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[2019名師導(dǎo)航]科學(xué)中考一輪復(fù)習(xí)第十七講 力學(xué)及能量有關(guān)的實驗

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[2019名師導(dǎo)航]科學(xué)中考一輪復(fù)習(xí)第十七講 力學(xué)及能量有關(guān)的實驗

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第十七講《力學(xué)及能量有關(guān)的實驗》達標檢測卷
時間:45分鐘 滿分:100分
一.選擇題(共75分)
1.某同學(xué)用毫米刻度尺測量某一物體的長度,五次測量記錄是2.72厘米、2.73厘米、2.42厘米、2.73厘米、2.72厘米,則正確的測量結(jié)果該為(  )
A.2.72厘米 B.2.71厘米 C.2.725厘米 D.2.73厘米
2.王兵在“測量石塊的密度”的實驗時,測出幾組數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪出圖象,能正確表示“密度與質(zhì)量的關(guān)系”的圖象是(  )
A. B. C. D.
3.某同學(xué)設(shè)計了一個實驗,用排水法測某實心金屬塊的密度。實驗器材有小空桶、小燒杯、溢水杯、量筒和水。實驗步驟如下:
①讓小空筒漂浮在盛滿水的溢水杯中,如圖甲;
②將金屬塊浸沒在水中,測得溢出水的體積為20mL,如圖乙;
③將小燒杯中20mL水倒掉,從水中取出金屬塊,如圖丙;
④將金屬塊放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,測得此時溢出水的體積為44mL,如圖丁。
可測出金屬塊的密度是(  )
A.2.0g/cm3 B.2.2g/cm3 C.3.0g/cm3 D.3.2g/cm3
4.科學(xué)實驗中,重力有時對實驗結(jié)果的準確性會產(chǎn)生影響。下列實驗中的做法不是為了減小或避免重力影響的是(  )
A.選用輕質(zhì)泡沫塑料小球 B.選用易形變的氣球
C.將集氣瓶水平橫放 D.調(diào)節(jié)兩端螺母使杠桿在水平位置平衡
5.在探究“阻力對物體運動的影響”時,讓同一小車每次都從同一斜面的同一位置靜止滑下,使小車分別在毛巾、棉布和木板上運動直至靜止,小車運動距離如圖所示。下列說法正確的是( )
A.小車在毛巾上運動的距離最短,所以它消耗的機械能最少
B.小車在木板上運動的距離最長,所以它消耗的動能最多
C.小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同,但每次小車獲得的內(nèi)能相同
D.小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同,但每次小車克服阻力所做的功相同
6.如圖,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物塊在AB段受F=10牛的水平拉力作用,向右做勻速直線運動,到B點時撤去水平拉力,物塊仍繼續(xù)運動,到C處靜止。下列說法正確的是(  )
A.在 AB 段物塊受到水平向右的摩擦力,大小為 10 牛
B.在 AB 段物塊受到水平向左的摩擦力,大小為 20 牛
C.在 BC 段物塊受到水平向左的摩擦力,大小為 10 牛
D.在 C 點物塊受到水平向右的摩擦力,大小為 30 牛
7.在“研究壓力產(chǎn)生效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,器材有:一個鉤碼、一張小方桌和一塊海綿。采用如圖兩種方式將小方桌放置在海綿上,則在這兩種情況下(  )
A.鉤碼都受到了小方桌給予的摩擦力,且大小相等
B.鉤碼受到了重力與它對小方桌的壓力都是一對平衡力
C.壓力產(chǎn)生的效果通過小方桌陷入海綿中的面積大小來比較
D.該實驗無法得出壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系
8.小明在學(xué)習(xí)液體壓強時,用壓強計做了如下實驗,獲得下表數(shù)據(jù)。據(jù)表中信息,判斷小明研究的問題是(  )
序號 液體 深度/cm 橡皮膜方向 壓強計液面高度差/cm
1 水 3 朝上 2.8
2 6 朝上 5.6
3 9 朝上 8.4
A.液體壓強與液體深度的關(guān)系 B.液體壓強與液體密度的關(guān)系
C.液體壓強與液體溫度的關(guān)系 D.液體壓強與氣壓的關(guān)系
9.做托里拆利實驗時,測得大氣壓強是760mm汞柱,再向水銀槽里注入水銀,使水銀面上升了2cm,那么管內(nèi)外水銀面的高度差是(  )
A.780mm B.760mm C.740mm D.無法確定
10.如圖所示,以下四個關(guān)于“氣體壓強與流速的關(guān)系”的現(xiàn)象中,壓強P1、P2大小關(guān)系正確的是(  )
A.P1>P2 B. P1>P2 C. P1>P2 D.P1>P2
11.在如圖所示的“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,可以探究物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)的是圖中的(  )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁
12.如圖所示,某同學(xué)將一漂浮在水面不開口的飲料罐緩慢按入水中,當飲料罐全部浸入在水中后,繼續(xù)向下壓一段距離,共用時t0 ,此過程中飲料罐所受的浮力隨時間變化的圖象可能是下列圖中的(  )
A. B. C. D.
13.如圖是研究動能大小影響因素和重力勢能大小影響因素的兩個實驗,下列關(guān)于這兩個實驗說法正確的是(  )
A.甲圖實驗得到的結(jié)論是:在質(zhì)量相同時,小球高度越高,動能越大
B.為了盡量減少能量損耗,甲圖的整個實驗裝置最好是無限接近光滑
C.乙圖實驗的結(jié)論是:在高度相同時,物體的質(zhì)量與重力勢能成正比
D.乙圖實驗中要控制球的體積相同,因為壓強大小與受力面積有關(guān)
14.為探究重力勢能與質(zhì)量關(guān)系,如圖所示小龍選擇了體積不同的實心鋁球a、b,體積相同的實心銅球c和鋁球d以及平整的橡皮泥進行實驗。下列關(guān)于本實驗說法不正確的是(  )
A.實驗時要讓球從同一高度自由落下
B.比較球落在橡皮泥中的凹陷程度來反應(yīng)勢能的大小
C.研究a球和b球可以驗證重力勢能與質(zhì)量的有關(guān)
D.本實驗器材還可以探究重力勢能與高度的關(guān)系
15.為了探究杠桿的平衡條件,物理老師帶來了一個自制杠AB,從其上找一點C用支架支起來,如圖所示。當小強依次在杠桿上的A1、A2、A等各點施加一個向下的力時,發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶。根據(jù)這一實驗現(xiàn)象大家提出的以下四個問題中,其中最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是(  )
A.水桶重和位置不變,杠桿平衡時,為什么施力點離支點越遠就越省力?
B.水桶重和位置不變,杠桿平衡時,動力和動力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
C.阻力和阻力臂不變,杠桿平衡時,動力和動力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
D.杠桿平衡時,動力和動力臂、阻力和阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
16.使用下列簡單機械時,一定省力的是(  )
A.鍘刀和定滑輪 B.撬棒和理發(fā)剪刀 C.羊角錘和手推車 D.瓶蓋起子和釣魚桿
17.某人用如圖定滑輪將重為G的重物勻速提起,若作用在繩的自由端的力分別為F1、F2、F3,則(  )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2<F3 D.F1=F3<F2
18.如圖所示,物體G在豎直向上的拉力F的作用下,勻速上升0.2m.已知G=18N,F(xiàn)=10N.這一過程中摩擦和繩重不計,不能得到的結(jié)論是(  )
A.繩子自由端上升0.4m B.拉力F做功4J
C.動滑輪重為4N D.物體重力G做功3.6J
19.如圖所示,用滑輪或滑輪組提起同一重物G,若不計繩子、滑輪的重及摩擦,其中最省力的是(  )
A. B. C. D.
20.如圖所示,在豎直向上大小為10N的力F的作用下,重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s,不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦,則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為(  )
A.20N 0.4m/s B.20N 0.1m/s C.5N 0.4m/s D.5N 0.1m/s
21.如圖所示的滑輪組上掛砝碼A、B后恰好靜止(輪和繩子的重及摩擦不計).若再在A、B下面各掛上一個質(zhì)量相等的小砝碼,將出現(xiàn)的情況是(  )
A.A下降 B.A上升 C.保持靜止 D.砝碼質(zhì)量未知,無法確定
22.某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率。保持O點位置不變,豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢勻速上升,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C、B兩點上升的高度為h1、h2.則下列說法錯誤的是(  )
A.杠桿機械效率的表達式為
B.若提升的鉤碼重一定,則影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿的自重
C.若只將鉤碼的懸掛點由 A 移至 C,O、B 位置不變,仍將鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機械效率將變大
D.若彈簧測力計始終豎直向上拉,則測力計示數(shù)不斷變化
23.如圖所示,小明分別用甲、乙兩個滑輪組勻速提起重力為G的物體,且物體上升速度相同。若不計繩重及摩擦,每個滑輪質(zhì)量相同,對比兩個滑輪組,下列說法正確的是(  )
A.甲的拉力小于乙的拉力 B.甲、乙繩子自由端移動的速度相等
C.甲、乙的機械效率相等 D.拉力甲的功率大于拉力乙的功率
24.如圖甲所示,一物體置于斜面上剛好能沿斜面勻速下滑,現(xiàn)用一沿斜面向上的拉力F使該物體沿斜面向上勻速滑動,如圖乙所示,則可知此時斜面的機械效率是(  )
A. B.50% C.75% D.條件不足,無法確定斜面具體的機械效率
25.如圖所示,在探究“斜面的機械效率”的實驗中,以下說法正確的是(  )
A.用彈簧測力計沿斜面向上拉木塊時,應(yīng)盡量慢速
B.斜面的傾斜程度影響斜面的機械效率
C.木塊與斜面間的摩擦對斜面的機械效率沒有影響
D.斜面的傾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
二.非選擇題(共25分)
26.如圖為兩個同學(xué)測試反應(yīng)快慢的實驗。
(1)測試者手拿一長尺,被測試者伸出一只手的拇指和食指,尺子正好置于被測試者的拇指和食指之間,對準0刻度。當測試者突然放手,尺子下落,被測試者迅速夾住尺子,通過觀察____________________來判斷反應(yīng)的快慢。
(2)俗話說“一心不能二用”,為了讓被測試者“分心”,實驗時可讓其邊__________邊完成實驗測試。
(3)要讓實驗結(jié)果科學(xué)可信,實驗過程中尺子要豎直向下,同時控制好__________(請寫出一個需要控制的變量)。
27.小明想知道醬油的密度,于是他和小華用天平和量筒做了如下實驗:
(1)將天平放在水平臺上,把游碼放在零刻度處,發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè),要使橫梁平衡,應(yīng)將平衡螺母向__________(選填“右”或“左”)調(diào)。
(2)用天平測出空燒杯的質(zhì)量為17g,在燒杯中倒入適量的醬油,測出燒杯和醬油的總質(zhì)量如圖甲所示,將燒杯中的醬油全部倒入量筒中,醬油的體積如圖乙所示,則燒杯中醬油的質(zhì)量為__________g,醬油的密度為__________kg/m3。
(3)小明用這種方法測出的醬油密度會 偏大 (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)小華不小心將量筒打碎了,老師說只用天平也能測量出醬油的密度。于是小華添加兩個完全相同的燒杯和適量的水,設(shè)計了如下實驗步驟,請你補充完整。
①調(diào)好天平,用天平測出空燒杯質(zhì)量為m0。
②將一個燒杯__________,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m1。
③用另一個燒杯裝滿醬油,用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m2。
④則醬油的密度表達式ρ=____________________。(已知水的密度為ρ水)
28.如圖甲是小婷同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。
(1)小婷將系于小卡片(重力可忽略不計)兩端的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________,并通過調(diào)整鉤碼的__________來改變拉力的大小。
(2)當小卡片平衡時,小婷將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后小卡片__________(選填“能”或“不能”)平衡。設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究__________的兩個力能否平衡。
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小婷下一步的操作是:__________。
(4)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖乙所示的實驗,同學(xué)們認為小婷的實驗優(yōu)于小明的實驗,其主要原因是__________。
A.減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響 B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)。
29.小夢在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”時,作了如下猜想:
A.可能與接觸面的粗糙程度有關(guān);B.可能與壓力的大小有關(guān)。接著她按圖所示的步驟進行實驗:
(1)步驟①和②是為了驗證猜想 A (選填“A”或“B”)。
(2)小夢接著按步驟①和③探究另一猜想。你認為步驟③能否測出摩擦力?__________。
(3)小夢想:滑動摩擦力的大小是否與物體運動的速度有關(guān)呢?她用①的裝置進行實驗:先水平拉動木塊勻速滑動,讀出彈簧測力計的示數(shù)為2N,緊接著增大拉力使木塊加速滑動,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)為4N.根據(jù)上述實驗,小夢得到了“在壓力和接觸面粗糙程度一定時,物體運動的速度越大,滑動摩擦力越大”的結(jié)論。分析操作過程小夢的結(jié)論是不可信的,原因是____________________。
(4)上題中小夢增大拉力使木塊加速滑動時,木塊所受的摩擦力為__________N。
30.在研究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某同學(xué)利用所提供的器材(小桌、海綿、砝碼、木板)設(shè)計了如圖(a)、(b)所示兩個實驗。
(1)在上述實驗中,根據(jù)____________________來比較壓力的作用效果的。
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,則pb__________pc.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
31.某興趣小組在研究液體內(nèi)部壓強規(guī)律時,他們通過吸管總質(zhì)量m來比較吸管底部所受液體壓強的大小,所用實驗器材有:長為0.2米的吸管(底部用蠟封住)、電子天平、酒精(ρ=800千克/米3)、水、未知液體、刻度尺、細沙、柱狀容器等。實驗時,他們首先在容器內(nèi)裝入足量水,并將適量細沙裝入吸管中,用電子天平測出其總質(zhì)量m.本實驗中,他們將該吸管放入水中,如圖所示,用刻度尺測出其靜止時浸入液體的深度h,記錄相關(guān)實驗數(shù)據(jù)于表一中。接著,他們把水更換為酒精,重復(fù)上述過程,并記錄數(shù)據(jù)于表二中
表一
序號 液體 h(米) m(千克)
1 水 0.08 0.008
2 水 0.10 0.010
3 水 0.12 0.012
表二
序號 液體 h(米) m(千克)
4 酒精 0.10 0.008
5 酒精 0.12 0.096
6 酒精 0.15 0.012
(1)分析比較實驗序號__________的數(shù)據(jù)可得出液體內(nèi)部壓強和液體密度有關(guān)。
(2)分析比較實驗序號1、2與3(或4、5與6)的數(shù)據(jù)可得出初步結(jié)論是:____________________。
(3)該小組一位成員把總質(zhì)量為m0的吸管放入未知液體中,測得其靜止時浸入液體的深度為h0(h0<0.2米),則該未知液體的密度為__________(用m0、h0和ρ水的代數(shù)式表示)。
32.小明同學(xué)探究“浮力大小與排開水的重力關(guān)系”的實驗過程如下:
①如圖乙,用彈簧測力計測出石塊的重力為F1;
②如圖丙,用彈簧測力計測出空燒杯的重力為F2;
③如圖丁,把石塊浸入盛滿水的溢杯中,用該空燒杯承接從溢杯里被排出的水,當石塊全部浸入水中時,讀出彈簧測力計的示數(shù)為F3;
④如圖戊,用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重力為F4。
(1)用F1、F2、F3、F4表示,實驗中測得石塊所受的浮力為__________。
(2)得出物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系后,小明和同學(xué)小王對物體浸沒前受到的浮力大小與浸入水中的深度是否有關(guān),有不同的猜想,于是用相同的長方體重物,分別以甲圖和乙圖的方式進行實驗,并獲得如下數(shù)據(jù):
實驗者 實驗序號 物體重G(N) 浸入水中深度h(cm) 彈簧秤讀數(shù)F/(N) 浮力大小F浮/(N)
小王 1 4.8 2.0 4.2
2 4.0 3.6
3 6.0 3.0
小明 4 4.8 3.0 3.6
5 4.0 3.2
6 5.0 2.8
(3)分析實驗序號1、2、3或4、5、6可以得出的結(jié)論是:____________________。
(4)綜合分析兩個人的數(shù)據(jù),你會發(fā)現(xiàn)第(3)小題的結(jié)論是不正確的,請你指出相關(guān)的實驗序號,并做簡要說明來支持你的觀點。________________________________________。課后,小明和小王才知道,物體受到的浮力大小隨排開水的體積增大而增大。
33.如圖所示,在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)時,讓同一小車分別從同一斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊水平面上同一木塊。
(1)第一次實驗的情景如圖甲所示,在進行第二次實驗前,應(yīng)先將撞出的木塊____________________;
(2)若操作正確,第二次實驗?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示,則此實驗的結(jié)論是:__________________________________________________。
(3)若要探究動能大小與質(zhì)量之間的關(guān)系,應(yīng)如何操作:讓大小不同的小車從同一斜面上____________________。
(4)同班同學(xué)小紅發(fā)現(xiàn),木塊被鋼球撞擊后移動的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認為是木塊太重導(dǎo)致滑動摩擦力過大的原因造成。為了驗證猜測,小紅設(shè)計了如圖丙所示“探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實驗,當接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,通過多次實驗得到了表格中的相關(guān)數(shù)據(jù),請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析并得出,滑動摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為__________。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
木塊對木板壓力F/N 2 3 4 5 6
彈簧測力計讀數(shù)f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
34.將普通塑料水管進行改裝,能做多個實驗。將塑料水管①側(cè)面開口并標上刻度,再將塑卷水管②在側(cè)面不同高度開兩個大小合適的口。
(1)將兩根塑料管按圖甲連接,選合適的滑塊放入管①,將一鋼球從管②的口放入后,靜止釋放。觀察并記錄____________________。取出鋼球,將滑塊移回原位,將鋼球從另一個口放入,重復(fù)實驗。該實驗可驗證動能大小與__________的關(guān)系。
(2)將兩根塑料管按圖乙連接驗證“重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系”請你寫出實驗步驟。________________________________________________________________________________
35.在探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關(guān)系”實驗中,所用的實驗器材有:支架、帶有滑輪的長木板(滑輪與木板之間的距離是可調(diào)的)、帶掛鉤的木塊、彈簧測力計、棉布、毛巾、刻度尺、細線等。實驗裝置如圖所示。
(1)為保證實驗數(shù)據(jù)準確,讀數(shù)時木塊必須處于__________狀態(tài)。
(2)通過長木板上的定滑輪拉木塊的優(yōu)點是________________________________________(寫一條)。
(3)測得的實驗數(shù)據(jù)如下表;
實驗次數(shù) 斜面傾斜程度 接觸面 木塊重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面長S/m 機械效率η
1 最陡 木塊與木板 5.0 0.20 4.5 0.30 74.1%
2 較陡 木塊與木板 5.0 0.20 3.8 0.40 65.8%
3 較緩 木塊與木板 5.0 0.20 3.4 0.50 58.9%
4 較緩 木塊與棉布 5.0 0.20 4.0 0.50 ?
5 較緩 木塊與毛巾 5.0 0.20 4.8 0.50 41.7%
1 第4次實驗測得的機械效率η=__________。
2 第5次在毛巾面上運動時,木塊受到摩擦力為__________N。
3 根據(jù)第1、2、3三次實驗的信息,可得出的結(jié)論是:______________________________。
36.在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,分別做了甲、乙、丙3組實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
次數(shù) 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升的距離/cm 彈簧測力計的示數(shù)/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
(1)在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼__________(選填“快速”或“緩慢”)勻速上升。
(2)進行第3次測量時滑輪組的機械效率約__________。
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,則下列關(guān)于滑輪組機械效率的計算關(guān)系中正確的是__________。
A.η= B.η= C.η= D.η=1﹣。
1第十七講《力學(xué)及能量有關(guān)的實驗》達標檢測卷
時間:45分鐘 滿分:100分
一.選擇題(共75分)
1.某同學(xué)用毫米刻度尺測量某一物體的長度,五次測量記錄是2.72厘米、2.73厘米、2.42厘米、2.73厘米、2.72厘米,則正確的測量結(jié)果該為(  )
A.2.72厘米 B.2.71厘米 C.2.725厘米 D.2.73厘米
【答案】D
【解析】分析物五次測量數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),2.42cm這個數(shù)據(jù)與其他三個相差太大,應(yīng)該是一個錯誤數(shù)據(jù);所以其它四次測量的平均值為:=2.725cm≈2.73cm。所以物體的長度為2.73cm。故選D。
2.王兵在“測量石塊的密度”的實驗時,測出幾組數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪出圖象,能正確表示“密度與質(zhì)量的關(guān)系”的圖象是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因為密度是物質(zhì)的一種特性,其大小與物質(zhì)的質(zhì)量無關(guān),因此,石塊的密度不會隨質(zhì)量發(fā)生變化,只有選項A符合題意。故選A。
3.某同學(xué)設(shè)計了一個實驗,用排水法測某實心金屬塊的密度。實驗器材有小空桶、小燒杯、溢水杯、量筒和水。實驗步驟如下:
①讓小空筒漂浮在盛滿水的溢水杯中,如圖甲;
②將金屬塊浸沒在水中,測得溢出水的體積為20mL,如圖乙;
③將小燒杯中20mL水倒掉,從水中取出金屬塊,如圖丙;
④將金屬塊放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,測得此時溢出水的體積為44mL,如圖丁。
可測出金屬塊的密度是(  )
A.2.0g/cm3 B.2.2g/cm3 C.3.0g/cm3 D.3.2g/cm3
【答案】D
【解析】由圖甲和圖乙可知,金屬塊的體積:V=V排水=20mL=20cm3,因為將金屬塊放入小空筒,小空筒漂浮在水面時受到的浮力等于小空桶的重力與金屬塊的重力之和,而小空桶浮在水面上時水未溢出,所以,小空桶和金屬塊排開水的體積:V排=20mL+44mL=64mL=64cm3,由漂浮條件可知,浮力即為金屬塊所受浮力,等于金屬塊的重力,所以金屬塊的重力:G=F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×64×10﹣6m3=0.64N,金屬塊的質(zhì)量:m===0.064kg,則被測金屬塊的密度:ρ===3.2×103kg/m3=3.2g/cm3。故選D。
4.科學(xué)實驗中,重力有時對實驗結(jié)果的準確性會產(chǎn)生影響。下列實驗中的做法不是為了減小或避免重力影響的是(  )
A.選用輕質(zhì)泡沫塑料小球 B.選用易形變的氣球
C.將集氣瓶水平橫放 D.調(diào)節(jié)兩端螺母使杠桿在水平位置平衡
【答案】B
【解析】A、選用輕質(zhì)泡沫塑料小球,排斥的遠,效果更明顯,是為了減小重力的影響,故A錯誤;B、選用易形變的氣球,是為了更好的看出形變情況,故不是為了減小或避免重力影響,故B正確;C、如果上下放置密度小的更易在上面,會影響擴散現(xiàn)象,故將集氣瓶水平橫放,使重心降低,是為了減小重力對實驗的影響,故C錯誤;D、調(diào)節(jié)兩端螺母使杠桿在水平位置平衡,使重心在支點處,減小重力對實驗的影響,故D錯誤。故選B。
5.在探究“阻力對物體運動的影響”時,讓同一小車每次都從同一斜面的同一位置靜止滑下,使小車分別在毛巾、棉布和木板上運動直至靜止,小車運動距離如圖所示。下列說法正確的是( )
A.小車在毛巾上運動的距離最短,所以它消耗的機械能最少
B.小車在木板上運動的距離最長,所以它消耗的動能最多
C.小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同,但每次小車獲得的內(nèi)能相同
D.小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同,但每次小車克服阻力所做的功相同
【答案】D
【解析】A、每次實驗讓小車從同一斜面同一高度由靜止滑下,其一開始具有的重力勢能是相同的,最后小車在水平面靜止,其機械能為零,因此,整個過程中,消耗的機械能是相同的,故A錯誤;B、小車到達水平面時的速度相同,說明一開始的動能相同,最后靜止時動能都為零,因此,消耗的動能是相同的,與小車運動的距離無關(guān),故B錯誤;C、小車運動過程中,將機械能轉(zhuǎn)化為自身的內(nèi)能和接觸面的內(nèi)能,因此,小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同,每次小車獲得的內(nèi)能也可能不同,故C錯誤;D、由前面的分析可知,小車一開始的機械能是相同的,其最終克服阻力做功,機械能變?yōu)榱悖瑱C械能減少的量相同,因此,每次小車克服阻力所做的功相同,故D正確。故選D。
6.如圖,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物塊在AB段受F=10牛的水平拉力作用,向右做勻速直線運動,到B點時撤去水平拉力,物塊仍繼續(xù)運動,到C處靜止。下列說法正確的是(  )
A.在 AB 段物塊受到水平向右的摩擦力,大小為 10 牛
B.在 AB 段物塊受到水平向左的摩擦力,大小為 20 牛
C.在 BC 段物塊受到水平向左的摩擦力,大小為 10 牛
D.在 C 點物塊受到水平向右的摩擦力,大小為 30 牛
【答案】C
【解析】AB、在 AB 段物塊做勻速直線運動,木塊處于平衡狀態(tài),拉力與滑動摩擦力相等,物體向右運動,受到水平向左的摩擦力,大小為 10 N,故A錯誤,B錯誤;C、在 BC 段物塊做減速運動,到C處靜止,BC段滑動摩擦力大小只與壓力與接觸面粗糙程度有關(guān),故滑動摩擦力不變,還是10N,故C正確;D、粗糙程度相同的水平地面上,在 C 點物塊靜止,在水平方向不收力的作用,故D錯誤。故選C。
7.在“研究壓力產(chǎn)生效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,器材有:一個鉤碼、一張小方桌和一塊海綿。采用如圖兩種方式將小方桌放置在海綿上,則在這兩種情況下(  )
A.鉤碼都受到了小方桌給予的摩擦力,且大小相等
B.鉤碼受到了重力與它對小方桌的壓力都是一對平衡力
C.壓力產(chǎn)生的效果通過小方桌陷入海綿中的面積大小來比較
D.該實驗無法得出壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系
【答案】D
【解析】A、鉤碼相對于小桌靜止,沒有相對運動的趨勢,故鉤碼沒有受到了小方桌給予的摩擦力,錯誤;B、鉤碼受到的重力方向豎直向下,它對小方桌的壓力也是豎直向下(或二力分析不作用在同一個物體上也可),不符合二力平衡的條件,錯誤;C、壓力產(chǎn)生的效果通過小方桌陷入海綿中的深度大小來比較,錯誤;D、兩圖中,壓力大小相同,受力面積不同,故只能研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,不能研究探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系,正確。故選D。
8.小明在學(xué)習(xí)液體壓強時,用壓強計做了如下實驗,獲得下表數(shù)據(jù)。據(jù)表中信息,判斷小明研究的問題是(  )
序號 液體 深度/cm 橡皮膜方向 壓強計液面高度差/cm
1 水 3 朝上 2.8
2 6 朝上 5.6
3 9 朝上 8.4
A.液體壓強與液體深度的關(guān)系 B.液體壓強與液體密度的關(guān)系
C.液體壓強與液體溫度的關(guān)系 D.液體壓強與氣壓的關(guān)系
【答案】A
【解析】由題意可知,液體的密度一定,方向一定,深度不斷增加,壓強計的液面高度差增大,壓強增大。所以此實驗利用控制變量法探究液體壓強跟液體深度的關(guān)系,故A正確,BCD錯誤。故選A。
9.做托里拆利實驗時,測得大氣壓強是760mm汞柱,再向水銀槽里注入水銀,使水銀面上升了2cm,那么管內(nèi)外水銀面的高度差是(  )
A.780mm B.760mm C.740mm D.無法確定
【答案】B
【解析】當水銀槽內(nèi)水銀面上升2cm時,管內(nèi)的水銀面也會相應(yīng)上2cm,二者之間的高度差仍為760mm。故選B。
10.如圖所示,以下四個關(guān)于“氣體壓強與流速的關(guān)系”的現(xiàn)象中,壓強P1、P2大小關(guān)系正確的是(  )
A.P1>P2 B. P1>P2 C. P1>P2 D.P1>P2
【答案】A
【解析】A、如圖物體上表面平直,下表面向下彎曲,相同時間內(nèi),空氣經(jīng)過下方的路程比上方路程長,下方流速大,壓強小,即P1>P2.故A正確;B、如圖物體上下表面凸起程度相同,相同時間內(nèi),空氣經(jīng)過兩面的路程相同,速度相同,壓強相同,即P1=P2.故B不正確;C、對著兩張紙的中間吹氣,兩張紙中間的空氣流速變大,壓強變小,小于紙外側(cè)的大氣壓,但外側(cè)壓強相同,即P1=P2.故C不正確;D、如圖用漏斗從乒乓球上方吹氣,乒乓球上方氣流速度大于下方的氣流速度,則上方壓強小于下方壓強,即P1<P2.故D不正確;故選A。
11.在如圖所示的“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,可以探究物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)的是圖中的(  )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁
【答案】A
【解析】要探究物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)時,要控制液體的密度不變,改變物體排開液體的體積,由以上四圖可知甲丙兩圖符合。故選A。
12.如圖所示,某同學(xué)將一漂浮在水面不開口的飲料罐緩慢按入水中,當飲料罐全部浸入在水中后,繼續(xù)向下壓一段距離,共用時t0 ,此過程中飲料罐所受的浮力隨時間變化的圖象可能是下列圖中的(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根據(jù)公式F浮=ρgV排可知,排開水的體積一定時,受到的浮力將不再變化;在A中,表示一開始就受到浮力作用,然后浮力逐漸增加,最后保持不變,符合題意;在B中,表示物體逐漸浸沒,所受浮力逐漸變大,最后不變,不合題意;在C中,表示物體完全浸沒后,不管怎樣移動,排開水的體積不再變化,受到的浮力保持不變;不合題意;在D中,表示物體受到的浮力逐漸增加,不合題意;故選A。
13.如圖是研究動能大小影響因素和重力勢能大小影響因素的兩個實驗,下列關(guān)于這兩個實驗說法正確的是(  )
A.甲圖實驗得到的結(jié)論是:在質(zhì)量相同時,小球高度越高,動能越大
B.為了盡量減少能量損耗,甲圖的整個實驗裝置最好是無限接近光滑
C.乙圖實驗的結(jié)論是:在高度相同時,物體的質(zhì)量與重力勢能成正比
D.乙圖實驗中要控制球的體積相同,因為壓強大小與受力面積有關(guān)
【答案】D
【解析】A、由甲圖可知,在小球的質(zhì)量相同時,高度越高,具有的重力勢能越大,則小球到達平面的速度越大,推動紙盒的距離越遠,表面小球的動能越大,故A錯誤;B、小車推動木塊移動的距離越大,說明小車對木塊做的功越多,也反映了小車具有的動能越大;若水平面絕對光滑,木塊將做勻速直線運動,本實驗將不能達到探究目的,故B錯誤;C、由圖可知,質(zhì)量不同的鐵球和木球在高度相同時,撞擊地面時,坑的大小不同,坑越深,表明重力勢能越大,故結(jié)論為在高度相同時,物體的重力勢能與質(zhì)量成正比,故C錯誤;D、影響壓力作用效果的因素有兩個:壓力大小、接觸面積的大小,故實驗中要控制球的體積相同,故D正確。故選D。
14.為探究重力勢能與質(zhì)量關(guān)系,如圖所示小龍選擇了體積不同的實心鋁球a、b,體積相同的實心銅球c和鋁球d以及平整的橡皮泥進行實驗。下列關(guān)于本實驗說法不正確的是(  )
A.實驗時要讓球從同一高度自由落下
B.比較球落在橡皮泥中的凹陷程度來反應(yīng)勢能的大小
C.研究a球和b球可以驗證重力勢能與質(zhì)量的有關(guān)
D.本實驗器材還可以探究重力勢能與高度的關(guān)系
【答案】C
【解析】A、由題可知,題中要探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系,所以要控制兩球下落的高度相同,質(zhì)量不同,故A正確;B、利用轉(zhuǎn)換法,通過比較球落在橡皮泥中的凹陷程度來反映勢能的大小,故B正確;C、在探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時,要控制兩球下落的高度相同,質(zhì)量不同,因此在選取器材時應(yīng)選質(zhì)量不同的兩個小球,同時為了避免球的體積大小對實驗的影響,所選取的兩個球的體積應(yīng)相同,而a球和b球體積不同,故C錯誤;D、本實驗器材還可以選擇同一個小球(質(zhì)量一定),分別從不同的高度自由落下,可以探究重力勢能與高度的關(guān)系,故D正確。故選C。
15.為了探究杠桿的平衡條件,物理老師帶來了一個自制杠AB,從其上找一點C用支架支起來,如圖所示。當小強依次在杠桿上的A1、A2、A等各點施加一個向下的力時,發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶。根據(jù)這一實驗現(xiàn)象大家提出的以下四個問題中,其中最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是(  )
A.水桶重和位置不變,杠桿平衡時,為什么施力點離支點越遠就越省力?
B.水桶重和位置不變,杠桿平衡時,動力和動力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
C.阻力和阻力臂不變,杠桿平衡時,動力和動力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
D.杠桿平衡時,動力和動力臂、阻力和阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
【答案】C
【解析】水桶重和位置不變,即阻力和阻力臂不變,當小強依次在杠桿上的A1、A2、A等各點施加一個向下的力時,力臂不斷增大,發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶,說明力越來越小,故此實驗最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是阻力和阻力臂不變,杠桿平衡時,動力和動力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?。故選C。
16.使用下列簡單機械時,一定省力的是(  )
A.鍘刀和定滑輪 B.撬棒和理發(fā)剪刀 C.羊角錘和手推車 D.瓶蓋起子和釣魚桿
【答案】C
【解析】A、鍘刀通常是省力的,但定滑輪的實質(zhì)卻是等臂杠桿,所以不合題意;B、撬棒通常是省力的,但理發(fā)剪刀一般刀口部分長于刀柄,屬費力杠桿,所以不合題意;C、羊角錘和手推車都有著較長的用力柄,動力臂長于阻力臂,而且相對固定,所以符合題意;D、瓶蓋起子通常是省力的,但釣魚桿卻是典型的費力杠桿,所以不合題意。故選C。
17.某人用如圖定滑輪將重為G的重物勻速提起,若作用在繩的自由端的力分別為F1、F2、F3,則(  )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2<F3 D.F1=F3<F2
【答案】B
【解析】如圖所示,滑輪為定滑輪的使用;由于使用定滑輪不省力,但能改變用力方向,故三個方向的力的大小是相等的。故選B。
18.如圖所示,物體G在豎直向上的拉力F的作用下,勻速上升0.2m.已知G=18N,F(xiàn)=10N.這一過程中摩擦和繩重不計,不能得到的結(jié)論是(  )
A.繩子自由端上升0.4m B.拉力F做功4J
C.動滑輪重為4N D.物體重力G做功3.6J
【答案】C
【解析】A、由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離:s=2h=2×0.2m=0.4m,故A結(jié)論可以得到;B、拉力做的功:W=Fs=10N×0.4m=4J,故B結(jié)論可以得到;C、不計摩擦和繩重,拉力F=(G+G動),則G動=2F﹣G=2×10N﹣18N=2N,故C結(jié)論不可以得到;D、物體重力G做功:WG=Gh=18N×0.2m=3.6N,故D結(jié)論可以得到。故選C。
19.如圖所示,用滑輪或滑輪組提起同一重物G,若不計繩子、滑輪的重及摩擦,其中最省力的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】若不計繩子、滑輪的重及摩擦;A、由兩段繩子承擔物體的重,即F=G;B、是定滑輪,不能省力,即F=G;C、由3段繩子承擔物體的重,即F=G;D、由兩段繩子承擔物體的重,即F=G。綜合分析最省力的是C。故選C。
20.如圖所示,在豎直向上大小為10N的力F的作用下,重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s,不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦,則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為(  )
A.20N 0.4m/s B.20N 0.1m/s C.5N 0.4m/s D.5N 0.1m/s
【答案】D
【解析】根據(jù)題干中圖可知:該滑輪動滑輪的特殊使用方法,根據(jù)動滑輪的特點可知:F=2G=10N,則G=5N;F移動的距離是物體移動距離的二分之一,故重物A上升速度為0.2m/s,F(xiàn)上升的速度就是0.1m/s。故選D。
21.如圖所示的滑輪組上掛砝碼A、B后恰好靜止(輪和繩子的重及摩擦不計).若再在A、B下面各掛上一個質(zhì)量相等的小砝碼,將出現(xiàn)的情況是(  )
A.A下降 B.A上升 C.保持靜止 D.砝碼質(zhì)量未知,無法確定
【答案】B
【解析】由圖知,此滑輪組由兩段繩子承擔物重,所以繩端拉力是物重的二分之一。又不計輪重,所以物體靜止時,GB=GA,若A和B處各掛上質(zhì)量相等的鉤碼時,GB>GA,所以A將上升。故選B。
22.某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率。保持O點位置不變,豎直向上拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼緩慢勻速上升,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C、B兩點上升的高度為h1、h2.則下列說法錯誤的是(  )
A.杠桿機械效率的表達式為
B.若提升的鉤碼重一定,則影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿的自重
C.若只將鉤碼的懸掛點由 A 移至 C,O、B 位置不變,仍將鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機械效率將變大
D.若彈簧測力計始終豎直向上拉,則測力計示數(shù)不斷變化
【答案】D
【解析】A、有用功是提升鉤碼所做的功,鉤碼上升高度為h1,則W有=Gh1,測力計拉力做的功為總功,拉力端上升高度為h2,則W總=Fh2,所以,杠桿機械效率的表達式為η==.故A正確;B、有用功是提升鉤碼所做的功,額外功主要是克服杠桿重力做的功,機械效率等于有用功與總功的比值;提升的鉤碼重一定,在鉤碼上升高度一定時,有用功一定,所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力,故B正確;C、懸掛點由A移至C點時,如果仍使鉤碼提升相同的高度,則有用功相同;鉤碼從A點到C點,鉤碼還升高相同的高度,則杠桿旋轉(zhuǎn)的角度減小,杠桿提升的高度h減小,由W額=G杠h可知,額外功減小,則總功減小,所以杠桿的機械效率變大,故C正確;D、若彈簧測力計始終豎直向上拉,動力臂與阻力臂的比值不變(等于),阻力(即鉤碼和杠桿的總重力)不變,由杠桿平衡條件可知,拉力不變,即測力計示數(shù)不變,故D錯誤。故選D。
23.如圖所示,小明分別用甲、乙兩個滑輪組勻速提起重力為G的物體,且物體上升速度相同。若不計繩重及摩擦,每個滑輪質(zhì)量相同,對比兩個滑輪組,下列說法正確的是(  )
A.甲的拉力小于乙的拉力 B.甲、乙繩子自由端移動的速度相等
C.甲、乙的機械效率相等 D.拉力甲的功率大于拉力乙的功率
【答案】C
【解析】由題知,利用兩個滑輪組提升相同的重物G,并且每個滑輪的質(zhì)量、重力G輪相同,物體上升的速度v物相同。A、由圖知,n甲=2,n乙=3,不計繩重及摩擦,則拉力分別為F甲=(G+G輪),F(xiàn)乙=(G+G輪),所以甲的拉力大于乙的拉力,故A錯誤;B、由圖知,n甲=2,n乙=3,甲滑輪組繩子自由端移動的速度v甲=2v物,乙滑輪組繩子自由端移動的速度v乙=3v物,所以甲、乙繩子自由端移動的速度不相等,故B錯誤;C、不計繩重及摩擦,滑輪組的機械效率η===,因提升的重物G相同,且每個滑輪的重力G輪相同,所以兩個滑輪組的機械效率相等,故C正確;D、拉力做功的功率P===Fv,則拉力甲的功率:P甲=F甲v甲=(G+G輪)×2v物=(G+G輪)×v物;拉力乙的功率:P乙=F乙v乙=(G+G輪)×3v物=(G+G輪)×v物;可見,拉力甲的功率等于拉力乙的功率,故D錯誤。故選C。
24.如圖甲所示,一物體置于斜面上剛好能沿斜面勻速下滑,現(xiàn)用一沿斜面向上的拉力F使該物體沿斜面向上勻速滑動,如圖乙所示,則可知此時斜面的機械效率是(  )
A. B.50% C.75% D.條件不足,無法確定斜面具體的機械效率
【答案】B
【解析】由甲圖中物體勻速下降得重力的功等于阻力的功,即WG=Wf,物體勻速上升時,拉力的功要克服重力和摩擦力的功,即拉力的功等于W總=WG+Wf=2WG,則機械效率η=×100%=×100%=50%。故選B。
25.如圖所示,在探究“斜面的機械效率”的實驗中,以下說法正確的是(  )
A.用彈簧測力計沿斜面向上拉木塊時,應(yīng)盡量慢速
B.斜面的傾斜程度影響斜面的機械效率
C.木塊與斜面間的摩擦對斜面的機械效率沒有影響
D.斜面的傾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
【答案】B
【解析】A.為了保證彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定,就要讓木塊做勻速直線運動,而不是盡量慢速,故A錯誤;B.其他條件一定時,斜面傾斜程度越大,機械效率越高,故B正確;C.摩擦力不同,其他條件一定時,額外功不同,總功也不同,斜面的機械效率不同,所以摩擦力對斜面的機械效率有影響,故C錯誤;D.由斜面的特點可知,斜面的傾斜程度越大,越費力,沿斜面所用的拉力越大,故D錯誤。故選B。
二.非選擇題(共25分)
26.如圖為兩個同學(xué)測試反應(yīng)快慢的實驗。
(1)測試者手拿一長尺,被測試者伸出一只手的拇指和食指,尺子正好置于被測試者的拇指和食指之間,對準0刻度。當測試者突然放手,尺子下落,被測試者迅速夾住尺子,通過觀察____________________來判斷反應(yīng)的快慢。
(2)俗話說“一心不能二用”,為了讓被測試者“分心”,實驗時可讓其邊__________邊完成實驗測試。
(3)要讓實驗結(jié)果科學(xué)可信,實驗過程中尺子要豎直向下,同時控制好__________(請寫出一個需要控制的變量)。
【答案】(1)被測試者捏住尺處的刻度;(2)看電視;(3)兩手的位置。
【解析】(1)利用轉(zhuǎn)換法把人的反應(yīng)快慢轉(zhuǎn)化為捏住的刻度尺的刻度的位置;(2)為了讓被測試者“分心”,實驗時可讓其邊看電視邊完成實驗測試;(3)要讓實驗結(jié)果科學(xué)可信,實驗過程中尺子要豎直向下,同時控制兩手在同一高度上,確保尺子落下時能夠落入另一只手中。
27.小明想知道醬油的密度,于是他和小華用天平和量筒做了如下實驗:
(1)將天平放在水平臺上,把游碼放在零刻度處,發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè),要使橫梁平衡,應(yīng)將平衡螺母向__________(選填“右”或“左”)調(diào)。
(2)用天平測出空燒杯的質(zhì)量為17g,在燒杯中倒入適量的醬油,測出燒杯和醬油的總質(zhì)量如圖甲所示,將燒杯中的醬油全部倒入量筒中,醬油的體積如圖乙所示,則燒杯中醬油的質(zhì)量為__________g,醬油的密度為__________kg/m3。
(3)小明用這種方法測出的醬油密度會 偏大 (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)小華不小心將量筒打碎了,老師說只用天平也能測量出醬油的密度。于是小華添加兩個完全相同的燒杯和適量的水,設(shè)計了如下實驗步驟,請你補充完整。
①調(diào)好天平,用天平測出空燒杯質(zhì)量為m0。
②將一個燒杯__________,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m1。
③用另一個燒杯裝滿醬油,用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m2。
④則醬油的密度表達式ρ=____________________。(已知水的密度為ρ水)
【答案】(1)左;(2)45;1.125×103;(3)偏大;(4)②裝滿水; ρ水。
【解析】(1)將天平放在水平臺上,把游碼放在零刻度處,發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè),要使橫梁平衡,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)。(2)量筒的分度值為2cm3,量筒中醬油的體積為V=40cm3;在天平的標尺上,1g之間有5個小格,一個小格代表的質(zhì)量是0.2g,即天平的分度值為0.2g;燒杯和醬油的總質(zhì)量是m1=50g+10g+2g=62g;空燒杯的質(zhì)量為m2=17g,燒杯中醬油的質(zhì)量為m=m1﹣m2=62g﹣17g=45g,醬油的密度為ρ===1.125g/cm3=1.125×103kg/m3。(3)小明不可能把燒杯內(nèi)的醬油全部倒入量筒內(nèi),導(dǎo)致測量的醬油的體積偏小,由公式ρ=知:密度測量結(jié)果偏大。(4)①小華不小心將量筒打碎了,用天平也能測量出醬油的密度:①調(diào)好天平,用天平測出空燒杯質(zhì)量為m0。②將一個燒杯裝滿水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m1。則水的質(zhì)量m水=m1﹣m0,
由ρ=得,水的體積V=,③用另一個燒杯裝滿醬油,用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m2,則水的質(zhì)量m醬油=m2﹣m0,燒杯醬油的體積:V醬油=V=,④則醬油的密度表達式ρ==== ρ水。
28.如圖甲是小婷同學(xué)探究二力平衡條件時的實驗情景。
(1)小婷將系于小卡片(重力可忽略不計)兩端的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________,并通過調(diào)整鉤碼的__________來改變拉力的大小。
(2)當小卡片平衡時,小婷將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后小卡片__________(選填“能”或“不能”)平衡。設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究__________的兩個力能否平衡。
(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小婷下一步的操作是:__________。
(4)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖乙所示的實驗,同學(xué)們認為小婷的實驗優(yōu)于小明的實驗,其主要原因是__________。
A.減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響 B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)。
【答案】(1)相反;鉤碼的數(shù)量;(2)不能;不在同一直線上;(3)把小紙片剪成兩半;(4)A。
【解析】(1)小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數(shù)量越多,拉力就越大;(2)小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,小卡片兩端的拉力就不在一條直線上,紙片就會轉(zhuǎn)動,說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡;(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,可以將小卡片剪成兩半,使拉力作用在兩個小卡片上;(4)小明將木塊放在水平桌面上,木塊和水平桌面上就會產(chǎn)生摩擦力,就會影響實驗效果。
29.小夢在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”時,作了如下猜想:
A.可能與接觸面的粗糙程度有關(guān);B.可能與壓力的大小有關(guān)。接著她按圖所示的步驟進行實驗:
(1)步驟①和②是為了驗證猜想 A (選填“A”或“B”)。
(2)小夢接著按步驟①和③探究另一猜想。你認為步驟③能否測出摩擦力?__________。
(3)小夢想:滑動摩擦力的大小是否與物體運動的速度有關(guān)呢?她用①的裝置進行實驗:先水平拉動木塊勻速滑動,讀出彈簧測力計的示數(shù)為2N,緊接著增大拉力使木塊加速滑動,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)為4N.根據(jù)上述實驗,小夢得到了“在壓力和接觸面粗糙程度一定時,物體運動的速度越大,滑動摩擦力越大”的結(jié)論。分析操作過程小夢的結(jié)論是不可信的,原因是____________________。
(4)上題中小夢增大拉力使木塊加速滑動時,木塊所受的摩擦力為__________N。
【答案】(1)A;(2)不能;(3)沒有勻速拉動木塊運動;(4)2。
【解析】(1)比較①②兩圖,接觸面材料不同,壓力相同,說明滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān),驗證了猜想A;所探究的摩擦力是指木塊和木板之間的滑動摩擦力;(2)摩擦力的方向:沿接觸面,與物體相對運動的方向相反;當木塊做勻速直線運動時,木塊受平衡力,彈簧的拉力與摩擦力相等,所以拉力的方向必須沿著水平方向,而圖中彈簧測力計斜向上拉是錯誤的,測量的數(shù)據(jù)不正確;
(3)彈簧測力計拉動物體時,彈簧測力計顯示拉力大小,物體做加速直線運動,拉力大于滑動摩擦力,所以彈簧測力計示數(shù)大于滑動摩擦力大小,所以小夢的結(jié)論不可信,原因是沒有勻速拉動木塊運動。(4)因影響滑動摩擦力大小因素有兩個:壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變,故小夢增大拉力使木塊加速滑動時,木塊所受的摩擦力為2N。
30.在研究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某同學(xué)利用所提供的器材(小桌、海綿、砝碼、木板)設(shè)計了如圖(a)、(b)所示兩個實驗。
(1)在上述實驗中,根據(jù)____________________來比較壓力的作用效果的。
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,則pb__________pc.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)海綿的凹陷程度;(2)等于。
【解析】(1)在上述實驗中,根據(jù)海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果的;(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,根據(jù)p=,因壓力相同,受力面積相同,故則pb 等于pc;
31.某興趣小組在研究液體內(nèi)部壓強規(guī)律時,他們通過吸管總質(zhì)量m來比較吸管底部所受液體壓強的大小,所用實驗器材有:長為0.2米的吸管(底部用蠟封住)、電子天平、酒精(ρ=800千克/米3)、水、未知液體、刻度尺、細沙、柱狀容器等。實驗時,他們首先在容器內(nèi)裝入足量水,并將適量細沙裝入吸管中,用電子天平測出其總質(zhì)量m.本實驗中,他們將該吸管放入水中,如圖所示,用刻度尺測出其靜止時浸入液體的深度h,記錄相關(guān)實驗數(shù)據(jù)于表一中。接著,他們把水更換為酒精,重復(fù)上述過程,并記錄數(shù)據(jù)于表二中
表一
序號 液體 h(米) m(千克)
1 水 0.08 0.008
2 水 0.10 0.010
3 水 0.12 0.012
表二
序號 液體 h(米) m(千克)
4 酒精 0.10 0.008
5 酒精 0.12 0.096
6 酒精 0.15 0.012
(1)分析比較實驗序號__________的數(shù)據(jù)可得出液體內(nèi)部壓強和液體密度有關(guān)。
(2)分析比較實驗序號1、2與3(或4、5與6)的數(shù)據(jù)可得出初步結(jié)論是:____________________。
(3)該小組一位成員把總質(zhì)量為m0的吸管放入未知液體中,測得其靜止時浸入液體的深度為h0(h0<0.2米),則該未知液體的密度為__________(用m0、h0和ρ水的代數(shù)式表示)。
【案】(1)2、4或3、5;(2)同種液體,深度越深壓強越大;(3)。
【解析】(1)比較序號2,4或3、5數(shù)據(jù)可知,液體密度不相同,深度相同,吸管總質(zhì)量m不同即液體壓強不同,可得出液體內(nèi)部壓強和液體密度有關(guān)。(2)比較序號1,2與3三組數(shù)據(jù)可知,液體的密度相同,液體的深度不相同,吸管總質(zhì)量m不同即液體壓強不同,可得出結(jié)論:同種液體,深度越深壓強越大。(3)根據(jù)表一知當m=0.01kg,h=0.1m和漂浮的條件F浮=G=mg,得ρ水ghS=mg,即ρ水×0.1mS=0.01kg,S=m2,把總質(zhì)量為m0的吸管放入未知液體中,處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力:F浮1=G,即ρgh0S=m0g,則該未知液體的密度為ρ==。
32.小明同學(xué)探究“浮力大小與排開水的重力關(guān)系”的實驗過程如下:
①如圖乙,用彈簧測力計測出石塊的重力為F1;
②如圖丙,用彈簧測力計測出空燒杯的重力為F2;
③如圖丁,把石塊浸入盛滿水的溢杯中,用該空燒杯承接從溢杯里被排出的水,當石塊全部浸入水中時,讀出彈簧測力計的示數(shù)為F3;
④如圖戊,用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重力為F4。
(1)用F1、F2、F3、F4表示,實驗中測得石塊所受的浮力為__________。
(2)得出物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系后,小明和同學(xué)小王對物體浸沒前受到的浮力大小與浸入水中的深度是否有關(guān),有不同的猜想,于是用相同的長方體重物,分別以甲圖和乙圖的方式進行實驗,并獲得如下數(shù)據(jù):
實驗者 實驗序號 物體重G(N) 浸入水中深度h(cm) 彈簧秤讀數(shù)F/(N) 浮力大小F浮/(N)
小王 1 4.8 2.0 4.2
2 4.0 3.6
3 6.0 3.0
小明 4 4.8 3.0 3.6
5 4.0 3.2
6 5.0 2.8
(3)分析實驗序號1、2、3或4、5、6可以得出的結(jié)論是:____________________。
(4)綜合分析兩個人的數(shù)據(jù),你會發(fā)現(xiàn)第(3)小題的結(jié)論是不正確的,請你指出相關(guān)的實驗序號,并做簡要說明來支持你的觀點。________________________________________。課后,小明和小王才知道,物體受到的浮力大小隨排開水的體積增大而增大。
【答案】(1)F1﹣F3;(3)浸沒前,物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大;(4)2和4(或者2和5,3和6),在液體密度一定時,物體受到的浮力與排開液體的體積成正比。
【解析】(1)根據(jù)F浮=G﹣F知,石塊所受的浮力為F浮=F1﹣F3;(3)比較1、2、3或4、5、6的實驗過程,物體在水中的深度逐漸增大,彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小,而物重一定,說明浮力是增大的,所以初步得到的結(jié)論是:物體在液體中浸沒前,受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大;
(4)將2和4比較,可以發(fā)現(xiàn),同一個物體受到的拉力相同,即浮力相同時,浸在水中的深度是不相同的;將2和5比較,可以發(fā)現(xiàn):同一個物體,浸在水中的深度相同時,受到的拉力不同,也就是浮力不同;另外將3和6比較,可以發(fā)現(xiàn),同一個物體浸入水中的深度較大的受到的浮力反而較小。綜合這些可以看出,物體受到的浮力與所在的深度沒有關(guān)系,而與排開液體的體積大小有關(guān):在液體密度一定時,物體受到的浮力與排開液體的體積成正比。
33.如圖所示,在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)時,讓同一小車分別從同一斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊水平面上同一木塊。
(1)第一次實驗的情景如圖甲所示,在進行第二次實驗前,應(yīng)先將撞出的木塊____________________;
(2)若操作正確,第二次實驗?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示,則此實驗的結(jié)論是:__________________________________________________。
(3)若要探究動能大小與質(zhì)量之間的關(guān)系,應(yīng)如何操作:讓大小不同的小車從同一斜面上____________________。
(4)同班同學(xué)小紅發(fā)現(xiàn),木塊被鋼球撞擊后移動的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認為是木塊太重導(dǎo)致滑動摩擦力過大的原因造成。為了驗證猜測,小紅設(shè)計了如圖丙所示“探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實驗,當接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,通過多次實驗得到了表格中的相關(guān)數(shù)據(jù),請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析并得出,滑動摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為__________。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
木塊對木板壓力F/N 2 3 4 5 6
彈簧測力計讀數(shù)f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【答案】(1)恢復(fù)到原位置;(2)在質(zhì)量相同的情況下,速度越大,動能越大;(3)同一高度由靜止?jié)L下;(4)f=0.3F。
【解析】(1)在實驗的過程中,通過木塊滑動的距離來判定動能的大小,故重新實驗時,應(yīng)把木塊恢復(fù)到原位置;(2)由圖可知,甲撞擊木塊移動的距離遠,故結(jié)論為:在質(zhì)量相同的情況下,物體速度越大,動能越大;(3)影響動能大小的兩個因素是質(zhì)量和速度,小明選用大小不同鋼球,故質(zhì)量不同,從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下,那么它們的速度相同,故該實驗是為了探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)F=2N時,f1=0.6N,當F=3N時,f1=0.9N,則由此知f1=0.3F;滑動摩擦力的大小等于拉力的大小,即彈簧測力計的示數(shù)大小,故滑動摩擦力的大小與壓力之間的表達式為:f=0.3F。
34.將普通塑料水管進行改裝,能做多個實驗。將塑料水管①側(cè)面開口并標上刻度,再將塑卷水管②在側(cè)面不同高度開兩個大小合適的口。
(1)將兩根塑料管按圖甲連接,選合適的滑塊放入管①,將一鋼球從管②的口放入后,靜止釋放。觀察并記錄____________________。取出鋼球,將滑塊移回原位,將鋼球從另一個口放入,重復(fù)實驗。該實驗可驗證動能大小與__________的關(guān)系。
(2)將兩根塑料管按圖乙連接驗證“重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系”請你寫出實驗步驟。________________________________________________________________________________
【答案】(1)滑塊被撞擊后移動的距離;速度大小;
【解析】(1)將兩根塑料管按圖甲連接,選合適的滑塊放入管①,將一鋼球從管②的一口放入后,靜止釋放。通過觀察滑塊被撞擊后移動的距離來表示鋼球動能的大小,將滑塊移回原位,將鋼球從另一個口放入,在質(zhì)量相同時,改變滑塊的高度,可驗證動能大小與速度大小的關(guān)系;(2)研究重力勢能與質(zhì)量關(guān)系時控制高度一定,使用質(zhì)量不同的鋼球;實驗步驟:將一鋼球從管②的一口放入后,靜止釋放,觀察滑塊被撞擊后移動的距離;取出鋼球,將滑塊移回原位,將另一質(zhì)量不同的鋼球從同一個口放入,重復(fù)實驗。(2)將一鋼球從管②的一口放入后,靜止釋放,觀察滑塊被撞擊后移動的距離;取出鋼球,將滑塊移回原位,將另一質(zhì)量不同的鋼球從同一個口放入,重復(fù)實驗。
35.在探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關(guān)系”實驗中,所用的實驗器材有:支架、帶有滑輪的長木板(滑輪與木板之間的距離是可調(diào)的)、帶掛鉤的木塊、彈簧測力計、棉布、毛巾、刻度尺、細線等。實驗裝置如圖所示。
(1)為保證實驗數(shù)據(jù)準確,讀數(shù)時木塊必須處于__________狀態(tài)。
(2)通過長木板上的定滑輪拉木塊的優(yōu)點是________________________________________(寫一條)。
(3)測得的實驗數(shù)據(jù)如下表;
實驗次數(shù) 斜面傾斜程度 接觸面 木塊重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面長S/m 機械效率η
1 最陡 木塊與木板 5.0 0.20 4.5 0.30 74.1%
2 較陡 木塊與木板 5.0 0.20 3.8 0.40 65.8%
3 較緩 木塊與木板 5.0 0.20 3.4 0.50 58.9%
4 較緩 木塊與棉布 5.0 0.20 4.0 0.50 ?
5 較緩 木塊與毛巾 5.0 0.20 4.8 0.50 41.7%
1 第4次實驗測得的機械效率η=__________。
2 第5次在毛巾面上運動時,木塊受到摩擦力為__________N。
3 根據(jù)第1、2、3三次實驗的信息,可得出的結(jié)論是:______________________________。
【答案】(1)勻速運動;(2)拉物體時,能使木塊所受拉力的方向與木板的方向平行;(3)①50%;②2.8;③斜面粗糙程度一定時,斜面的傾斜程度越大,機械效率越高。
【解析】(1)只有木塊做勻速運動時,彈簧測力計的示數(shù)與拉力大小相等,彈簧測力計的示數(shù)才更準確;(2)利用滑輪改變了一下繩子的方向,使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行,使示數(shù)更加準確穩(wěn)定,讀數(shù)時也更方便;(3)①第4次實驗的機械效率η====50%;②因為W總=W有+W額,W總=Fs,W有=Gh,W額=fs,所以Fs=Gh+fs,把第5次實驗數(shù)據(jù)代入上式得:
4.8N×0.5m=5N×0.2m+f×0.5m,解得:f=2.8N;
③比較第1、2、3三次實驗可以看出,這是在斜面粗糙程度不變的情況下進行的研究,因此,可得出的結(jié)論是:斜面粗糙程度一定時,斜面的傾斜程度越大,機械效率越高。
36.在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,分別做了甲、乙、丙3組實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
次數(shù) 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升的距離/cm 彈簧測力計的示數(shù)/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
(1)在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼__________(選填“快速”或“緩慢”)勻速上升。
(2)進行第3次測量時滑輪組的機械效率約__________。
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,則下列關(guān)于滑輪組機械效率的計算關(guān)系中正確的是__________。
A.η= B.η= C.η= D.η=1﹣。
1第十七講 力學(xué)及能量有關(guān)的實驗
1.能根據(jù)常見的周期現(xiàn)象估 測時間,能使用秒表、手表測量時間.
2.選用適當?shù)目潭瘸哒_測量長度
3.學(xué)會使用停表和刻度尺正確地測量時間、距離,并求出平均速度,加深對平均速度的理解。
4.能通過觀察、設(shè)計敲擊鼓面觀察碎紙片等實驗認識到聲音是由物體振動產(chǎn)生的;
5.通過演示真空罩中的鬧鐘實驗認識到聲音的傳播需要介質(zhì);
6.能通過設(shè)計實驗舉例等方法歸納總出聲音可以在固體、體、氣體中傳播
7.通過探究實驗知樂音的音調(diào)跟發(fā)聲的振動頻率有關(guān);
8.通過探究實驗知道響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān);
9.通過實際操作,掌握天平的使用方法,會用天平固體和液體的質(zhì)量;
10.探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系,體會利用比值不變反映的數(shù)量關(guān)系來定義物理量的方法
11.會用量筒測量液體的體積、固體的體積,體會等量代換的方法。
12.利用天平和量筒測量不同形狀固體和液體的密度
13.通過實驗,認識力的作用效果,知道力可以改變物體的形狀,也可以改變物體的運動狀態(tài)。
14.會用彈簧測力計測量力的 大小
15.通過實驗,探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系,會根據(jù)圖象分析處理實驗結(jié)果。
16.通過實驗,探究出阻力對物體運動的影響。
17.通過實驗探究,什么是二力平衡。
18.通過實驗探究,歸納出二力平衡的條件,
19.通過實驗操作,學(xué)會測量水平運動物體所受的滑動摩擦力
20.通過實驗探究,分析歸納出影響滑動摩擦力大小的因素
21.通過實驗探究切實認識壓力作用效果的不同,并能總結(jié)出影響壓力作用效果的因素。
22.根據(jù)液體受到重力作用且具有流動性,通過實驗,能分析液體對容器底和容器側(cè)壁都有壓強
23.能通過液體內(nèi)部壓強特點的演示實驗,體會實驗過程中涉及到的控制變量法、轉(zhuǎn)換法等物理研究方法。
24.通過托里拆利實驗,學(xué)會大氣壓的測量方法。
25.能通過實驗得出流體壓強與流速的關(guān)系并能對生活中相關(guān)的物理現(xiàn)象進行解釋
26.會用稱重法測物體浸在液體中受到的浮力。
27.利用控制變量法,通過實驗探究歸納出浮力的大小與哪些因素有關(guān)。
28.通過實驗探究,總結(jié)出浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系,并熟記。
29.根據(jù)生活中的實例說出影響動能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
30.根據(jù)生活中的實例能說出影響重力勢能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
31.根據(jù)生活中的實例能說出影響彈性勢能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
32.通過實驗,探究得出杠桿的平衡條件;能說出公式中各個物理量的單位。
33.通過探究實驗,能歸納出定滑輪、動滑輪的使用特點。
34.會設(shè)計實驗,測量滑輪組的機械效率;會根據(jù)測量的量設(shè)計實驗記錄表。能說出影響滑輪組機械效率的主要因素。
類型 內(nèi)容 目的 考察點
測量型實驗 直接測量 1.用天平測量物體的質(zhì)量2.用彈簧測力計測量力 測量出結(jié)果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優(yōu)選測量方法、 取平均值 會選用合適 和 的測量工具,會正確操作、會正確讀數(shù),能判斷哪些是錯誤的操作
間接測量 1.測量平均速度;2.測固體、液體的密度;3.測量水平運動物受到的滑動摩擦力4.測量重力5.測量浮力大小;6.測量滑輪組(其他簡單機械)的機械效率 測量出結(jié)果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數(shù) 熟練掌握各實驗 ,正確的實驗 ,選擇 ,設(shè)計實驗 ,特別是一些關(guān)鍵步驟順序,實驗數(shù)據(jù)進行處理等,總結(jié)實驗過程中各種做法的 和 ;缺少器材時思路。
探究型實驗 普遍性規(guī)律探究 1.探究二力平衡條件2.探究浮力大小與排開液體重力的關(guān)系3.探究動滑輪和定滑輪特點(省力省距離情況、是否改變用力方向情況)4.探究杠桿的平衡條件 目的:得出規(guī)律具有 得出普遍性規(guī)律的實驗特點1、一次實驗?zāi)軌虻贸鲫P(guān)系(結(jié)論)2、每次實驗都能到相同結(jié)論3、每次實驗必須更換不同的條件 探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學(xué)探究的方法,如 、 、 、模型等科學(xué)探究的方法。還包括科學(xué)探究過程中的各個環(huán)節(jié)中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設(shè)計實驗記錄表格(包括實驗次數(shù)、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數(shù)據(jù)等分析論證要素考查包括數(shù)據(jù)處理,得出結(jié)論等評估要素考查包括實驗出現(xiàn)現(xiàn)象的與原因分析、解釋,方案的優(yōu)點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復(fù)習(xí)需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、 選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內(nèi)容(現(xiàn)象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現(xiàn)現(xiàn)象原因分析如何改進實驗,有什么好處?
相關(guān)因素及其關(guān)系的探究 1.研究影響滑動摩擦力大小的因素2.研究液體內(nèi)部壓強規(guī)律(演示)3.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)4.探究壓力作用效果相關(guān)因素5.研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)6.研究物體的勢能跟哪些因素有關(guān)7.探究同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系 目的:得出探究結(jié)論1、Y與X有關(guān)(或無關(guān))2、AA一定時(條件),Y隨X的增大而增大或減小(AA一定時,X越大,Y越大或越小)3、AA一定時(條件),Y與X成正比4、AA一定時(條件),Y與X成反比5、Y與X的關(guān)系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結(jié)論的情況:對于探究普遍規(guī)律性實驗1、實驗次數(shù) 2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行 實驗對于相關(guān)性探究1、沒有 2、自變量取值范圍太小
觀察實驗 1.聲的傳播2.研究音調(diào)和頻率關(guān)系3.響度與什么因素有關(guān)4.聲波傳遞能量5.力改變運動狀態(tài)6.力的作用是相互的7.阻力對運動的影響8.鋁塊浸沒在水中受到的浮力9.感受浮力大小10.鹽水浮雞蛋11.橡皮泥小船承載重物12.動能和勢能的轉(zhuǎn)化13.動滑輪是否省功? 觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論此類實驗突出觀察性,一個物理現(xiàn)象說明一個物理道理。理解物理概念規(guī)律的輔助實驗。 描述實驗的現(xiàn)象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法
知識點一:考查測量儀器的讀數(shù)和使用
【例1】(2017 花山區(qū)校級三模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / a8806665-abdf-447c-a768-33be89843b11" \t "_blank )用已調(diào)節(jié)好的托盤天平測量銅塊的質(zhì)量,當天平平衡時,右盤中砝碼有50g、20g、10g各1個,游碼的位置如圖所示,則該銅塊的質(zhì)量是________g.若把上述實驗移到山頂上進行,測得的該銅塊的質(zhì)量將________(選填“變大”、“不變”或“變小”)。
【答案】81.4;不變。
【解析】(1)標尺的一個大格代表1g,每一個小格代表0.2g,游碼對應(yīng)的刻度值是1.4g,銅塊的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值=50g+20g+10g+1.4g=81.4g。質(zhì)量的大小與位置無關(guān),所以移到山頂上進行,測得的該銅塊的質(zhì)量將不變。
【例2】(2017春 越城區(qū)期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 70e24bd5-1e6a-4d53-a9c9-7576b6d13bd0" \t "_blank )圖中彈簧測力計的示數(shù)是________,該測力計最大可以懸掛質(zhì)量為________g的物體;在完全失重的情況下,測力計________(選填“可以”或“不可以”)測力的大小。
【答案】3.2N; 500; 可以。
【解析】(1)從圖中可以看出每一大格表示1N,每一小格表示0.2N,則測力計的是數(shù)為3.2N;(2)該測力計的最大測量值為5N,測力計最大可以測質(zhì)量為;(3)彈簧測力計是根據(jù)在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與拉力成正比,是利用彈力工作的,與重力無關(guān),故在完全失重的情況下測力計可以測量力的大小。
知識點二:考查實驗探究方法
【例3】(2018春 寧波期中)如圖所示,是“探究聲音的強弱”的實驗,回答下列問題:
(1)聲音的強弱是指聲音的________(填“音調(diào)”、“響度”或“音色”)
(2)將系在細線上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的小鼓。觀察到乒乓球被彈開的現(xiàn)象。說明我們聽到的鼓聲是由鼓面________而產(chǎn)生的。
(3)用鼓錘重敲或輕敲鼓面,發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度不同。由此說明:聲音的強弱與________有關(guān)
(4)探究過程中,將不易觀察的鼓面的振動轉(zhuǎn)化成乒乓球的擺動,采用的思維方法是________(填“轉(zhuǎn)換法”“等效法”或“類比法”)。
【答案】(1)響度;(2)振動;(3)振幅;(4)轉(zhuǎn)換法。
【解析】(1)聲音的強弱(即聲音的大小)是指聲音的響度;(2)將系在細線上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的小鼓,乒乓球被彈開,這說明我們聽到的鼓聲是由鼓面振動而產(chǎn)生的。(3)用鼓錘重敲或輕敲鼓面,發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度不同,這說明:聲音的強弱與振幅有關(guān);(4)探究過程中,將不易觀察的鼓面的振動轉(zhuǎn)化成乒乓球的擺動,采用的思維方法是轉(zhuǎn)換法。
【例4】(2018春 衢州期中)在學(xué)習(xí)液體壓強時,小明用礦泉水瓶對液體壓強的特點進行了探究。
(1)如圖甲所示小明在A、B兩處開了兩個大小相同的孔,發(fā)現(xiàn)從B孔噴出的水較急,這說明________________________;
(2)如圖乙所示,小明在瓶子同一高度的C、D、E開三個大小相同的小孔,裝滿水后,發(fā)現(xiàn)水從這三個孔中噴噴出的距離一樣遠,這可以說明________________________。
【答案】(1)液體壓強隨深度的增加而增大;(2)在同一深度處液體向各個方向的壓強相等。
【解析】(1)從B孔噴出的水較急是因為B孔處的液體壓強比較大,A、B兩孔相比B孔所處的深度較深,這說明液體壓強與深度有關(guān),且液體壓強隨深度的增加而增大;(2)水從這三個孔中噴出的距離一樣遠說明這三個孔處產(chǎn)生的液體壓強一樣大,再根據(jù)這三個孔C、D、E在同一高度,由此可以判斷得出在同一深度處液體向各個方向的壓強相等。
知識點三:考查實驗方案、表格設(shè)計
【例5】(2018 嘉興) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 90089bd1-da6d-45e3-9e47-c7c4a24631c4" \t "_blank )某課外興趣小組同學(xué)利用彈簧測力計和量筒研究“浮力大小與排開液體多少的關(guān)系”,設(shè)計了如下實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格:
①在量筒中加入水,讀出量筒內(nèi)水面位置的刻度。
②把系有細線的鐵塊掛在彈簧測力計的掛鉤上,測出鐵塊的重力。
③把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在盛有水的量筒里,再次讀出彈簧測力計的示數(shù)。
④讀出量筒內(nèi)水面位置升高后的刻度
⑤計算鐵塊排開水的體積。求出鐵塊排開的水受到的重力。
鐵塊浸沒時彈簧測力計的示數(shù)/N 鐵塊在水中受到的浮力/N 水的體積/cm3 水和鐵塊的總體積/cm3 排開水的體積/cm3 排開的水受到的重力/N
實驗過程中,小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)設(shè)計的表格中缺少一項,該項是________。補充完整后,完成實驗。分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。
實驗后,該組同學(xué)進行了反思:
(1)量筒中不能加入太多的水,否則無法直接測出________,從而不能得出實驗結(jié)論。
(2)通過以上實驗得出結(jié)論不可靠,理由是________。
A.沒有進行多次重復(fù)實驗
B.沒有換用其它液體進行實驗
C.沒有進行物體部分浸入水中時的實驗
【答案】鐵塊的重力/N;(1)水和鐵塊的總體積;(2)ABC。
【解析】根據(jù)阿基米德原理的公式:F浮=G排和根據(jù)稱量法F浮=G-F測量浮力,需要用彈簧測力計測量空氣中物體的重力和水中彈簧測力計的拉力,故表格少“鐵塊的重力/N”;(1)向量筒中加入“適量的水”不能太少,否則不能把固體完全浸沒,也不能加入太多的水,否則在放入物體后超過量筒的量程不能測量出排開水的體積,從而不能得出實驗結(jié)論;(2)為得到普遍性的規(guī)律,應(yīng)換用不同液體進行多次重復(fù)實驗以及進行物體部分浸入水中時的實驗,多測幾組數(shù)據(jù)進行分析,從而得出結(jié)論,故ABC正確;故選ABC。
【例6】(2018 金華模擬) ( http: / / www.m / physics / report / detail / a87ce88b-5ead-4127-acfd-601aaa96d167" \t "_blank )如圖所示,在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)時,讓同一小車分別從同一斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊水平面上同一木塊。
(1)第一次實驗的情景如圖甲所示,在進行第二次實驗前,應(yīng)先將撞出的木塊________;
(2)若操作正確,第二次實驗?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示,則此實驗的結(jié)論是:________________________。
(3)若要探究動能大小與質(zhì)量之間的關(guān)系,應(yīng)如何操作:讓大小不同的小車從同一斜面上________________。
(4)同班同學(xué)小紅發(fā)現(xiàn),木塊被鋼球撞擊后移動的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認為是木塊太重導(dǎo)致滑動摩擦力過大的原因造成。為了驗證猜測,小紅設(shè)計了如圖丙所示“探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實驗,當接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,通過多次實驗得到了表格中的相關(guān)數(shù)據(jù),請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析并得出,滑動摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為________。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
木塊對木板壓力F/N 2 3 4 5 6
彈簧測力計讀數(shù)f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【答案】(1)恢復(fù)到原位置;(2)在質(zhì)量相同的情況下,速度越大,動能越大;(3)同一高度由靜止?jié)L下;(4)f=0.3F。
【解析】(1)在實驗的過程中,通過木塊滑動的距離來判定動能的大小,故重新實驗時,應(yīng)把木塊恢復(fù)到原位置;(2)由圖可知,甲撞擊木塊移動的距離遠,故結(jié)論為:在質(zhì)量相同的情況下,物體速度越大,動能越大;(3)影響動能大小的兩個因素是質(zhì)量和速度,小明選用大小不同鋼球,故質(zhì)量不同,從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下,那么它們的速度相同,故該實驗是為了探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)F=2N時,f1=0.6N,當F=3N時,f1=0.9N,則由此知f1=0.3F;滑動摩擦力的大小等于拉力的大小,即彈簧測力計的示數(shù)大小,故滑動摩擦力的大小與壓力之間的表達式為:f=0.3F。
知識點四、對實驗細節(jié)、誤差分析評估
【例7】(2018春 樂清市期末)小科的爸爸用科學(xué)方法種植馬鈴薯喜獲豐收。小科想測量一下馬鈴薯的密度。他取了一些馬鈴薯切成小塊進行測量,實驗過程如圖所示。
(1)小科將馬鈴薯放入托盤前,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,他應(yīng)________________。
(2)分析計算馬鈴薯密度。
(3)若將圖乙與圖丙兩個步驟的順序?qū)Q,則所測密度將變________,請說明理由________________________________________。
【答案】(1)向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡;(2)馬鈴薯密度為2.42×103kg/m3;(3)大;馬鈴薯從量筒的水中取出時會沾有水,使所測質(zhì)量偏大。
【解析】(1)將馬鈴薯放入托盤前,由圖甲知,指針偏左,他應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡;(2)由圖乙可知,游碼的分度值是0.2g,馬鈴薯的質(zhì)量是m=20g+20g+5g+3.4g=48.4g;由圖丙知,馬鈴薯的體積:V=40cm3-20cm3=20cm3,馬鈴薯的密度:;
(3)若將圖乙與圖丙兩個步驟的順序?qū)Q,即先測體積,將馬鈴薯從量筒的水中取出時會沾有水,這樣會使所測質(zhì)量偏大,由可知所測密度將變大。
知識點五、考查分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論
【例8】(2017秋 廣陵區(qū)期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 25be3950-a194-4020-b754-596fae3d2513" \t "_blank )如圖所示,是“探究杠桿平衡條件”的裝置圖。
(1)實驗前為方便測量力臂長度,應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到 平衡,如果杠桿的左端向下傾斜,平衡螺母應(yīng)向 端調(diào)節(jié)。
(2)實驗記錄的數(shù)據(jù)如表所示,收集多組數(shù)據(jù)的目的是 ;實驗得到的結(jié)論是 (用字母符號表示)。
實驗次數(shù) 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 0.5 10 1 5
2 0.5 15 1.5 5
3 1.5 20 3 10
4 2 20 4 10
(3)圖中杠桿處于平衡狀態(tài),每個鉤碼受到的重力是0.5N,則彈簧測力計豎直向下的拉力是 N;拉著彈簧測力計,逐漸向右傾斜,并保持杠桿平衡,彈簧測力計的示數(shù)將 。
【答案】(1)水平位置;右;(2)探究杠桿平衡所遵循的普遍規(guī)律;F1 l1=F2 l2;(3)2;變大。
【解析】(1)杠桿左左低右高,則杠桿重心應(yīng)右移,應(yīng)將平衡螺母(左端和右端的均可)向右調(diào)節(jié),直至杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來,所以這樣做的好處是便于直接讀取力臂。(2)在實驗中,為避免實驗結(jié)論的片面性、偶然性,要多做幾次實驗,對數(shù)據(jù)進行分析從而得到普遍性的規(guī)律。分別計算動力和動力臂的乘積、阻力和阻力臂的乘積,可以發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即:F1 l1=F2 l2。(3)設(shè)每格長度為L,由圖示可知,L阻=20cm,G=3×0.5N=1.5N,L動=15cm,由杠桿平衡條件得:G×L阻=F×L動,彈簧測力計的拉力,則彈簧測力計的示數(shù)是2N。當彈簧測力計逐漸向右傾斜時,彈簧測力計拉力的力臂變小,為保持杠桿仍然在水平位置平衡,彈簧測力計的示數(shù)將變大。
知識點六、考查綜合運用和創(chuàng)新能力
【例9】(2018 拱墅區(qū)二模)在學(xué)習(xí)了密度計的知識后,小金同學(xué)自制了一支密度計,通過實驗比較自制密度計與實驗室用密度計的異同。他將兩支密度計A、B分別放入甲、乙兩種液體中,觀察到密度計靜止后的現(xiàn)象如圖(a)、(b)、(c)和(d)所示。(兩支密度計的重力相同)
(1)觀察比較圖(a)、(b)可以判斷:液體________密度大(選填“甲”或“乙”)。
(2)觀察比較圖(c)、(d)可知,自制密度計________判斷出液體甲、乙密度的大小關(guān)系(選填“能”或“不能”),且對比密度計A、B可知,它們的刻度線都是________的(選填“均勻”或“不均勻”)。
【答案】(1)甲;(2)能;不均勻。
【解析】(1)由于密度計兩次靜止時都處于漂浮,則F浮=G,即密度計在兩種液體中受到的浮力相等,都等于密度計受到的重力G,由圖知,密度計排開液體的體積:V甲排<V乙排,由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙。(2)c、d圖通過自制密度計排開液體體積的大小也可以判斷液體密度的大小;因為當密度計漂浮在密度為ρ液的液體中時,V排液=Sh,則有:F浮液=G物,即ρ液gV排液=G物,所以,ρ液gSh=G物,則;由此可知:h和ρ液是反比例函數(shù),即h與ρ液的變化不是正比例關(guān)系;所以,密度計刻度分布不均勻;
一、測量滑輪組(其他簡單機械)的機械效率
實驗中,應(yīng)勻速拉動彈簧測力計,且速度不能太快,以保持讀數(shù)穩(wěn)定;(2)要掌握機械效率的計算:有用功與總功之比;(3)根據(jù)有用功和總功的意義,根據(jù)機械效率的公式分析.因沒有說不計摩擦和繩重,故彈簧測力計的讀數(shù)為.
【例1】(2017 濱江區(qū)二模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 8a64291a-0371-4990-8ca7-593fd75f0840" \t "_blank )在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,
分別做了甲、乙、丙3組實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
次數(shù) 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升
的距離/cm 彈簧測力計
的示數(shù)/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
(1)在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼 (選填“快速”或“緩慢”)勻速上升.
(2)進行第3次測量時滑輪組的機械效率約 .
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,則下列關(guān)于滑輪組機械效率的計算關(guān)系中正確的是 .
A. B. C. D..
【答案】(1)緩慢;(2)83.3%;(3)A.
【解析】(1)在實驗中,為了保持彈簧測力計讀數(shù)的穩(wěn)定性,應(yīng)緩慢、勻速拉動彈簧測力計,使鉤碼緩慢上升;
(2)測力計分度值為0.2N,進行第3次測量時,測力計示數(shù)為2.4N,滑輪組的機械效率:;
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,W′有=Gh W′總=Fs,滑輪組機械效率:;
二、探究壓力作用效果相關(guān)因素
本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;比較兩實驗中相同的量和變化的量,分析昨出壓力的作用效果與變化量的關(guān)系;依據(jù)是壓強的公式:;壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),實驗時應(yīng)采用控制變量法,探究壓力的作用效果與受力面積時應(yīng)控制壓力的大小不變.
【例2】(2018春 蕭山區(qū)月考)在研究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某同學(xué)利用所提供的器材(小桌、海綿、砝碼、木板)設(shè)計了如圖(a)、(b)所示兩個實驗。
(1)在上述實驗中,根據(jù)________________來比較壓力的作用效果的。
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,則pb________pc.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)海綿的凹陷程度;(2)等于。
【解析】(1)在上述實驗中,根據(jù)海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果的;
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,
根據(jù),因壓力相同,受力面積相同,故則pb 等于pc;
三、研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)
小車對木塊做功的多少體現(xiàn)了小車動能的大小,對木塊做功的多少可以由木塊移動距離來體現(xiàn);動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),探究動能與質(zhì)量關(guān)系時,控制速度不變;探究動能與速度關(guān)系時,控制質(zhì)量不變.該實驗也采用了轉(zhuǎn)換法,通過比較小車推動木塊移動的距離來反映小車動能的大小;摩擦力的大小影響因素是:壓力大小和接觸面的粗糙程度.
【例3】(2018 鹿城區(qū)校級二模)如圖是小明探究動能大小影響因素的實驗裝置:斜面上有兩平行軌道,將質(zhì)量相同的小球①、②從軌道上不同高度由靜止釋放,與放置在水平木板上的兩個相同木塊甲、乙發(fā)生碰撞,兩個木塊初始位置到斜面底端的距離相等。
(1)本實驗是研究動能大小與________的關(guān)系。
(2)結(jié)合功和能的知識分析木塊甲比木塊乙滑行遠的原因:________________________________________________。
(3)為了使木塊甲、乙在水平面上運動的距離更大,除增加小球在斜面上的高度外,請再提出兩條建議:________________________________。
【答案】(1)速度;(2)小球①達到水平面時的速度大,動能大,對木塊所做的功多,將木塊推得遠;(3)增大小球的質(zhì)量或者減小木塊的質(zhì)量。
【解析】(3)由圖可知,質(zhì)量相同的小球①、②從軌道上不同高度由靜止釋放,改變小球達到水平面時的速度,所以研究的是動能的大小與速度的關(guān)系;(2)由圖可知,小球①在斜面上開始滾下的高度大,小球①達到水平面時的速度大,動能就越大,對木塊所做的功越多,將木塊推得越遠;(3)為了使木塊甲、乙在水平面上運動的距離更大,除增加小球在斜面上的高度外,還可以增大小球的質(zhì)量或者減小木塊的質(zhì)量。
四、阻力對運動的影響
為使小車在水平面的初速相等,實驗中讓同一小車從斜面同一高度由靜止滑下;滑動摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),分析表格中內(nèi)容,確定控制的量和改變的量,根據(jù)小車運動的距離得出小車運動距離與接觸面粗糙程度之間的關(guān)系;力可以改變物體的運動狀態(tài),在理想狀況小,沒有摩擦力,運動狀態(tài)將不會改變,永遠保持同一速度,同一方向運動下去,即做勻速直線運動.
【例4】(2018 寧波) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 46282629-3788-4a2a-95a2-b7b0e9f61f67" \t "_blank )在“觀察從斜面滑下的小車在水平面上的運動”活動中,小車在相同斜面頂端由靜止釋放,沿斜面下滑到達底端在毛巾、棉布和木板上向前運動一段距離,分別停在如圖所示位置。
(1)小車在相同斜面頂端由靜止釋放,是為了使小車到達水平面時的________相同。
(2)小車所受阻力越小,運動距離越遠。如果運動的物體在________________的理想情況下,它將保持原
來的速度一直運動下去。300多年前,伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。
(3)實驗中,小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2,則P1________P2.(填“>”、“=”或“<“)
【答案】(1)速度;(2)不受任何阻力;(3)>。
1第十七講 力學(xué)及能量有關(guān)的實驗
1.能根據(jù)常見的周期現(xiàn)象估 測時間,能使用秒表、手表測量時間.
2.選用適當?shù)目潭瘸哒_測量長度
3.學(xué)會使用停表和刻度尺正確地測量時間、距離,并求出平均速度,加深對平均速度的理解。
4.能通過觀察、設(shè)計敲擊鼓面觀察碎紙片等實驗認識到聲音是由物體振動產(chǎn)生的;
5.通過演示真空罩中的鬧鐘實驗認識到聲音的傳播需要介質(zhì);
6.能通過設(shè)計實驗舉例等方法歸納總出聲音可以在固體、體、氣體中傳播
7.通過探究實驗知樂音的音調(diào)跟發(fā)聲的振動頻率有關(guān);
8.通過探究實驗知道響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān);
9.通過實際操作,掌握天平的使用方法,會用天平固體和液體的質(zhì)量;
10.探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系,體會利用比值不變反映的數(shù)量關(guān)系來定義物理量的方法
11.會用量筒測量液體的體積、固體的體積,體會等量代換的方法。
12.利用天平和量筒測量不同形狀固體和液體的密度
13.通過實驗,認識力的作用效果,知道力可以改變物體的形狀,也可以改變物體的運動狀態(tài)。
14.會用彈簧測力計測量力的 大小
15.通過實驗,探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系,會根據(jù)圖象分析處理實驗結(jié)果。
16.通過實驗,探究出阻力對物體運動的影響。
17.通過實驗探究,什么是二力平衡。
18.通過實驗探究,歸納出二力平衡的條件,
19.通過實驗操作,學(xué)會測量水平運動物體所受的滑動摩擦力
20.通過實驗探究,分析歸納出影響滑動摩擦力大小的因素
21.通過實驗探究切實認識壓力作用效果的不同,并能總結(jié)出影響壓力作用效果的因素。
22.根據(jù)液體受到重力作用且具有流動性,通過實驗,能分析液體對容器底和容器側(cè)壁都有壓強
23.能通過液體內(nèi)部壓強特點的演示實驗,體會實驗過程中涉及到的控制變量法、轉(zhuǎn)換法等物理研究方法。
24.通過托里拆利實驗,學(xué)會大氣壓的測量方法。
25.能通過實驗得出流體壓強與流速的關(guān)系并能對生活中相關(guān)的物理現(xiàn)象進行解釋
26.會用稱重法測物體浸在液體中受到的浮力。
27.利用控制變量法,通過實驗探究歸納出浮力的大小與哪些因素有關(guān)。
28.通過實驗探究,總結(jié)出浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系,并熟記。
29.根據(jù)生活中的實例說出影響動能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
30.根據(jù)生活中的實例能說出影響重力勢能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
31.根據(jù)生活中的實例能說出影響彈性勢能的因素,并能設(shè)計實驗進行驗證。
32.通過實驗,探究得出杠桿的平衡條件;能說出公式中各個物理量的單位。
33.通過探究實驗,能歸納出定滑輪、動滑輪的使用特點。
34.會設(shè)計實驗,測量滑輪組的機械效率;會根據(jù)測量的量設(shè)計實驗記錄表。能說出影響滑輪組機械效率的主要因素。
類型 內(nèi)容 目的 考察點
測量型實驗 直接測量 1.用天平測量物體的質(zhì)量2.用彈簧測力計測量力 測量出結(jié)果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優(yōu)選測量方法、多次測量取平均值 會選用合適量程和分度值的測量工具,會正確操作、會正確讀數(shù),能判斷哪些是錯誤的操作
間接測量 1.測量平均速度;2.測固體、液體的密度;3.測量水平運動物受到的滑動摩擦力4.測量重力5.測量浮力大小;6.測量滑輪組(其他簡單機械)的機械效率 測量出結(jié)果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數(shù) 熟練掌握各實驗原理,正確的實驗方法,選擇測量器材,設(shè)計實驗步驟,特別是一些關(guān)鍵步驟順序,實驗數(shù)據(jù)進行處理等,總結(jié)實驗過程中各種做法的目的和作用;缺少器材時思路。
探究型實驗 普遍性規(guī)律探究 1.探究二力平衡條件2.探究浮力大小與排開液體重力的關(guān)系3.探究動滑輪和定滑輪特點(省力省距離情況、是否改變用力方向情況)4.探究杠桿的平衡條件 目的:得出規(guī)律具有普遍性得出普遍性規(guī)律的實驗特點1、一次實驗?zāi)軌虻贸鲫P(guān)系(結(jié)論)2、每次實驗都能到相同結(jié)論3、每次實驗必須更換不同的條件 探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學(xué)探究的方法,如控制變量、轉(zhuǎn)化、替代、模型等科學(xué)探究的方法。還包括科學(xué)探究過程中的各個環(huán)節(jié)中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設(shè)計實驗記錄表格(包括實驗次數(shù)、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數(shù)據(jù)等分析論證要素考查包括數(shù)據(jù)處理,得出結(jié)論等評估要素考查包括實驗出現(xiàn)現(xiàn)象的與原因分析、解釋,方案的優(yōu)點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復(fù)習(xí)需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、 選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內(nèi)容(現(xiàn)象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現(xiàn)現(xiàn)象原因分析如何改進實驗,有什么好處?
相關(guān)因素及其關(guān)系的探究 1.研究影響滑動摩擦力大小的因素2.研究液體內(nèi)部壓強規(guī)律(演示)3.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)4.探究壓力作用效果相關(guān)因素5.研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)6.研究物體的勢能跟哪些因素有關(guān)7.探究同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系 目的:得出探究結(jié)論1、Y與X有關(guān)(或無關(guān))2、AA一定時(條件),Y隨X的增大而增大或減小(AA一定時,X越大,Y越大或越小)3、AA一定時(條件),Y與X成正比4、AA一定時(條件),Y與X成反比5、Y與X的關(guān)系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結(jié)論的情況:對于探究普遍規(guī)律性實驗1、實驗次數(shù)不足2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行多次實驗對于相關(guān)性探究1、沒有控制變量2、自變量取值范圍太小
觀察實驗 1.聲的傳播2.研究音調(diào)和頻率關(guān)系3.響度與什么因素有關(guān)4.聲波傳遞能量5.力改變運動狀態(tài)6.力的作用是相互的7.阻力對運動的影響8.鋁塊浸沒在水中受到的浮力9.感受浮力大小10.鹽水浮雞蛋11.橡皮泥小船承載重物12.動能和勢能的轉(zhuǎn)化13.動滑輪是否省功? 觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論此類實驗突出觀察性,一個物理現(xiàn)象說明一個物理道理。理解物理概念規(guī)律的輔助實驗。 描述實驗的現(xiàn)象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法
知識點一:考查測量儀器的讀數(shù)和使用
【例1】(2017 花山區(qū)校級三模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / a8806665-abdf-447c-a768-33be89843b11" \t "_blank )用已調(diào)節(jié)好的托盤天平測量銅塊的質(zhì)量,當天平平衡時,右盤中砝碼有50g、20g、10g各1個,游碼的位置如圖所示,則該銅塊的質(zhì)量是________g.若把上述實驗移到山頂上進行,測得的該銅塊的質(zhì)量將________(選填“變大”、“不變”或“變小”)。
【答案】81.4;不變。
【解析】(1)標尺的一個大格代表1g,每一個小格代表0.2g,游碼對應(yīng)的刻度值是1.4g,銅塊的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值=50g+20g+10g+1.4g=81.4g。質(zhì)量的大小與位置無關(guān),所以移到山頂上進行,測得的該銅塊的質(zhì)量將不變。
【例2】(2017春 越城區(qū)期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 70e24bd5-1e6a-4d53-a9c9-7576b6d13bd0" \t "_blank )圖中彈簧測力計的示數(shù)是________,該測力計最大可以懸掛質(zhì)量為________g的物體;在完全失重的情況下,測力計________(選填“可以”或“不可以”)測力的大小。
【答案】3.2N; 500; 可以。
【解析】(1)從圖中可以看出每一大格表示1N,每一小格表示0.2N,則測力計的是數(shù)為3.2N;(2)該測力計的最大測量值為5N,測力計最大可以測質(zhì)量為;(3)彈簧測力計是根據(jù)在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與拉力成正比,是利用彈力工作的,與重力無關(guān),故在完全失重的情況下測力計可以測量力的大小。
知識點二:考查實驗探究方法
【例3】(2018春 寧波期中)如圖所示,是“探究聲音的強弱”的實驗,回答下列問題:
(1)聲音的強弱是指聲音的________(填“音調(diào)”、“響度”或“音色”)
(2)將系在細線上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的小鼓。觀察到乒乓球被彈開的現(xiàn)象。說明我們聽到的鼓聲是由鼓面________而產(chǎn)生的。
(3)用鼓錘重敲或輕敲鼓面,發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度不同。由此說明:聲音的強弱與________有關(guān)
(4)探究過程中,將不易觀察的鼓面的振動轉(zhuǎn)化成乒乓球的擺動,采用的思維方法是________(填“轉(zhuǎn)換法”“等效法”或“類比法”)。
【答案】(1)響度;(2)振動;(3)振幅;(4)轉(zhuǎn)換法。
【解析】(1)聲音的強弱(即聲音的大小)是指聲音的響度;(2)將系在細線上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的小鼓,乒乓球被彈開,這說明我們聽到的鼓聲是由鼓面振動而產(chǎn)生的。(3)用鼓錘重敲或輕敲鼓面,發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度不同,這說明:聲音的強弱與振幅有關(guān);(4)探究過程中,將不易觀察的鼓面的振動轉(zhuǎn)化成乒乓球的擺動,采用的思維方法是轉(zhuǎn)換法。
【例4】(2018春 衢州期中)在學(xué)習(xí)液體壓強時,小明用礦泉水瓶對液體壓強的特點進行了探究。
(1)如圖甲所示小明在A、B兩處開了兩個大小相同的孔,發(fā)現(xiàn)從B孔噴出的水較急,這說明________________________;
(2)如圖乙所示,小明在瓶子同一高度的C、D、E開三個大小相同的小孔,裝滿水后,發(fā)現(xiàn)水從這三個孔中噴噴出的距離一樣遠,這可以說明________________________。
【答案】(1)液體壓強隨深度的增加而增大;(2)在同一深度處液體向各個方向的壓強相等。
【解析】(1)從B孔噴出的水較急是因為B孔處的液體壓強比較大,A、B兩孔相比B孔所處的深度較深,這說明液體壓強與深度有關(guān),且液體壓強隨深度的增加而增大;(2)水從這三個孔中噴出的距離一樣遠說明這三個孔處產(chǎn)生的液體壓強一樣大,再根據(jù)這三個孔C、D、E在同一高度,由此可以判斷得出在同一深度處液體向各個方向的壓強相等。
知識點三:考查實驗方案、表格設(shè)計
【例5】(2018 嘉興) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 90089bd1-da6d-45e3-9e47-c7c4a24631c4" \t "_blank )某課外興趣小組同學(xué)利用彈簧測力計和量筒研究“浮力大小與排開液體多少的關(guān)系”,設(shè)計了如下實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格:
①在量筒中加入水,讀出量筒內(nèi)水面位置的刻度。
②把系有細線的鐵塊掛在彈簧測力計的掛鉤上,測出鐵塊的重力。
③把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在盛有水的量筒里,再次讀出彈簧測力計的示數(shù)。
④讀出量筒內(nèi)水面位置升高后的刻度
⑤計算鐵塊排開水的體積。求出鐵塊排開的水受到的重力。
鐵塊浸沒時彈簧測力計的示數(shù)/N 鐵塊在水中受到的浮力/N 水的體積/cm3 水和鐵塊的總體積/cm3 排開水的體積/cm3 排開的水受到的重力/N
實驗過程中,小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)設(shè)計的表格中缺少一項,該項是________。補充完整后,完成實驗。分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。
實驗后,該組同學(xué)進行了反思:
(1)量筒中不能加入太多的水,否則無法直接測出________,從而不能得出實驗結(jié)論。
(2)通過以上實驗得出結(jié)論不可靠,理由是________。
A.沒有進行多次重復(fù)實驗
B.沒有換用其它液體進行實驗
C.沒有進行物體部分浸入水中時的實驗
【答案】鐵塊的重力/N;(1)水和鐵塊的總體積;(2)ABC。
【解析】根據(jù)阿基米德原理的公式:F浮=G排和根據(jù)稱量法F浮=G-F測量浮力,需要用彈簧測力計測量空氣中物體的重力和水中彈簧測力計的拉力,故表格少“鐵塊的重力/N”;(1)向量筒中加入“適量的水”不能太少,否則不能把固體完全浸沒,也不能加入太多的水,否則在放入物體后超過量筒的量程不能測量出排開水的體積,從而不能得出實驗結(jié)論;(2)為得到普遍性的規(guī)律,應(yīng)換用不同液體進行多次重復(fù)實驗以及進行物體部分浸入水中時的實驗,多測幾組數(shù)據(jù)進行分析,從而得出結(jié)論,故ABC正確;故選ABC。
【例6】(2018 金華模擬) ( http: / / www.m / physics / report / detail / a87ce88b-5ead-4127-acfd-601aaa96d167" \t "_blank )如圖所示,在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)時,讓同一小車分別從同一斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊水平面上同一木塊。
(1)第一次實驗的情景如圖甲所示,在進行第二次實驗前,應(yīng)先將撞出的木塊________;
(2)若操作正確,第二次實驗?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示,則此實驗的結(jié)論是:________________________。
(3)若要探究動能大小與質(zhì)量之間的關(guān)系,應(yīng)如何操作:讓大小不同的小車從同一斜面上________________。
(4)同班同學(xué)小紅發(fā)現(xiàn),木塊被鋼球撞擊后移動的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認為是木塊太重導(dǎo)致滑動摩擦力過大的原因造成。為了驗證猜測,小紅設(shè)計了如圖丙所示“探究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實驗,當接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,通過多次實驗得到了表格中的相關(guān)數(shù)據(jù),請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析并得出,滑動摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為________。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
木塊對木板壓力F/N 2 3 4 5 6
彈簧測力計讀數(shù)f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【答案】(1)恢復(fù)到原位置;(2)在質(zhì)量相同的情況下,速度越大,動能越大;(3)同一高度由靜止?jié)L下;(4)f=0.3F。
【解析】(1)在實驗的過程中,通過木塊滑動的距離來判定動能的大小,故重新實驗時,應(yīng)把木塊恢復(fù)到原位置;(2)由圖可知,甲撞擊木塊移動的距離遠,故結(jié)論為:在質(zhì)量相同的情況下,物體速度越大,動能越大;(3)影響動能大小的兩個因素是質(zhì)量和速度,小明選用大小不同鋼球,故質(zhì)量不同,從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下,那么它們的速度相同,故該實驗是為了探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)F=2N時,f1=0.6N,當F=3N時,f1=0.9N,則由此知f1=0.3F;滑動摩擦力的大小等于拉力的大小,即彈簧測力計的示數(shù)大小,故滑動摩擦力的大小與壓力之間的表達式為:f=0.3F。
知識點四、對實驗細節(jié)、誤差分析評估
【例7】(2018春 樂清市期末)小科的爸爸用科學(xué)方法種植馬鈴薯喜獲豐收。小科想測量一下馬鈴薯的密度。他取了一些馬鈴薯切成小塊進行測量,實驗過程如圖所示。
(1)小科將馬鈴薯放入托盤前,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,他應(yīng)________________。
(2)分析計算馬鈴薯密度。
(3)若將圖乙與圖丙兩個步驟的順序?qū)Q,則所測密度將變________,請說明理由________________________________________。
【答案】(1)向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡;(2)馬鈴薯密度為2.42×103kg/m3;(3)大;馬鈴薯從量筒的水中取出時會沾有水,使所測質(zhì)量偏大。
【解析】(1)將馬鈴薯放入托盤前,由圖甲知,指針偏左,他應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡;(2)由圖乙可知,游碼的分度值是0.2g,馬鈴薯的質(zhì)量是m=20g+20g+5g+3.4g=48.4g;由圖丙知,馬鈴薯的體積:V=40cm3-20cm3=20cm3,馬鈴薯的密度:;
(3)若將圖乙與圖丙兩個步驟的順序?qū)Q,即先測體積,將馬鈴薯從量筒的水中取出時會沾有水,這樣會使所測質(zhì)量偏大,由可知所測密度將變大。
知識點五、考查分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論
【例8】(2017秋 廣陵區(qū)期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 25be3950-a194-4020-b754-596fae3d2513" \t "_blank )如圖所示,是“探究杠桿平衡條件”的裝置圖。
(1)實驗前為方便測量力臂長度,應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到 平衡,如果杠桿的左端向下傾斜,平衡螺母應(yīng)向 端調(diào)節(jié)。
(2)實驗記錄的數(shù)據(jù)如表所示,收集多組數(shù)據(jù)的目的是 ;實驗得到的結(jié)論是 (用字母符號表示)。
實驗次數(shù) 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 0.5 10 1 5
2 0.5 15 1.5 5
3 1.5 20 3 10
4 2 20 4 10
(3)圖中杠桿處于平衡狀態(tài),每個鉤碼受到的重力是0.5N,則彈簧測力計豎直向下的拉力是 N;拉著彈簧測力計,逐漸向右傾斜,并保持杠桿平衡,彈簧測力計的示數(shù)將 。
【答案】(1)水平位置;右;(2)探究杠桿平衡所遵循的普遍規(guī)律;F1 l1=F2 l2;(3)2;變大。
【解析】(1)杠桿左左低右高,則杠桿重心應(yīng)右移,應(yīng)將平衡螺母(左端和右端的均可)向右調(diào)節(jié),直至杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來,所以這樣做的好處是便于直接讀取力臂。(2)在實驗中,為避免實驗結(jié)論的片面性、偶然性,要多做幾次實驗,對數(shù)據(jù)進行分析從而得到普遍性的規(guī)律。分別計算動力和動力臂的乘積、阻力和阻力臂的乘積,可以發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即:F1 l1=F2 l2。(3)設(shè)每格長度為L,由圖示可知,L阻=20cm,G=3×0.5N=1.5N,L動=15cm,由杠桿平衡條件得:G×L阻=F×L動,彈簧測力計的拉力,則彈簧測力計的示數(shù)是2N。當彈簧測力計逐漸向右傾斜時,彈簧測力計拉力的力臂變小,為保持杠桿仍然在水平位置平衡,彈簧測力計的示數(shù)將變大。
知識點六、考查綜合運用和創(chuàng)新能力
【例9】(2018 拱墅區(qū)二模)在學(xué)習(xí)了密度計的知識后,小金同學(xué)自制了一支密度計,通過實驗比較自制密度計與實驗室用密度計的異同。他將兩支密度計A、B分別放入甲、乙兩種液體中,觀察到密度計靜止后的現(xiàn)象如圖(a)、(b)、(c)和(d)所示。(兩支密度計的重力相同)
(1)觀察比較圖(a)、(b)可以判斷:液體________密度大(選填“甲”或“乙”)。
(2)觀察比較圖(c)、(d)可知,自制密度計________判斷出液體甲、乙密度的大小關(guān)系(選填“能”或“不能”),且對比密度計A、B可知,它們的刻度線都是________的(選填“均勻”或“不均勻”)。
【答案】(1)甲;(2)能;不均勻。
【解析】(1)由于密度計兩次靜止時都處于漂浮,則F浮=G,即密度計在兩種液體中受到的浮力相等,都等于密度計受到的重力G,由圖知,密度計排開液體的體積:V甲排<V乙排,由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙。(2)c、d圖通過自制密度計排開液體體積的大小也可以判斷液體密度的大小;因為當密度計漂浮在密度為ρ液的液體中時,V排液=Sh,則有:F浮液=G物,即ρ液gV排液=G物,所以,ρ液gSh=G物,則;由此可知:h和ρ液是反比例函數(shù),即h與ρ液的變化不是正比例關(guān)系;所以,密度計刻度分布不均勻;
一、測量滑輪組(其他簡單機械)的機械效率
實驗中,應(yīng)勻速拉動彈簧測力計,且速度不能太快,以保持讀數(shù)穩(wěn)定;(2)要掌握機械效率的計算:有用功與總功之比;(3)根據(jù)有用功和總功的意義,根據(jù)機械效率的公式分析.因沒有說不計摩擦和繩重,故彈簧測力計的讀數(shù)為.
【例1】(2017 濱江區(qū)二模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 8a64291a-0371-4990-8ca7-593fd75f0840" \t "_blank )在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,
分別做了甲、乙、丙3組實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
次數(shù) 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升
的距離/cm 彈簧測力計
的示數(shù)/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
(1)在實驗操作中應(yīng)該使鉤碼 (選填“快速”或“緩慢”)勻速上升.
(2)進行第3次測量時滑輪組的機械效率約 .
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,則下列關(guān)于滑輪組機械效率的計算關(guān)系中正確的是 .
A. B. C. D..
【答案】(1)緩慢;(2)83.3%;(3)A.
【解析】(1)在實驗中,為了保持彈簧測力計讀數(shù)的穩(wěn)定性,應(yīng)緩慢、勻速拉動彈簧測力計,使鉤碼緩慢上升;
(2)測力計分度值為0.2N,進行第3次測量時,測力計示數(shù)為2.4N,滑輪組的機械效率:;
(3)實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F,鉤碼重記為G,動滑輪重記為G′,繩自由端移動距離記為s,鉤碼提升高度記為h,W′有=Gh W′總=Fs,滑輪組機械效率:;
二、探究壓力作用效果相關(guān)因素
本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;比較兩實驗中相同的量和變化的量,分析昨出壓力的作用效果與變化量的關(guān)系;依據(jù)是壓強的公式:;壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),實驗時應(yīng)采用控制變量法,探究壓力的作用效果與受力面積時應(yīng)控制壓力的大小不變.
【例2】(2018春 蕭山區(qū)月考)在研究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某同學(xué)利用所提供的器材(小桌、海綿、砝碼、木板)設(shè)計了如圖(a)、(b)所示兩個實驗。
(1)在上述實驗中,根據(jù)________________來比較壓力的作用效果的。
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,則pb________pc.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)海綿的凹陷程度;(2)等于。
【解析】(1)在上述實驗中,根據(jù)海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果的;
(2)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強是pc,
根據(jù),因壓力相同,受力面積相同,故則pb 等于pc;
三、研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)
小車對木塊做功的多少體現(xiàn)了小車動能的大小,對木塊做功的多少可以由木塊移動距離來體現(xiàn);動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),探究動能與質(zhì)量關(guān)系時,控制速度不變;探究動能與速度關(guān)系時,控制質(zhì)量不變.該實驗也采用了轉(zhuǎn)換法,通過比較小車推動木塊移動的距離來反映小車動能的大小;摩擦力的大小影響因素是:壓力大小和接觸面的粗糙程度.
【例3】(2018 鹿城區(qū)校級二模)如圖是小明探究動能大小影響因素的實驗裝置:斜面上有兩平行軌道,將質(zhì)量相同的小球①、②從軌道上不同高度由靜止釋放,與放置在水平木板上的兩個相同木塊甲、乙發(fā)生碰撞,兩個木塊初始位置到斜面底端的距離相等。
(1)本實驗是研究動能大小與________的關(guān)系。
(2)結(jié)合功和能的知識分析木塊甲比木塊乙滑行遠的原因:________________________________________________。
(3)為了使木塊甲、乙在水平面上運動的距離更大,除增加小球在斜面上的高度外,請再提出兩條建議:________________________________。
【答案】(1)速度;(2)小球①達到水平面時的速度大,動能大,對木塊所做的功多,將木塊推得遠;(3)增大小球的質(zhì)量或者減小木塊的質(zhì)量。
【解析】(3)由圖可知,質(zhì)量相同的小球①、②從軌道上不同高度由靜止釋放,改變小球達到水平面時的速度,所以研究的是動能的大小與速度的關(guān)系;(2)由圖可知,小球①在斜面上開始滾下的高度大,小球①達到水平面時的速度大,動能就越大,對木塊所做的功越多,將木塊推得越遠;(3)為了使木塊甲、乙在水平面上運動的距離更大,除增加小球在斜面上的高度外,還可以增大小球的質(zhì)量或者減小木塊的質(zhì)量。
四、阻力對運動的影響
為使小車在水平面的初速相等,實驗中讓同一小車從斜面同一高度由靜止滑下;滑動摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),分析表格中內(nèi)容,確定控制的量和改變的量,根據(jù)小車運動的距離得出小車運動距離與接觸面粗糙程度之間的關(guān)系;力可以改變物體的運動狀態(tài),在理想狀況小,沒有摩擦力,運動狀態(tài)將不會改變,永遠保持同一速度,同一方向運動下去,即做勻速直線運動.
【例4】(2018 寧波) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 46282629-3788-4a2a-95a2-b7b0e9f61f67" \t "_blank )在“觀察從斜面滑下的小車在水平面上的運動”活動中,小車在相同斜面頂端由靜止釋放,沿斜面下滑到達底端在毛巾、棉布和木板上向前運動一段距離,分別停在如圖所示位置。
(1)小車在相同斜面頂端由靜止釋放,是為了使小車到達水平面時的________相同。
(2)小車所受阻力越小,運動距離越遠。如果運動的物體在________________的理想情況下,它將保持原
來的速度一直運動下去。300多年前,伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。
(3)實驗中,小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2,則P1________P2.(填“>”、“=”或“<“)
【答案】(1)速度;(2)不受任何阻力;(3)>。
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