效率 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)請分析表中數據,在圖中畫出此實驗中滑輪組繞繩方法;
(2)表中第3次實驗時,滑輪組的機械效率為    ;
(3)實驗驗證,   (選填“小娟”或“小玉”)的說法是正確的。
29.(2022 襄陽)某同學用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率,相關數據記錄在下表中。
實驗 次數 鉤碼重 G/N 鉤碼上升高度 h/cm 拉力 F/N 繩端移動距離 s/cm 機械效率 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)實驗中,使用滑輪組提升重物時,應豎直向上    拉動彈簧測力計;
(2)第二次實驗中,滑輪組的機械效率為    ;
(3)分析1、2、3次實驗數據可知,使用同一滑輪組提升重物時,重物越    (選填“重”或“輕”),滑輪組的機械效率越高;
(4)小琪同學在僅改變提升物體速度的情況下,又做了上述第三次實驗,結果會發現滑輪組的機械效率    (選填“變大”“變小”或“不變”)。
30.(2022 南通)用圖甲滑輪組做“探究動滑輪的重對滑輪組機械效率的影響”實驗。實驗中把不同的磁鐵吸附在動滑輪邊框上以改變滑輪的重,每次實驗都勻速拉動繩端使物體上升10cm。不計繩重,實驗數據如表。
次數 G物/N G動/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)每次實驗繩端移動距離為    cm;
(2)第2次實驗中拉力F的示數如圖乙,讀數為    N,第2次實驗滑輪組的機械效率為    %。分析數據可知:在物重不變的情況下,動滑輪越重滑輪組的機械效率越    ;
(3)實驗中若僅增大繩端移動的距離,則滑輪組的機械效率將    ;
(4)本實驗中,在物重不變的情況下,動滑輪變重時,由摩擦引起的額外功占總額外功的比例    (選填“變大”“變小”或“不變”)。
參考答案與試題解析
1.【解答】(1)測量小車平均速度的實驗,需要測量路程和時間,通過速度公式計算出平均速度,所以實驗原理是v=;
(2)若要計時方便,應使斜面的坡度小一些,使小車在斜面上通過的時間更長,便于測量時間,以減小測量時間的誤差;
(3)由圖可知,小車從A點B點所用時間為3s;
由圖可知,刻度尺的分度值為1cm,則小車從A點運動到C點時的路程sAC=80.0cm=0.800m;
由圖可知,小車從A點運動到C點時的時間tAC=5s,則小車從A點運動到C點時的平均速度:vAC===0.16m/s。
故答案為:(1)v=;(2)減小;(3)3;80.0;0.16。
2.【解答】(1)因為滑草板下滑過程中與草坡之間是滑動摩擦,所以下滑的物體應選木塊;
(2)在“測量物體運動的平均速度”的實驗中,便于更準確測量物體滑到斜面底端所用時間,要在底端裝上擋板;
(3)①選擇“斜坡越陡,用時越短”的觀點設計實驗,
實驗步驟:1、用一木塊和木板搭一個斜面,將擋板固定在斜面底端;
2、用停表測出另一木塊從斜面的某一高度由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t1;
3、增大斜面的坡度,用停表測出同一木塊從斜面的同一高度由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t2。
參賽建議:若t1>t2,選擇較陡的滑草坡參賽;若t1=t2,任選一滑草坡參賽;若t1<t2,選擇較緩的滑草坡參賽。
②選擇“體重越大,用時越短”的觀點設計實驗,
實驗步驟:1、用一木塊和木板搭一個斜面,將擋板固定在斜面底端;
2、用停表測出另一木塊從斜面的頂端由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t1;
3、將大塊橡皮泥粘在下滑木塊尾部,重復上一實驗步驟,測出木塊下滑所用時間t2。
參賽建議:若t1<t2,選擇體重較輕的人和妹妹參賽;若t1=t2,任選一人和妹妹參賽;若t1>t2,選擇體重較重的人和妹妹參賽。
故答案為:(1)選擇木塊,因為滑草板下滑過程中與草坡之間是滑動摩擦;
(2)擋板;
(3)①實驗步驟:1、用一木塊和木板搭一個斜面,將擋板固定在斜面底端;
2、用停表測出另一木塊從斜面的某一高度由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t1;
3、增大斜面的坡度,用停表測出同一木塊從斜面的同一高度由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t2。
參賽建議:若t1>t2,選擇較陡的滑草坡參賽;若t1=t2,任選一滑草坡參賽;若t1<t2,選擇較緩的滑草坡參賽。
②實驗步驟:1、用一木塊和木板搭一個斜面,將擋板固定在斜面底端;
2、用停表測出另一木塊從斜面的頂端由靜止滑下到撞擊擋板所用時間t1;
3、將大塊橡皮泥粘在下滑木塊尾部,重復上一實驗步驟,測出木塊下滑所用時間t2。
參賽建議:若t1<t2,選擇體重較輕的人和妹妹參賽;若t1=t2,任選一人和妹妹參賽;若t1>t2,選擇體重較重的人和妹妹參賽。
3.【解答】(1)①天平調平前,需將其放置水平桌面上,將游碼移至標尺左端的零刻度線處,然后調節平衡螺母使橫梁平衡,故正確順序為CBA;
②由圖甲知,標尺的分度值為0.2g,則鹽的質量為10g+3.6g=13.6g;
③倒入量筒中水的體積為60mL=60cm3,根據ρ=可知倒入水的質量為m水=ρ水V水=1g/cm3×60cm3=60g,則鹽水的質量為m=m水+m鹽=60g+13.6g=73.6g;
④由圖乙知,量筒的分度值為2mL,則鹽水的體積為64mL=64cm3,則鹽水的密度為:
ρ===1.15×103kg/cm3;
(2)倒入量筒中鹽水的質量m=m1﹣m2;
則鹽水的密度為:ρ==;
小浩在測量過程中將水從燒杯倒入量筒中時,燒杯內壁會沾有鹽水,造成計算鹽水的體積誤差大,小然的方法鹽水的質量和體積測量都準確,故小然的更精確一些;
(3)由題意知,鹽水的體積與鐵塊的體積相等,則V=V鐵=;
③要得到與鐵塊相同體積鹽水的質量,需將鐵塊撈出后,向杯中加滿鹽水,測出此時鹽水和燒杯的總質量m3,則加入鹽水的質量為m3﹣m2;
④鹽水的密度為:ρ===。
故答案為:(1)①CBA;②13.6;③1.15×103;(2);小然;(3)③繼續向杯中加滿鹽水;④。
4.【解答】(1)使用天平測量物體的質量前,要將天平放在水平桌面上,移動游碼至標尺左端“0”刻度處;由圖甲可知,指針停在分度盤的右側,要使天平平衡,應將橫梁的平衡螺母向左移動;
(2)測量質量時,應將石塊放在左盤中,在另一盤加入一定量的砝碼后,天平的指針偏向左側,再加入最小的5g砝碼后,指針偏向右側,說明砝碼的總質量較大,即這時石塊的質量小于右盤中砝碼的總質量;接下來的操作是:取下5g砝碼并向右移動游碼,直至天平平衡;
(3)圖乙中天平標尺的分度值為0.2g,石塊的質量=砝碼的質量加上游碼的示數;
則石塊的質量m=50g+2g=52g;
(4)量筒中水的體積V水=20cm3,石塊和水的總體積V總=40cm3,
故石塊的體積:V=V總﹣V水=40cm3﹣20cm3=20cm3,
石塊的密度:ρ===2.6g/cm3=2.6×103kg/m3;
(5)將小石塊放入量筒中時,在量筒壁上濺了幾滴水,則小石塊的體積偏小,由可知,ρ偏大。
故答案為:(1)左;(2)取下5g砝碼并向右移動游碼;(3)52;(4)20;2.6×103;(5)偏大。
5.【解答】(1)由圖甲知,在稱量過程中,小明用手拿砝碼了,這樣會造成砝碼銹蝕;
(2)由圖乙知,標尺的分度值為0.2g,小石塊的質量m=50g+2g=52g;
(3)用量筒測出小石塊的體積為20cm3,則小石塊的密度為:
ρ===2.6g/cm3,
與上表中的密度值對比后,初步判斷小石塊可能是花崗巖。
故答案為:(1)用手拿砝碼;(2)52;(3)花崗巖。
6.【解答】(1)圖中調節天平平衡時,游碼沒有歸零;天平使用時,要使用鑷子向盤中加減砝碼,不能用手直接拿放;
(2)讀圖可知,砝碼的質量為10g,游碼所對的刻度值為4.4g,
則印章的質量m=10g+4.4g=14.4g;
(3)量筒中水的體積為30cm3,放入印章后的總體積為35cm3,則印章的體積V=35cm3﹣30cm3=5cm3。則印章的密度:ρ===2.88g/cm3;
故答案為:(1)游碼沒有歸零和用手直接拿砝碼;(2)14.4;(3)2.88。
7.【解答】(1)在調節托盤天平時,首先將其放在水平桌面上,游碼放在標尺的左端零刻度線處,通過平衡螺母調節橫梁平衡;
(2)在天平的標尺上,1g之間有5個小格,一個小格代表的質量是0.2g,即天平的分度值為0.2g;
燒杯和配制的噴施肥的總質量是:m1=50g+20g+5g+3.6g=78.6g;
(3)由圖中示數可知液體的體積是40cm3;
(4)天平平衡后,把物體放在左盤,用鑷子向右盤加減砝碼,當把砝碼盒中最小的砝碼放入右盤后,發現指針偏向分度盤的左側,此時應向右移動游碼,直至天平平衡;
(5)量筒中配制的噴施肥的體積V=40cm3,
配制的噴施肥的質量m=m2﹣m1=78.6g﹣37g=41.6g,
配制的噴施肥的密度:ρ肥===1.04g/cm3;
(6)先測量燒杯和噴施肥的總質量,再測量噴施肥的體積,最后測量燒杯的質量,求出噴施肥的密度是準確的。
故答案為:(1)游碼放在標尺的左端零刻度線處;(2)78.6;(3)40;(4)向右移動游碼;(5)1.04;(6)準確。
8.【解答】(1)刻度尺上1cm之間有10個小格,所以一個小格代表的長度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值為1mm;物體左側與1.00刻度線對齊,右側與4.10cm對齊,所以物體的長度為L=4.10cm﹣1.00cm=3.10cm;
(2)彈簧測力計的示數:指針在1N下方兩個刻度線處,分度值是0.2N,所以示數為3.6N;
(3)體溫計上1℃之間有10個小格,所以一個小格代表的溫度是0.1℃,即此體溫計的分度值為0.1℃;此時的溫度為36.5℃
故答案為:(1)3.10;(2)3.6;(3)36.5。
9.【解答】結合日常使用情況,猜想每次按壓的出液量可能與向下按壓的程度與出液管的粗細有關(或按壓力的大小或按壓次數或出液口的大小或洗手
液的質量或洗手液的粘稠程度或洗手波的密度等)(說明:答出與結構或其中液體相關的猜想均可);出液管向下運動,說明力改變了出液管的運動狀態;用力向下按壓出液管,瓶內空氣體積減小,壓強增大,當瓶內氣壓大于外部氣壓時,洗手液就被壓出來了;聞到有酒精的氣味,這表明分子在不停的做無規則運動。
故答案為:向下按壓的程度;出液管的粗細;運動狀態;大于;分子在不停的做無規則運動。
10.【解答】(1)用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿水平長木板做勻速直線運動,根據二力平衡知識可知,木塊受到的摩擦力大小等于彈簧測力計對木塊拉力的大小;
(2)①相比甲實驗,乙、丙實驗中木塊上增加砝碼,木塊對水平面的壓力大小等于木塊和砝碼的總重力,從而增大木塊對木板的壓力;對比甲、乙、丙三次實驗可知,接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,滑動摩擦力大小不同,故對比甲、乙、丙三次實驗可知:在接觸面粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大;
②對比甲、丁、戊三次實驗可知:壓力相同,接觸面粗糙程度不同,且接觸面越粗糙,測力計的示數越大,故壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;
(3)探究滑動摩擦力是否和物體運動速度有關,應保持壓力大小和接觸面的粗糙程度一定,使物體在不同的速度下做勻速直線運動;
(4)本實驗探究主要運用的科學探究方法是控制變量法:
A、壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,實驗探究時應采用控制變量法;
B、探究杠桿的平衡條件,采用多次測量尋找普遍規律,沒有采用控制變量法;
C、測量固體的密度多次測量取平均值,為了減小誤差,沒有采用控制變量法;
故選A。
故答案為:(1)彈簧測力計對木塊拉力;(2)①木塊對木板;越大;②接觸面越粗糙;(3)壓力大小;接觸面的粗糙程度;物體運動的速度;(4)A。
11.【解答】(1)在水平桌面上,用彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動,此時物體受到拉力與摩擦力為一對平衡力,根據二力平衡知識可知,木塊所受的滑動摩擦力大小為測力計示數,彈簧測力分度值為0.2N,測力計示數為2.4N,故木塊所受的滑動摩擦力大小為2.4N;
(2)由題意知,要保持壓力大小不變,增大接觸面的粗糙程度,需將木塊上下顛倒即可,彈簧測力計的示數變大為4.0N,可得當壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;
(3)由圖知,小明用50g的砝碼放到了木塊的上方,彈簧測力計示數達到最大值時仍無法拉動木塊,說明摩擦力太大,可選用10g的砝碼將50g的換下,減小了壓力,從而減小摩擦力完成實驗。
故答案為:(1)勻速直線;2.4;(2)上下顛倒;壓力;大;(3)將50g砝碼取下換成10g砝碼,重新實驗。
12.【解答】(1)由圖示實驗裝置可知,在乙方案中:一方面不需要勻速拉動木板,方便實驗操作,另一方面,彈簧測力計固定不動,彈簧測力計示數穩定,便于讀數;
(2)①比較1、3兩次實驗數據知:壓力大小相同,接觸面的粗糙程度相同,接觸面的大小不同,滑動摩擦力相同,可初步得到的結論:滑動摩擦力的大小與接觸面的大小無關;
②比較1、4兩次實驗數據知:壓力大小不同,接觸面的粗糙程度相同,接觸面的大小相同,滑動摩擦力不同,可初步得到的結論:滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關;
③比較1和2兩次實驗,壓力大小相同,接觸面的粗糙程度不同,接觸面的大小相同,滑動摩擦力不同,可初步得到的結論:壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;
(3)通過探究,小雪知道了防滑鞋是通過改變接觸面的粗糙程度增大摩擦力。
故答案為:(1)不需要勻速拉動木板,方便實驗操作;(2)①接觸面的大小;②1和4;③壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;(3)接觸面的粗糙程度。
13.【解答】(1)實驗時,用彈簧測力計水平拉動木塊,使其在水平桌面上做勻速直線運動,物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據二力平衡知識,可知拉力的大小等于滑動摩擦力的大小;
(3)由圖可知,在壓力一定,接觸面的粗糙程度不同時,彈簧測力計示數越大,滑動摩擦力越大故需要對比甲、丙;
(4)從表格中的數據可以看出,四次實驗中木塊運動的速度越來越大,而拉力的大小卻始終不變,因此摩擦力的大小與運動的速度無關;
(5)丁圖所示的實驗裝置,A相對于地面靜止,受到摩擦力和測力計的拉力為一對平衡力,故該裝置的優點是不需要長木板做勻速直線運動。
故答案為:(1)等于;(3)甲、丙;(4)無關;(5)不需要。
14.【解答】(1)實驗中是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的,這種研究方法是轉換法;
(2)要探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應該控制受力面積相同,改變壓力的大小,故可通過圖中的甲、乙兩次實驗進行比較,得出在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變,改變受力面積的大小,故可通過圖中的乙、丙兩次實驗進行比較,根據海綿的凹陷程度可知壓力作用的效果跟受力面積有關,這種研究問題的方法是控制變量法。
故答案為:(1)凹陷程度;(2)甲、乙;明顯;(3)乙、丙;控制變量。
15.【解答】(1)通過橡皮膜鼓起的程度反應液體壓強的大小,利用的方法是轉換法;
(2)相同的1、2、3號管中裝的液體種類相同,且管內液體的深度逐漸增加,則橡皮膜鼓起的程度逐漸增大,說明液體的壓強與深度有關,相應的質量、體積、重力也逐漸增大,所以猜想:液體的壓強與液體的質量、重力、體積或深度有關;
(3)通過2號管和4號管的比較可見,4號管中液體的質量、體積、重力一定大于2號管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,說明液體的壓強與質量、重力、體積無關,只與深度有關;
(4)探究液體的壓強與液體的密度是否有關,利用控制變量法:5號管中鹽水和2號管中的水比較,二者的深度相同,由于鹽水的密度大于水的密度,則5號管橡皮膜鼓起的程度大;
(5)為了探究液體長度對液體壓強的影響,利用控制變量法,2號管和6號管是相同的兩支玻璃管,內裝液體的種類相同、深度相同、長度不同時,橡皮膜鼓起的程度相同,表明液體的壓強跟液體的長度無關。
故答案為:(1)壓強;(2)深度;(3)無關;(4)密度;(5)深度。
16.【解答】(1)由圖①、④可知,金屬塊的重力為2.7N,在濃鹽水中彈簧測力計的示數為1.5N,則金屬塊在濃鹽水中受到的浮力為:
F浮=G﹣F示=2.7N﹣1.5N=1.2N;
(2)分析實驗②③可知,物體浸入水中的體積越大,彈簧測力計的示數越小,則物體受到的浮力越大,即液體密度相同,金屬塊排開液體的體積越大,浮力越大;
(3)分析實驗③④可知,物體排開的液體的體積相同,液體的密度不同,彈簧測力計示數不同,液體密度越大,彈簧測力計示數越小,浮力越大,即金屬塊排開液體的體積相同,液體密度越大,浮力越大;
(4)由(2)、(3)可知,浮力的大小與物體排開的液體的體積和液體密度有關;
(5)根據表中第三次實驗數據得到金屬塊的重力和浸沒在水中的浮力,根據G=mg求出金屬塊的質量,根據阿基米德原理求出物體排開的水的體積,即是物體的體積;利用密度公式算出金屬塊的密度;或根據表中第四次實驗數據得到金屬塊浸沒在濃鹽水中受到的浮力,而排開濃鹽水的體積等于物體的體積,再利用F浮=ρ液gV排求濃鹽水的密度,故用這種實驗方法,還可以測量金屬塊(或濃鹽水)的密度;
(6)由F﹣h圖像可知,當金屬塊浸沒水中后繼續下降過程中測力計的示數不變,說明當金屬塊完全浸沒在水中后繼續下降過程中浮力不變,即浸沒在水中的物體受到的浮力跟浸沒的深度無關。
故答案為:(1)1.2;(2)大;(3)大;(4)物體排開的液體的體積;液體密度;(5)金屬塊(或濃鹽水);(6)不變;無關。
17.【解答】(1)實驗步驟:
①將金屬塊懸掛在彈簧測力計下,測量金屬塊受到的重力G并記錄。
②在燒杯中裝入適量的水,將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯,靜止時記錄彈簧測力計的示數F,用刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。
③向燒杯中加水,靜止時記錄彈簧測力計的示數F,用刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。
④用公式F浮=G﹣F計算金屬塊所受浮力F浮1、F浮2并記錄。
(2)通過上述實驗,由水的深度變化時,F浮1=F浮2,就可以證明浸沒在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關”的觀點是錯誤的。
故答案為:(1)②將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯;③向燒杯中加水,將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯;④F浮=G﹣F;(2)=。
18.【解答】(1)彈簧測力計的分度值為0.2N,甲圖彈簧測力計的示數為1.8N;
(2)物塊進入水中的體積增大,也即排開液體的體積在增大,可以觀察到“容器內水面上升”現象;
(3)根據F浮=ρ液gV排可知,浮力大小只與液體的密度和排開液體的體積有關,所以,圖丙中物塊受到的浮力等于圖乙中所受的浮力,即F浮=G﹣F拉=1.8N﹣1N=0.8N;
(4)當物體兩次都浸沒時,V排2=V排1=V,浮力變化ΔF浮=ρ鹽水gV排2﹣ρ水gV排1=ΔρgV,要想增大兩次的浮力之差,可以增大兩次的密度差,或者增大物體的體積,選項A、B可行;換用精確程度更高的測力計,可以使示數變化更明顯,更容易觀察到浮力的變化,故選項C可行;多次實驗并不能使實驗現象更明顯,故D不可行;故選:D。
故答案為:(1)1.8;
(2)容器內的水面上升;
(3)0.8;
(4)排開液體的體積;D。
19.【解答】(1)由圖甲可知物體的重力G=F1,由圖丁可知物體浸沒時彈簧測力計的示數F′=F3,則物體受到的浮力F浮=G﹣F′=F1﹣F3;
(2)由表中可知,物體a、b的實驗數據中物體受到浮力大小與物體排開水的重力相等,因此可得結論:物體浸在液體中所受浮力大小等于它排開液體所受的重力;
(3)在實驗中,若溢水杯沒有裝滿水,造成溢出水的體積小于排開水的體積,則排開水的重力明顯小于所受的浮力(或排開的水沒有全部流入小桶);
(4)如圖2所示,向下移動水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,重物排開水的體積變大,受到的浮力變大,由稱重法F浮=G﹣F′可知彈簧測力計A的示數變小,
重物排開水的體積越大時薄塑料袋內水的重力越大,即彈簧測力計B的示數越大,薄塑料袋的質量忽略不計時,由阿基米德原理可知,彈簧測力計A、B示數的變化量相等,即ΔFA=ΔFB;
(5)比較兩種實驗方案可知,改進后:
A、由稱重法F浮=G﹣F′可知,彈簧測力計A的示數等于物體的重力減去受到的浮力,故A錯誤;
B、薄塑料袋不計質量,能同步觀察測力計A、B示數的變化,從而得出物體受到浮力的大小與排開液體所受重力的關系,故B正確;
故答案為:(1)F1﹣F3;(2)物體浸在液體中所受浮力大小等于它排開液體所受的重力;(3)將物體c浸入水中之前,溢水杯中沒有加滿水(或排開的水沒有全部流入小桶);(4)變小;變大;=;(5)B。
20.【解答】(1)該實驗研究的主體是鋼球,研究的是鋼球動能的大小與速度和質量的關系;
(2)由甲、乙兩圖可知,當物體質量相同時,速度越大,動能越大。
(3)換用質量不同的鋼球從斜面的同一高度由靜止開始滾下,由于高度相同,則到達水平面的速度是相同的,由于質量是不同的,所以探究鋼球的動能大小與物體質量的關系為:當物體速度相同時,質量越大,動能越大;
(4)從斜面上滾下,若水平面絕對光滑,鋼球不受摩擦力作用,鋼球所受合力為0,所以鋼球將做勻速直線運動,不能達到實驗目的。
故答案為:(1)鋼球;(3)同一高度;使鋼球運動到水平面時速度相同;當物體速度相同時,質量越大,動能越大;(4)不能。
21.【解答】(1)圖甲、乙中,同時由靜止釋放A、B兩球,觀察到它們并排擺動且始終相對靜止,同時到達豎直位置。這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的質量無關;
(2)實驗中,小球按圖示位置由靜止釋放,當小球擺動到豎直位置時,恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞,木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止。本實驗就是通過木塊移動的距離反映小球撞擊木塊C前的動能大小,這種研究方法叫轉換法;
(3)乙、丙所示的探究過程,當懸線與豎直方向的夾角越大,小球撞擊木塊時的速度越大;觀察到圖丙中木塊C撞得更遠,說明:物體的動能大小與速度有關;
(4)由牛頓第一定律知,如果小車不受力,小車將做勻速直線運動;
(5)在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度時,彈簧的彈性勢能轉換成小球的動能,所以不同小球的動能是相同的;小球的動能與其質量和速度都有關,由于小球的動能不變,改變其質量,因而小球的速度也會發生改變,所以該方案存在兩個變量,故錯誤。
故答案為:(1)質量;(2)木塊移動的距離;轉換法;(3)速度;(4)勻速;(5)相等;錯誤。
22.【解答】(1)實驗①②受力面積相同,壓力不同,所以探究的是壓力的作用效果與壓力大小的關系;②③的壓力相同,受力面積不同,探究的是壓力的作用效果與受力面積的關系;所以①②③探究的是問題一;
(2)實驗④⑤中,物體落下的高度相同,物體的質量不同,質量越大,下陷的深度越深,具有的重力勢能越大,所以實驗④⑤探究重力勢能大小與質量是否有關;
(3)實驗⑤⑥中,物體的質量相同,物體落下的高度不同,高度越高,物體下陷的深度越深,具有的重力勢能越大,故結論為:在質量一定時,高度越高,重力勢能越大。
故答案為:(1)問題一;(2)質量;(3)在質量一定時,高度越高,重力勢能越大。
23.【解答】(1)杠桿不在水平位置,左端向下傾斜,則重心應向右移動,故應向右調節平衡螺母;
(2)若每個鉤碼重G,每個小格長L,如圖乙所示,杠桿左邊A處掛3個相同鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,根據杠桿的平衡條件可得,3G×4L=nG×3L,解得n=4,即應在杠桿右邊B處掛同樣的鉤碼4個;
當杠桿平衡后,在A、B兩點下方同時增加一個鉤碼,則有4G×4L>5G×3L,左側力與力臂的乘積大于右側,故左端下沉;
(3)保持C點不變,當彈簧測力計從a位置轉到b位置時,此時F的力臂變短,根據杠桿的平衡條件,阻力和阻力臂不變,動力臂變小,動力變大。
故答案為:(1)右;(2)4;左端下沉;(3)變大;阻力和阻力臂不變,動力臂變小,動力變大。
24.【解答】(1)杠桿左高右低,則杠桿重心在支點右側,故應重心左移,小明將左端的平衡螺母向左調節,使杠桿在水平位置平衡;
(2)設杠桿分度值是L,一個鉤碼重是G,設在B處掛了n個鉤碼,則3G×2L=nG×3L,解得:n=2,應在B點掛2個鉤碼;
(3)多次改變力和力臂的大小,得到了多組實驗數據,得出了杠桿平衡條件。該實驗測量多組數據的目的是得出的結論避免偶然性,尋找普遍規律,故選B;
(4)如下圖所示:
以O1為支點,左端的重心在P處,右端的重心在Q處,LP<LQ,即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。
根據杠桿的平衡條件可得:GP LP=GQ LQ,
因為LP<LQ,
所以,GP>GQ,即mPg>mQg,
所以mP>mQ,
故小兔分得的蘿卜質量小于小猴的。
故答案為:(1)左;(2)2;(3)B;(4)小于。
25.【解答】(1)杠桿左端下沉,應將左端的平衡螺母向右調節;
(2)根據表格數據歸納可得:F1l1=F2l2;
(3)彈簧測力計的拉力方向改變后,拉力的力臂會隨之變小,根據杠桿平衡條件可知,要想使杠桿仍在水平位置保持平衡,應使拉力增大;
(4)小桶內沒有液體時:根據杠桿平衡條件可知,當右側掛上重物時杠桿不可能在水平位置平衡,只有重物在O點是杠桿才能在水平位置平衡,故密度計的“0刻度”在O點;
小桶內裝入液體時:根據杠桿平衡條件可知,當杠桿處于水平平衡狀態時,G液×lOM=G物×lON,小桶內所裝液體的重力為G液=ρ液gV,整理可得,代入數據可得:ρ液=1.5g/cm3。由于G物、gV和lOM都是定值,故ρ液與lON成正比,故改裝后杠桿右端的密度刻度線是均勻分布的。
故答案為:(1)右;(2)F1l1=F2l2;(3)增大;(4)O;1.5;是。
26.【解答】(1)若小李探究繩端拉力F與動滑輪直徑的關系,需要控制動滑輪的重力相同,而直徑不同,實驗步驟如下:
步驟一:按圖安裝動滑輪。
步驟二:勻速拉動彈簧測力計,使木塊升高,讀出拉力F的值并記錄。
步驟三:換用重力相同、直徑不同的動滑輪,使同一木塊勻速上升相同的高度,讀出拉力F的值并記錄。
步驟四:重復步驟三,多做幾次實驗。
(2)步驟四的目的是:多次測量避免偶然性。
(3)若小李五次實驗測得F分別為:1.8N、1.8N、1.8N、1.8N、1.8N,則初步得到的結論是:在其他因素相同時,繩端拉力F與動滑輪直徑無關。
故答案為:(1)重力相同、直徑不同;(2)多次測量避免偶然性;(3)繩端拉力F與動滑輪直徑無關。
27.【解答】
(1)根據η==×100%知實驗中需要用彈簧測力計測量物體的重力和拉力,用刻度尺測量繩子自由端和物體上升的高度,因此實驗中還需要刻度尺;
(2)①第二次實驗滑輪組的機械效率是:
η==×100%=≈78.4%;
②分析表中數據可知:同一滑輪組,物體提升相同高度,物體越重,滑輪組的機械效率越高;
③若要驗證猜想二,即驗證滑輪組機械效率可能與被提升物體的高度有關,需要控制物體的重力、動滑輪的重力相同,改變物體被提升的高度。
故答案為:(1)刻度尺;(2)①78.4%;②物體越重;③控制物體的重力、動滑輪的重力相同,改變物體被提升的高度。
28.【解答】(1)由表格數據可知,s=3h,即繩子的有效段數為3,所以該滑輪組繞繩方法為:從動滑輪的上端掛鉤向上繞過定滑輪,再由動滑輪的下方上行,如圖:

(2)第3次實驗時,該滑輪組的機械效率η==≈88.9%。
(3)由表格數據可知:動滑輪的重力不變;通過計算表明:隨著物重的增加,有用功增加,總功也增加,機械效率增大,故小玉的說法是正確的。
故答案為:(1)見解析;(2)88.9%;(3)小玉。
29.【解答】
(1)實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計,以保證拉力大小恒定;
(2)由表中數據可知,不計繩重與摩擦,滑輪組的機械效率:
η2===×100%≈66.7%;
(3)分析1、2、3次實驗的數據可知,使用同一滑輪組提升重物時,重物重力越大,滑輪組的機械效率越高;
(4)影響機械效率的只有摩擦力、繩子重力、動滑輪重力,僅改變提升物體速度的情況下,又做了上述第三次實驗,結果會發現滑輪組的機械效率不變。
故答案為:(1)勻速直線;(2)66.7%;(3)重;(4)不變。
30.【解答】(1)從圖中可知n=3,每次實驗繩端移動距離s=nh=3×10cm=30cm=0.3m;
(2)測力計的分度值為0.1N,讀數為2.5N,第2次實驗滑輪組的機械效率η======80%。分析數據可知:在物重不變的情況下,從實驗1至實驗4,動滑輪的重力逐漸變大,滑輪組的機械效率逐漸變小,故動滑輪越重滑輪組的機械效率越低;
(3)實驗中若僅增大繩端移動的距離,根據η====可知滑輪組的機械效率將不變;
(4)四次實驗中,物體上升的高度h=10cm=0.1m,有用功W有用=Gh=6.0N×0.1m=0.6J,
第1次實驗中,克服動滑輪的重力所做的額外功W動1=G動1h=0.3N×0.1m=0.03J,
總功W總1=F1s=2.2N×0.3m=0.66J,
摩擦引起的額外功W摩1=W總1﹣W有用﹣W動1=0.66J﹣0.6J﹣0.03J=0.03J,
摩擦引起的額外功占總額外功的比例為:==50%;
..............
第4次實驗中,克服動滑輪的重力所做的額外功W動4=G動4h=3.2N×0.1m=0.32J,
總功W總4=F4s=3.4N×0.3m=1.02J,
摩擦引起的額外功W摩4=W總4﹣W有用﹣W動4=1.02J﹣0.6J﹣0.32J=0.1J,
摩擦引起的額外功占總額外功的比例為:=≈24%;
本實驗中,在物重不變的情況下,動滑輪變重時,由摩擦引起的額外功占總額外功的比例變小。
故答案為:(1)30;
(2)2.5;80;低;
(3)不變;
(4)變小。
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