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(共38張PPT)
專題二 實 驗 專 題
類型5 力學探究型實驗
考點精練
一、探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)
【例1】在“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，小蘭設(shè)計了如圖2-2-48所示的實驗。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）將長木板放在水平桌面上，將木塊放在長木板上，用彈簧測力計水平向右拉著木塊做勻速直線運動，彈簧測力計示數(shù)為1 N，則木塊所受滑動摩擦力的大小為______N，方向__________（填“水平向右”或“水平向左”）。
（2）為比較滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)選用圖______________進行探究。
1
水平向左
甲、丙
（3）相比圖甲的實驗，圖乙的實驗中木塊上增加砝碼是為了增大__________________（填“砝碼對木塊”“木塊對木板”或“木板對桌面”）的壓力。
(4)若想探究滑動摩擦力與接觸面積的關(guān)系，可以在圖甲實驗的基礎(chǔ)上進行的操作是_________________________。
木塊對木板
改變木塊的放置方式
【拓展設(shè)問】
（5）為了更方便探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小蘭對實驗進行了改進，如圖2-2-49所示。水平拉動木板向左運動，A彈簧測力計的示數(shù)為5.8 N，B彈簧測力計的示數(shù)為2.6 N，則木塊受到的摩擦力方向為水平向__________（填“左”或“右”），木板與木塊之間的摩擦力大小為__________N。
左
2.6
(6)小蘭猜想滑動摩擦力的大小與速度大小有關(guān)。她設(shè)計了如圖2-2-50甲所示的實驗裝置，傳送帶的速度可以自由調(diào)節(jié)，物塊始終相對地面靜止，拉力傳感器可以顯示拉力大小。改變傳送帶速度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別繪制出傳送帶的速度與時間和拉力與時間的關(guān)系圖像。分析圖2-2-50乙、丙可知，滑動摩擦力的大小與物體相對傳送帶運動速度的大小__________（填“有關(guān)”或“無關(guān)”），理由是__________________________________
______________________________________________________________________。
無關(guān)
當壓力大小和接觸面的粗糙程度不變時，速度大小改變，滑動摩擦力的大小不變
(7)若甲、乙兩同學拔河，結(jié)果甲勝乙負，如果甲拉繩的力為F甲，乙拉繩的力為F乙，地面對甲的摩擦力為f甲，地面對乙的摩擦力為f乙，則__________（填字母）。
A. F甲＝F乙，f甲＞f乙 B. F甲＞F乙，f甲＜f乙
C. F甲＞F乙，f甲＝f乙 D. F甲＞F乙，f甲＞f乙
A
二、探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)
【例2】小明利用小桌、海綿、砝碼等器材探究影響壓力作用效果的因素，如圖2-2-51所示。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）通過比較圖甲、乙，說明________________________________
____________________________________________________________。
受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯
（2）通過比較圖_____________，說明壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
（3）將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上，則圖丙中海綿受到的壓強p和圖丁中木板受到的壓強p′的大小關(guān)系為p__________（填“＞”“＜”或“=”）p′。本實驗選擇海綿而不是木板的原因是___________________________。
乙、丙
=
木板的形變不明顯
【拓展設(shè)問】
（4）如圖戊所示，將海綿一端用木塊墊起，仍使小桌靜止。發(fā)現(xiàn)小桌對海綿壓力的作用效果比圖丙的小一些，說明同一物體放在斜面上，它對表面的壓力__________（填“增大”“減小”或“不變”）。
減小
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）U形管（如圖甲）兩側(cè)液面的__________反映液體內(nèi)部壓強的大小。這種研究方法是_____________。圖2-2-52所示，小明用液體壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點。
三、探究液體壓強與哪些因素有關(guān)
【例3】如圖2-2-52所示，小明用液體壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點。
高度差
轉(zhuǎn)換法
（2）通過圖乙、丙可得,液體內(nèi)部的壓強與液體的__________有關(guān)。
（3）小明保持圖丙中探頭的位置不變，向容器中加入適量的濃鹽水，發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)液面的高度差變大,于是得出“液體的密度越大，壓強越大”的結(jié)論。他的結(jié)論_____________(填“可靠”或“不可靠”),原因是____________________________________。
深度
不可靠
沒有控制液體的深度相同
【拓展設(shè)問】
（4）小明自制了如圖丁所示的實驗裝置，在A箱中加入水, A下部的橡皮膜C會凸起。如圖戊所示,在B箱中加入某未知液體,直到橡皮膜變平,分別測出h1=9 cm，h2=12 cm，h3=22 cm，則未知液體密度為____________________kg/m3。(ρ水=l×103 kg/m3，g取10 N/kg）
0.9×103
四、探究杠桿的平衡條件
【例4】天平和桿秤在古籍中常被稱為“權(quán)衡器”，《墨經(jīng)》最早對權(quán)衡器的杠桿原理做了理論上的探討。關(guān)于杠桿的平衡條件，小海用圖2-2-53中的裝置進行探究，其中杠桿的刻度均勻，每個鉤碼重均為0.5 N。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）實驗中，讓杠桿在__________位置平衡最便于測量力臂。
（2）如圖甲所示，杠桿已經(jīng)平衡。如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼或者將左側(cè)鉤碼向右移動5 cm，杠桿都將失去平衡。由此可以猜想：杠桿的平衡可能與力的__________和力臂有關(guān)。
水平
大小
(3)實驗中，小海保持阻力、阻力臂不變，在杠桿水平平衡時，測出每一組動力臂L1和動力F1的數(shù)據(jù)，并利用實驗數(shù)據(jù)繪制了F1與L1的關(guān)系圖像（如圖乙）。當L1為0.05 m時，F(xiàn)1為_________N。
6
（4）完成上述實驗探究后，小海又用彈簧測力計取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究，如圖丙所示，他這樣做的最終目的是__________（填字母）。
A. 便于直接讀出拉力的大小
B. 便于提供大小不同的拉力
C. 便于正確認識力臂
D. 便于測量力臂的大小
C
【素養(yǎng)設(shè)問】
(5)桿秤就是杠桿平衡條件的一個應(yīng)用，是中國最古老也是現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂玫囊环N稱質(zhì)量的簡易工具，由帶有秤星的秤桿、秤砣、提紐等組成（如圖2-2-54）。根據(jù)杠桿的平衡條件，桿秤的刻度應(yīng)是__________（填“均勻”或“非均勻”）的。圖中的桿秤有兩個提紐，使用它稱較重
的物體時，常用離秤鉤較__________
（填“近”或“遠”）的提紐。
均勻
近
（6）如圖2-2-55甲所示，粗細不均勻的胡蘿卜在水平位置平衡。將胡蘿卜沿虛線位置分割成兩部分，如圖2-2-55乙所示，P點為胡蘿卜左邊部分重心位置，Q點為胡蘿卜右邊部分重心位置，根據(jù)杠桿的平衡條件分析可知，左邊部分胡蘿卜所受的重力__________（填“大于”“小于”或“等于”）右邊部分胡蘿卜所受的重力。
大于
五、探究滑輪組(或斜面)的機械效率與哪些因素有關(guān)
【例5】小琪進行了“探究影響滑輪組機械效率的因素”的實驗，用到的裝置如圖2-2-56所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示。
實驗
次序 鉤碼
重G/N 鉤碼上升
高度h/m 拉力的大
小F/N 繩端移動
距離s/m 機械
效率η/%
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實驗是用圖__________所示裝置來完成的。
（2）通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)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的高度__________（填“無關(guān)”或“有關(guān)”）。
（3）通過比較__________兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高。
丙
無關(guān)
1、3
（4）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：使用不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重，滑輪組的機械效率__________（填“越高”或“越低”）。
（5）小琪在僅改變提升物體速度的情況下，又做了上述第4次實驗，結(jié)果會發(fā)現(xiàn)滑輪組的機械效率__________（填“變大”“變小”或“不變”）。
（6）在第4次實驗時，如果拉力方向與豎直方向有一定的夾角，那么所測得的滑輪組的機械效率將會__________（填“變大”“變小”或“不變”）。
越低
不變
變小
【拓展設(shè)問】
（7）實驗結(jié)束后，小琪利用圖2-2-57中的裝置繼續(xù)研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：a. 用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；b. 豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持O點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2。
①杠桿的機械效率的表達式η＝__________；（用已知物理量符號表示）
②本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿的機械效率的主要因素是__________________；（不計轉(zhuǎn)軸O處的摩擦）
③若只將彈簧測力計的懸掛點由B移至C，
而O、A位置不變，仍將鉤碼提升相同的高
度，則杠桿的機械效率將__________
（填“變大”“變小”或“不變”）。
杠桿的自重
不變
(8)小琪設(shè)計的測量斜面的機械效率實驗如圖2-2-58所示。用高為30 cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個斜面，并使它固定，把小車放在斜面底端A處，用彈簧測力計拉著小車從位置A沿斜面勻速上升到位置B，上升過程中彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。
根據(jù)題中提供的信息，填寫下面的實驗記錄表。（g取10 N/kg）
小車受到的重力G/N 沿斜面的拉力
F/N 小車沿斜面上升的距離s/m 小車上升的高度h/m 斜面的機械效率η/%
_________ _________ 0.800 _________ _________
2.1
1.5
0.400
70
六、探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
【例6】小明在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，用到如下器材：彈簧測力計、實心圓柱體金屬塊、大燒杯若干、水、鹽水、細線等。（g取10 N/kg）
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）實驗步驟如圖2-2-59所示。按步驟A所示測出金屬塊重為__________N。
4
（2）用彈簧測力計掛著金屬塊，將它緩慢地浸入液體中不同的深度，步驟B、C、D、E、F如圖所示（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在下表中。
實驗步驟 B C D E F
彈簧測力計示數(shù)/N 3.8 3.6 3.5 3.4
（3）在步驟D中金屬塊所受浮力是__________N。在步驟E中彈簧測力計的示數(shù)為__________N。
0.5
3.5
（4）若先完成步驟E，再完成步驟A，則測得的浮力將__________（填“偏大”或“偏小”），因為__________________
_____________________________________________________________。
（5）分析步驟A、B、C、D可知，浮力大小與物體_______________________有關(guān)；分析步驟A、E、F可知，浮力大小與____________________有關(guān)。
（6）分析步驟______________可知，浮力大小與它浸沒在液體中的深度無關(guān)。
偏大
金屬塊沾有水，
使所測重力偏大，導致測得的浮力也偏大
排開液體的體積
液體的密度
A、D、E
【拓展設(shè)問】
（7）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，金屬塊的密度是__________kg/m3。鹽水的密度是__________________kg/m3。（g取10 N/kg）
8×103
1.2×103
(8)小明用其他圓柱體做實驗，并繪制出如圖2-2-60所示的彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下表面浸入水中的深度h的關(guān)系圖像（整個過程水未溢出），根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知：
①圓柱體受到的重力為__________N，
它浸沒在水中時所受浮力為__________N，
它的密度為______________kg/m3；
6
4
1.5×103
②圖像中__________（填“AB”或“BC”）段表明物體所受浮力的大小隨其排開液體的體積的改變而改變;
③圓柱體由h1到h2的過程中，所受浮力__________，其下表面所受水的壓強__________。（均填“變大”“變小”或“不變”）
AB
不變
變大
【創(chuàng)新設(shè)問】
(9)小明還想用如圖2-2-61所示裝置驗證阿基米德原理。他將裝滿水的溢水杯放在升降臺上，用升降臺來調(diào)節(jié)溢水杯的高度。當逐漸調(diào)高升降臺時，小明發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積變大，彈簧測力計甲的示數(shù)變小，此時彈簧測力計乙
的示數(shù)會________（填“變大”“變小”或
“不變”），若它們的變化量相等，則證
明F浮________（填“>”“<”或“=”）G排。
變大
＝
七、探究動能大小與哪些因素有關(guān)
【例7】近年來，渣土車因“多拉快跑”而引發(fā)的交通事故時有發(fā)生，引起了交通管理部門的高度重視。小彤設(shè)計了如圖2-2-62所示的實驗來模擬汽車超速、超載帶來的危害，通過電磁鐵的控制，讓質(zhì)量分別為m1和m2（m1＜m2）的小鋼球從圓弧軌道的一定高度（h1＜h2）由靜止?jié)L下，撞擊水平面上的紙盒并將紙盒推動一段距離（實驗中的圓弧軌道、水平面和紙盒均不變）。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）分析甲、乙兩圖可知，圖__________（填“甲”或“乙”）中的小鋼球在剛到達水平面時的速度更大。
（2）比較甲、乙兩圖可知，在__________
一定時，小鋼球的__________越大，
動能越大。
（3）比較__________兩圖可以
模擬汽車超載帶來的危害。
乙
質(zhì)量
速度
乙、丙
(4)在水平面上，被撞出的木塊由于受到__________的作用而停下。假如水平面光滑且足夠長，它將做__________________運動。
（5）假如你是一名汽車駕駛員，請你從物理學的角度談?wù)勗诎踩熊嚪矫嫘枰⒁獾氖马棧篲_____________________________。
阻力
勻速直線
不超載行駛，不超速行駛
【創(chuàng)新設(shè)問】
(6)如圖2-2-63所示，在研究小球的動能與質(zhì)量的關(guān)系時，小彤認為可以在光滑的水平桌面上將同一根彈簧壓縮至相同的程度，分別彈出質(zhì)量不同的小球去撞擊木塊。撞擊木塊時小球的動能__________（填“相等”或“不相等”），該方案__________（填“正確”或“錯誤”）。
相等
錯誤
(7)通過實驗探究，小彤發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和速度都是影響動能大小的因素，得出正確的實驗結(jié)論后，小彤又提出了新的問題：物體的質(zhì)量和速度對物體動能的影響一樣大嗎？她查閱了相關(guān)資料，收集了一些物體的動能(如表格所示)，結(jié)合生活經(jīng)驗分析表中數(shù)據(jù)，你認為在“質(zhì)量”和“速度”這兩個因素中，對物體動能影響較大的是_________。
速度
一些物體的動能
行走的牛 約60 J
跑百米的運動員 約3×102 J
飛行的步槍子彈 約5×103 J

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