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文檔簡介
1、2020年物理試卷分類命題備考方略專題五力學實驗探究題命題詮釋各地的中考命題針對實驗探究問題有著不同程度的偏重,也不可能面面俱到地進行考查,這也就給命題帶來了多個角度的可能性。比如同是考查凸透鏡成像規律,但由于考查的環節或是角度不同,考查的方式也就明顯不同,因此在平時的教學中, 要盡可能的引導學生對每個知識點、每個環節要做到理解和掌握。新課程改革以來,各地中考命題中涉及不同版本教材外的物理探究實驗逐年在出新。但縱觀其考查內容, 大都來源于學生生活實際,并且所考核的方法和能力都是學生應了解和掌握的。所以學生進行應考時對此 不要產生心理上的障礙,只要抓住方法、應用得當,一般都能輕松解決。縱觀歷年實
2、驗探究題,其規律是力學一道題、電學一道題,光學或熱學一道題。力學部分實驗探究主要有物質密度測量、影響摩擦力大小的因素實驗、影響浮力大小因素實驗、運動和力的關系實驗、影響動 能大小因素實驗、杠桿平衡條件實驗、測定機械效率實驗等。考查熱點有:物質密度測量、影響摩擦力大 小的因素實驗、影響浮力大小因素實驗、運動和力的關系實驗、影響動能大小因素實驗、杠桿平衡條件實 驗等。題型解密一、物質密度測量1 .實驗內容(1)測量工具:密度測量的常用工具是量筒(量杯)、天平。用量筒測量固體和液體的體積;用天平測量物體質量。(2)天平的使用:用天平測量物體的質量。天平的使用及注意事項:測量時,應將天平放在水平桌面上
3、;先將游碼撥回標尺左端的零刻線處(歸零),再調節平衡螺母,使指針指到分度盤的中央刻度(或左右擺動幅度相等),表示橫梁平衡;將物體放在左盤,祛碼放在右盤,用鐐子加減祛碼并調節游碼,使天平重新平衡;被測物體的質量=右盤中祛碼的總質量+游碼在標尺上的指示值。2 .液體密度的測量:液體密度的測量步驟如下:(1)用天平稱出燒杯的質量 m;(2)將適量的液體倒入燒杯中,用天平稱出燒杯與液體的總質量n2;(3)將燒杯中的液體倒入量筒中,讀出量筒中液體的體積 V;(4)計算液體的密度:m m2 m1 QV V3 .固體密度的測量:固體密度的測量步驟如下:(1)用天平測量固體的質量 m;(2)在量筒中倒入適量的
4、水,讀出水的體積Vi;(3)用細線拴住固體,輕放浸沒在水中,讀出固體與水的總體積V2;(4)計算固體的密度:m 。V2 Vi2.考查方向考查方向解答思路天平調平衡移動平衡螺母(指針左偏,平衡螺母右移;指針右偏,平衡螺母左移)天平使用把天平放在水平桌面上,游碼放在“零”位,調節平衡螺母使天平平衡,左盤放被測物體,右盤放祛碼,不得用手夾取祛碼求被測量物體質量物體總質量等于祛碼總質量加上游碼讀數液體體積測量視線要與液面相平,1mL=1cmi被測物體密度用密度公式進行計算即可被測物質密度誤差燒杯或被測固體均粘有部分液體,由實驗步驟可知被測質量偏小時,密度偏小;被測質重偏大時,化度偏大靠增減祛碼無法使天
5、平平衡時取下最小祛碼,調節往右調節游碼實驗評價根據測量過程確定測量值偏大還是偏小并分析實驗過程中存在問題3.真題呈現【典例一】(2019 青海)小林同學利用天平和量筒測量自己配制的鹽水的密度。篝 甘平雨(1)實驗步驟如下:把天平放在水平臺上,發現指針位置如圖甲所示,此時應將平衡螺母向 移動,使天平平衡;在玻璃杯中盛入鹽水,放在調節好的天平左盤稱量,當天平重新平衡時,記下祛碼和游碼的讀數為26.2g ;把玻璃杯中的部分鹽水倒入量筒中,如圖乙所示,記下量筒中鹽水的體積為 cm3;把玻璃杯和剩余鹽水放在天平左盤中稱量,當天平重新平衡時,所用祛碼、游碼的位置如圖丙所示為 g;計算出鹽水的質量是 g,密
6、度是 kg/m3。(2)如果小林在實驗過程中先測量鹽水的體積,再測量鹽水的質量,則測得的密度值會偏。【答案】(1)右;60;54.2;72; 1.2X103; (2)小。【解析】(1)調節天平平衡時需先將游碼移至標尺零刻線處,螺母向上翹的一端移動,如圖甲所示,此時應將平衡螺母向右移動,使天平平衡;把玻璃杯中的部分鹽水倒入量筒中,如圖乙所示,記下量筒中鹽水的體積為60mL= 60cnf;把玻璃杯和剩余鹽水放在天平左盤中稱量,當天平重新平衡時,所用祛碼、游碼的位置如圖丙所示 為 20g+20g+10g+4.2g = 54.2g ;量筒中鹽水的質量 m= 126.2g - 54.2g = 72g,則
7、鹽水的密度:p = $ 72gLm = 1.2g/cm 3=1.2 X103kg/m3;(2)如果小林在實驗過程中先測量鹽水的體積,再測量鹽水的質量,在將鹽水倒出時會有殘留使測量鹽水質量偏小,利用密度公式計算時測得的密度值會偏小;故答案為:(1)右;60;54.2 ;72; 1.2 X103; (2)小。【典例二】(2019 綿陽)測量小石塊的密度。實驗室器材有:托盤天平、量筒、細線、裝有適量水 的燒杯和待測小石塊。請按以下實驗步驟完成實驗:(1)調節天平平衡。將天平放在水平桌面上,把游碼放在標尺左端的零刻度線處,發現指針在分度盤的位置如圖甲所示,應將右邊平衡螺母向 調節(選填“左”或“右”)
8、。(2)用調節好的天平稱小石塊質量。三次測量結果記錄在下表中。序號123小石塊質里 m/g52.852.452.4(3)在量筒中裝入 60ml的水,把小石塊放入量筒內,量筒中的水面如圖乙所示,則小石塊的體積是3cm o(4)小石塊的密度是 g/cm3 (小數點后保留兩位數字)。(5)設計上,小石塊要吸水,本實驗測得的小石塊的密度 (選填“大于”或“小于”或“等 于”)小石塊的真實密度。【答案】(1)右;(3) 20; (4) 2.62; (5)大于。【解析】(1)天平要放在水平臺上或水平桌面上,先將游碼移到標尺左端零刻線處;圖甲中指針指在 分度盤中央的左側,應將平衡螺母向其反方向調節,故將平衡
9、螺母向右調節。(2)由表格數據可知,第一次測量結果是錯誤的,則小石塊質量m=52.4g;(3)由圖知,石塊和水的總體積V2=80cm3,則石塊的體積 V=V2-Vi=80cmiEOcmZOcnf;(4)石塊的密度 =生="工=二v 20 cm-(5)如果石塊具有吸水性,會導致測得水和石塊的總體積偏小,測得石塊的體積偏小,石塊的質量不m變,由P=歹可知,測得小石塊的密度偏大。故答案為:(1)右;(3) 20; (4) 2.62 ; (5)大于。【典例三】(2019 濟南萊蕪區) 小剛媽媽從銀座超市買了一桶花生油,小剛想利用在學校學到的“測量物質的密度”知識來測量花生油的密度,于是他從學
10、校借來了有關器材,進行了如下操作:10(1)將天平放在水平桌面上,將游碼撥在標尺左端零刻線處,此時指針指在如圖甲所示位置,小剛接卜來的操作應該是,使指針指在分度盤中央;(2)將空燒杯放在左盤,向右盤加減祛碼,當加入最后一個最小祛碼時, 指針的指向仍然如甲圖所示。小剛接下來應該進行的操作是,使指針指在分度盤中央,最后測出了空燒杯的質量為mi 45g;(3)將花生油倒在量筒里,如圖乙所示。花生油的體積為)祛碼,并(4)將量筒中的花生油倒在空燒杯中,將燒杯放在已調平的天平的左盤,向右盤中加(減調節游碼,使橫梁在水平位置平衡,此時右盤中祛碼和游碼的刻度值如圖丙所示,則花生油和燒杯的總質量為m2 g ;
11、(5)小剛根據測量的數據算出花生油的密度為油 km/m3;(6)已知該花生油的密度在 0.911 103kg/m3 0.918 103kg/m3之間,請你根據小剛的測量結果分析,小剛的測量過程中存在的不足之處是 。【答案】(1)將平衡螺母向左調;(2)取下最小祛碼,向右調節游碼;(3)20;(4) 62;(5)0.85103;將花生油向燒杯倒時,有部分殘留在量筒壁,導致測量質量偏小,計算出的密度偏小。【解析】(1)調節天平在水平面上平衡時要將平衡螺母向指針偏轉的相反方向調節,圖甲中指針偏向分度盤的右側,所以應向左調節平衡螺母。(2)天平平衡后,把物體放在左盤,用鐐子向右盤加減祛碼,當把祛碼盒中
12、最小的祛碼放入右盤后,發現指針偏向分度盤的右側,天平的右端下沉,要取下最小祛碼,向右移動游碼。(3)量筒的分度值為1mL,量筒中花生油的體積 V 20mL 20cm3,(4)花生油和燒杯的總質量為 m2 50g 10g 2g 62g。(5)花生油的質量m m2 m1 62g 45g 17g ,m 17g333化生油的留度 一 3 0.85g/cm0.85 10 kg/m V 20cm'(6)在將花生油向燒杯倒時,有部分殘留在量筒壁,導致測量質量偏小,計算出的密度偏小。二、探究影響摩擦力大小的因素實驗1.實驗內容【實驗目的】探究影響摩擦力大小的因素。【實驗器材】彈簧測力計,長木板,棉布,
13、毛巾,帶鉤長方體木塊,鉤碼。【實驗原理】(1)二力平衡條件:作用在物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反并作用在一條直線上,這兩個力就是平衡力;(2)用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動,彈簧測力計的讀數就等于摩擦力大小,這樣就測出了摩擦力大小。【實驗步驟】實驗裝置如圖。一、用彈簧測力計勻速拉動木塊,讓木塊在長木板上做勻速滑動,讀出彈簧測力計讀數,即木塊與長 木板之間的摩擦力;數據計入表格;二、改變放在木塊上的鉤碼,從而改變木塊對長木板的壓力,重復步驟一進行試驗;三、把棉布、毛巾鋪在長木板上,改變接觸面的粗糙程度,重復上述試驗。四、實驗表格試驗次數接觸面壓力大小彈簧測力計讀數/N1木
14、塊與長木板無鉤碼2木塊與長木板有鉤碼3木塊與棉布無鉤碼4木塊與毛巾無鉤碼五、整理器材。【實驗結論】(1)摩擦力大小跟作用在物體表面的壓力有關,壓力越大,摩擦力越大:(2)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關,接觸面越粗糙,摩擦力越大;(3)摩擦力大小跟接觸面大小無關;(4)摩擦力大小跟運動速度無關。2.考查內容考查方向解答思路要測出摩擦力大小物體應做什么運動勻速直線運動如何確定摩擦力大小勻速運動時,彈簧測力計讀數與摩擦力大小相等可說明摩擦力大小與壓力有關的實驗步驟1和2摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關的實驗步驟1和3或1和4之間測量誤差產生原因很難做到勻速運動、彈簧測力計在運動中讀數會有誤差根據實驗結
15、論找出生活中利用摩擦力的例子汽車輪胎、自行車把、膠鞋等添加鉤碼的目的為了探究摩擦力大小與壓力的關系探究實驗的物理方法控制變量法3.真題呈現【典例一】(2019 湘潭)圖所示是探究影響滑動摩擦力大小因素的實驗裝置。長方體小木塊正面和側面面積不同而粗糙程度相同,長木板一面為較光滑的木板面,另一面是粗糙的布面。選擇不同的接觸面,改變木塊對木板的壓力,依次實驗,將每次測量結果填入下表。(1)拉著長木板水平向左做 運動,當測力計示數穩定時, 測力計的拉力 (選填“等于”或“不 等于”)小木塊受到的滑動摩擦力。實驗序號木塊與木板的接觸面壓力測力計示數1木塊止面與木板面2.0N0.6N2木塊止面與木板面4.
16、0N1.2N3木塊止面與木板面6.0N1.8N4木塊側面與木板面2.0N0.6N5木塊側卸與布卸2.0N1.0N6木塊止面與布回2.0N(2)測力計使用前要觀察量程、分度值,以及指針是否指在 。(3)由實驗1、4可知,滑動摩擦力的大小與接觸面的面積 (選填“有關”或無關“),則實驗6 空格中的數據應該是 N。(4)由實驗4、5可知,其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越 。(5)由實驗1、2、3可知,其他條件相同時,滑動摩擦力的大小與壓力大小成 比,這里主要采用 的研究方法是(選填“控制變量法”或“理想實驗法”)。木塊 測力計木域 測力計【答案】勻速直線;等于;(2)零刻度線處;(3)無關
17、;1.0; (4)大;(5)正;控制變量法。【解析】(1)只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動,物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據 二力平衡,當測力計示數穩定時,測力計的拉力等于小木塊受到的滑動摩擦力;(2)測力計使用前要觀察量程、分度值,以及指針是否指在零刻度線處。(3)由實驗1、4可知,壓力和接觸面粗糙程度相同,而接觸面積大小不同,滑動摩擦力相同,故得出滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關;根據實驗5中的數據,由這個結論可知,實驗 6空格中的數據應該是1.0N。(4)由實驗4、5可知壓力相同,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。(5)由實驗1、2、3可知,在接觸面粗糙程度相同時,壓力增大為原來
18、的幾倍,滑動摩擦力增大為原 來的幾倍,即滑動摩擦力的大小與壓力大小成正比,這里主要采用的研究方法是控制變量法(控制了接觸 面的粗糙程度相同)。故答案為:(1)勻速直線;等于;(2)零刻度線處;(3)無關;1.0; (4)大;(5)正;控制變量法。【典例二】(2019 達州)小明按如下步驟完成探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗:丁(木板表面)a.如圖1中甲圖所示,將木塊 A平放在長木板 B上,緩緩地勻速拉動木塊 A,保持彈簧測力計示數穩定,并記錄了其示數。b.如圖1中乙圖所示,將毛巾固定在長木板 B上,木塊A平放在毛巾上,緩緩地勻速拉動木塊A,保持彈簧測力計示數穩定,并記錄了其示數。c.如圖
19、1中丙圖所示,將木塊A平放在長木板B上,并在木塊A上放一鉤碼,緩緩地勻速拉動木塊 A, 保持彈簧測力計示數穩定,并記錄了其示數。(1)該實驗主要采用的探究方法是 。(2)由圖1中 兩圖可知:當接觸面粗糙程度一定時,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。(3)由圖1中甲乙兩圖可知:當接觸面受到的壓力一定時, 接觸面越粗糙滑動摩擦力越 (選填“大” 或“小”)。(4)實驗后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。于是小麗設計了如圖1中丁圖所示的實驗裝置,該裝置的優點是 長木板做勻速直線運動(選填“需要”或“不需要”)。實驗中小麗發現:當F為3N時,木塊A相對于地面靜止且長木板 B剛好
20、做勻速直線運動,則長木板 B受到地面的摩 擦力大小為 No(5)實驗拓展:如圖 2所示,放在水平地面上的物體 C受到方向不變的水平拉力 F的作用,F-t和v3圖4所示。則物體C在第4秒時受到的摩擦力大小為N。-t圖象分別如圖【答案】(1)控制變量法;(2)甲丙;(3)大;(4)不需要;3; (5) 4。【解析】(1)該實驗主要采用的探究方法是控制變量法。(2)因沿水平方向拉著物體做勻速直線運動,物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據二力平衡,拉力大小等于摩擦力的大小;由圖1中甲丙兩圖可知:當接觸面粗糙程度一定時,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。(3)由圖1中甲乙兩圖可知:當接觸面受到的壓
21、力一定時,接觸面越粗糙滑動摩擦力越大;(4)如圖1中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;實驗中小麗發現:當 F為3N時,木塊A相對于地面靜止且長木板 B剛好做勻速直線運動,根據二力平衡,則長木板 B受到地面的摩擦力大小為 3N。(5)實驗拓展:如圖 2所示,放在水平地面上的物體 C受到方向不變的水平拉力 F的作用,F-t和v-t圖象分別如圖3圖4所示,由圖4知,6-9秒物體做勻速直線運動,受到的拉力與摩擦力為一對平衡力,大小相等,因壓力大小和接觸面粗糙程度不變,則受到摩擦力大小不變,故物體C在第4秒時受到的摩
22、擦力大小為 4N。故答案為:(1)控制變量法;(2)甲丙;(3)大;(4)不需要;3;(5)4。【典例三】(2019 荊門)利用如圖甲所示裝置研究影響滑動摩擦力大小的因素。陽邛用乙(1)實驗研究用到的物理方法是 。(2)王利在實驗中發現要保持木塊勻速運動很困難,改用知圖乙所示裝置,在用力將本板向左拉出的過程中,彈簧測力計(選填“A”或"B")的示數反映了木塊與木板間的滑動摩擦力大小。(3)實驗部分數據如下表,要研究滑動摩擦力與接觸面壓力的關系,應選用第組和第組數據;比較第組和第組數據,可以看出滑動摩擦力的大小與木板所受拉力的大小實驗序木塊質量m(g)接觸面粗糙程彈簧測力計的
23、Fa示數(N)彈簧測力計的Fb示數(N)號度200較粗糙2.000.40200粗糙2.000.70300較粗糙2.000.60200較粗糙2.400.40【答案】(1)控制變量法;(2) B; (3);無關。【解析】(1)實驗研究用到的物理方法是控制變量法。(2)分析木塊與木板間的滑動摩擦力大小,因圖中木塊處于靜止狀態,受到的測力計拉力與木板對其的摩擦力為平衡力,大小相等,故彈簧測力計B的示數反映了木塊與木板間的滑動摩擦力大小;(3)實驗部分數據如下表,要研究滑動摩擦力與接觸面壓力的關系,要控制接觸面粗糙程度相同,故應選用第組和第組數據;比較第組和第組數據,壓力和接觸面粗糙程度相同,而拉力不同
24、但測力計示數相同,即滑動摩擦力大小相同,故可以看出滑動摩擦力的大小與木板所受拉力的大小無關。故答案為:(1)控制變量法;(2) B; (3);無關。三、運動與力的關系實驗1 .實驗內容【實驗目的】探究運動和力的關系。【實驗器材】小車、斜面、長木板、直尺、毛巾、棉布、木塊。【實驗原理】(1)任何物體都具有慣性,物體慣性大小與質量有關;(2)當物體不受力或受到平衡力作用時,物體靜止或做勻速直線運動。【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。相花表面木板表面、在長木板上鋪上毛巾,讓小車從A位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數據計入表格。三、在長木板上鋪上棉布,讓小車從A位置由靜止開始
25、自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數據計入表格。四、讓小車在長木板上從 A位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數 據計入表格。五、讓小車在長木板上從 B位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數 據計入表格。六、實驗表格(參考數據)實驗步驟運動表面開始位置斜向底場到停止位直距離 /cm1毛巾A2棉布A3木板A204木板B七、整理器材。【實驗結論】力是改變物體的運動狀態的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車越容易停下來。2 .考查內容考查方向解答思路小車從斜面的同一高度滑下的目的當小車到達水平面時,使小車的速度相同小車在二個水平囿上
26、運動時,水平囿越光滑,小車運動的距離越遠由此推斷,當小車不受摩擦力作用時小車將做勻速直線運動此實驗正確地揭示了:力不是維持物體運動的原因而是改變物體運動狀態的原因.實驗方法控制變量法表面越光滑小車受到的摩擦力越小這個實驗能不能直接驗證牛頓第一定律不能小車運動的長短與它受到的阻力有什么關系阻力越大,運動越短讓小車從不同高度滑卜'還可以探究重力勢能與高度、動能與速度關系【典例一】(2019 瀘州)用如圖所示的裝置來探究“阻力對物體運動的影響”。第一次在水平木板 上鋪毛巾如圖甲,第二次將毛巾換為棉布如圖乙,第三次撤去棉布如圖丙。觀察小車在水平面上滑行的距離,回答下列問題:(1)實驗中,每次均
27、讓小車從斜面上的同一位置由靜止開始自由下滑,目的是使小車到達斜面底部的(2)實驗中發現小車在木板表面滑行的距離最遠,說明小車受到的阻力最 。(3)假設水平面絕對光滑,小車不受任何阻力,小車從斜面上滑下后會在水平面上做直線運動(選填“勻速” “減速”或“加速”)。(4)用如圖丙裝置,若讓同一小車從斜面的不同高度由靜止開始自由下滑,則還可以探究小車 的關系(選填答案序號)。A.重力勢能與質量B.重力勢能與高度C.動能與質量D.動能與速度【答案】初速度相同;小;勻速;BD【解析】(1)用同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時的初速度相同;(2)在該實驗中,木板表面最光滑,阻力
28、就最小,小車運動的距離最遠, 這說明小車受到的阻力越小, 速度減小得越慢;(3)由上述實驗可推理得出:如果水平面絕對光滑,小車不受任何阻力,則它會在水平面上做勻速直 線運動。(4)同一小車從不同高度由靜止滑下,通過小車運動的距離可知克服阻力做功的多少,從而可判斷小車原來具有重力勢能的大小,所以可以探究重力勢能與高度的關系;由于小車從不同高度由靜止滑下,到達水平面時的初速度不同,通過小車運動的距離可知小車達到水平面時的動能大小,所以還可探究動能與速度的關系。故選 BD故答案為:(1)初速度相同;(2)小;(3)勻速;(4)BD【典例二】(2019 荷澤)小明探究“物體運動與其所受阻力的關系”實驗
29、時。讓小車從斜面頂端由靜止自由下滑到底端,然后在三種水平表面上滑行,如圖所示。小明發現小車在水平木板表面上滑行的距 離量最長,這個現象說明: ;實驗中讓小車從同一高度滑下的目的是 【答案】小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;使小車每次在水平面上開始滑行時的速度相等。【解析】(1)在所給3種接觸面中,水平木板表面最光滑,小車受到的阻力最小,小車運動的距離最遠,這個現象說明:小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;(2)每次均讓小車從斜面頂端由靜止滑下,是為了使小車每次在水平面上開始滑行時的速度相等。故答案為:小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;使小車每次在水平面上開始滑行時的速度相等。【典例三】(2
30、018 濟寧)用如圖的實驗裝置,讓靜止的小車從斜面的同一高度滑下,觀察并記錄小 車在三種不同木板水平面上運動的距離,探究阻力對物體運動的影響。(1)下圖是對在水平面上運動小車進行的受力分析,其中正確的是(2)小易按照“毛巾一棉布一木板”的順序進行實驗,實驗記錄如下表。分析比較表中內容,可得出的初步結論是:小車受到的摩擦力越小,運動距離;深入分析發現,小車受 到的阻力越小,速度減小的越慢,由此進 -步推理得出的結論是接觸面小車受到摩擦力的大小小車在水平囿上的運動距離s/cm毛巾大23.1棉布較大37.5木板小85.6(3)早在17世紀初期,意大利物理學家 (填寫科學家名字)就通過實驗和科學推理的
31、方法研究過力和運動的關系。【答案】B;遠;勻速直線運動;伽利略。【解析】小車水平面上做減速運動的物體,受非平衡力的作用,在豎直方向上受重力和支持力,水平 方向只受水平向左的摩擦力,故B正確;小車在三個水平面上運動時,水平面越光滑,說明水平面粗糙程度越小,小車受到的摩擦阻力越小, 小車運動的距離越遠。由上述實驗可推理得:如果運動的物體在沒有受到力的作用時,將做勻速直線運動。意大利物理學家伽利略通過實驗和科學推理的方法研究力和運動的關系。故答案為:B;遠;勻速直線運動;伽利略。四、探究影響浮力大小因素實驗1 .實驗內容【實驗目的】探究影響浮力大小的因素。【實驗器材】彈簧測力計、燒杯 2個、水、圓柱
32、體(A)、鹽水。【實驗原理】(1)浸在液體中的物體都會受到向上的浮力;(2)浮力大小遵循阿基米德原理。【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。甲乙丙丁戊62二、用彈簧測力計測量圓柱體受到的重力,如圖甲所示,數據計入實驗表格。三、用彈簧測力計掛著物體慢慢部分(一半)浸入水中,如圖乙所示,此時彈簧測力計讀數計入表格。四、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中上半部),如圖丙所示,此時彈簧測力計讀數計入表格。五、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中下半部),如圖丁所示,此時彈簧測力計讀數計入表格。六、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入鹽水中,如圖戊所示,此時彈簧測力計讀數計入表格。
33、七、實驗表格(參考數據,圖中所示)實驗步驟浸入液體內體積彈簧測力計讀數/N10821V273V64V65V5.6八、整理器材。【實驗結論】力是改變物體的運動狀態的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車越容易停下來。2 .考查內容考查方向解答思路浮力大小與浸入液體內部體積關系物體浸入液體內部體積小艾,浮力小艾(步驟3、4);浸入液體的體積增大,7?力增大(步驟2、3)浮力大小與浸入液體內部深度關系物體全部浸入液體內部,浮力與深度無關(步驟3、4)浮力大小與液體密度的關系體積/、變時,液體密度越大,浮力越大(步驟4、5)浮力大小和物體形狀的關系浸入液體內體積不變,浮力不變,和物體形狀無關浮力的計算
34、F s=G-F彈(G是重力,F彈是彈簧測力#讀數)探究方法控制變量法物體所受浮力大小規律等于物體排開液體所收到的重力3.真題呈現Fi、F2、F3、F4分別是圖【典例一】(2019 貴港)如圖13所示,是同學們在“探究同一物體所受的浮力大小與哪些因素有關”的實驗過程圖。圖甲、乙、丙容器中裝的液體是水,圖丁容器中裝的液體是酒精,甲、乙、丙、丁中彈簧測力計的示數。請回答以下問題:(1)圖甲中,彈簧測力計的示數Fi=No(2)物體完全浸沒在水中時所受的浮力為 N。(3)分析圖中乙、丙兩圖實驗數據可彳導:物體所受的浮力大小與 有關;分析圖中 兩 圖實驗數據可得:物體所受的浮力大小與液體密度有關。(4)實
35、驗中采用的探究方法在研究物理問題時經常用到,稱為 法。【答案】(1) 4.8; (2) 2; (3)物體排開液體的體積;丙和丁;(4)控制變量。【解析】(1)由圖甲知,彈簧測力計的分度值為0.2N,圖中指針指在 4至5之間的第4條刻度線處,所以示數為4.8N;(2)由圖甲和圖丙知,物體完全浸沒在水中時所受的浮力為F浮F1 F3 4.8N 2.8N 2N ;(3)由乙、丙兩圖實驗數據得,物體所受的浮力大小與物體排開液體的體積有關;為了得出物體所受 浮力大小與液體密度有關,需確保物體排開液體的體積相同,而物體所在的液體的密度不同,所以應分析 圖丙和圖丁兩圖的實驗數據;(4)因為物體在液體中受到的浮
36、力可能受到多個因素影響,所以在探究本實驗時,需要采用控制變量 法。【典例二】(2018淄博)小明利用彈簧測力計、燒杯、小桶、石塊、細線等器材探究浮力大小與排開液體的重力的關系。(1)部分實驗操作步驟如圖所示,遺漏的主要步驟是,若將遺漏的步驟標注為D,最合理的實驗步驟順序是(用實驗步驟對應的字母表示)(2)小明進行實驗并把數據記錄在下表中。從表中數據可知石塊受到的浮力是N,排開液體的重力是此小明根據它們的大小關系歸納出了實驗結論并準備結束實驗,同組的小麗認為實驗還沒有結束,理由是,接下來的實驗操作應該是 。實驗步驟A B C D彈簧測力計示數/N 1.61.80.50.3(3)實驗結束后,小明還
37、想進一步探究浮力大小是否與物體的密度有關,可取 相同的鐵塊和鋁塊,使其浸沒在同種液體中,比較浮力的大小。【答案】(1)測量空桶的重力;D B A、C; (2) 0.2; 0.2;通過一組數據得出的結論會具有片面性或偶然性;換用不同液體重新實驗;(3)體積。【解析】(1)探究浮力大小與排開液體的重力的關系,需要測出物體排開水的重力,需要先測出空桶的重力,由圖示實驗可知,實驗遺漏的步驟是:測量空桶的重力;實驗時,先測出空桶的重力,然后測出物體的重力,再將物體浸在溢水杯中, 讀出彈簧測力計的示數,根據F釬G-F示得出物體受到的浮力,最后測出小桶和水的總重力,從而測出物體排開水的重力,因此合理的實驗步
38、驟是:D> B、A C;(2)由實驗步驟 AB可知,物體浸在液體中時受到的浮力:Fs=Fb- Fa=1.8N T.6N=0.2N ;由實驗步驟 CD可知,物體排開?體的重力:GafFc- Fd=0.5N - 0.3N=0.2N ;由于只測了一組實驗數據,這樣得出的結論會具有片面性或偶然性,所以為了尋找普遍規律,做完一 次實驗后,需要換用不同液體重新實驗;(3)想進一步探究浮力大小是否與物體的密度有關,需要選用體積相同、密度不同的物體,使其浸沒在同種液體中(保證了液體密度相同、排開液體的體積相同),比較浮力的大小。故答案為:(1)測量空桶的重力; D> B A C; (2) 0.2
39、; 0.2 ;通過一組數據得出的結論會具有片面 性或偶然性;換用不同液體重新實驗;(3)體積。【典例三】(2018咕島)探究浮力的大小如圖,甲、乙、丙、丁是用同一金屬塊探究浮力大小跟哪些 因素有關的實驗。圖丙中金屬塊受到的浮力比圖乙中金屬塊受到的浮力(填“大”或“小”),說明浮力的大小與有關;圖丁中金屬塊受到的浮力人小等于N;比較圖可知,浮力的大小與液體的密度有關。T 二;如圖,用木塊、彈簧測力計、溢水杯和小桶進行實驗:木塊受到的浮力 F浮=No木塊排開的水所受的重力 G排水=No(填“大于”、“等于”或“小于”)它排開比較數據可知:浮在水上的木塊受到的浮力大小的水所受的重力。【答案】大;物體
40、排開液體的體積;0.3 ;丙、丁;1.2 ;1.2 ;等于。【解析】由圖知,丙中物體排開水的體積更大,彈簧測力計的示數更小,說明受到的浮力更大,且浮力大小與物體排開液體的體積有關;由甲圖知,物體的重力 G=3.6N,由圖丁知,彈簧測力計的示數為3.3N,可知物體受到的浮力為:F浮 =G- F=3.6N- 3.3N=0.3N ;圖丙丁,物體都是完全浸沒,排開液體的體積相同,液體的密度不同,測力計的示數不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小與液體的密度有關;由圖甲知,木塊的重力G=1.2N,因為木塊漂浮,所以 Fff=G=1.2N;空桶的重力為0.4N ,桶和水的總重為 1.6N ,可知排開水的重力
41、為 GG總-G桶=1.6N - 0.4N=1.2N ;由數據可知,浮在水上的木塊受到的浮力大小等于它排開的水所受的重力。故答案為:大;物體排開液體的體積;0.3 ;丙、丁;1.2 ;1.2 ;等于。五、探究影響物體動能大小的因素1 .實驗內容【實驗目的】探究影響動能大小的因素。【實驗器材】木板,長方形木塊,質量不同的小球。【實驗原理】運動的小球碰到水平桌面上的木塊,木塊被推的越遠,說明小球對木塊做的功越多,小 球動能越大。【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。二、讓小球 A從斜面頂端自由滾下,小球碰到木塊B后,將B推動一段路程,記錄路程大小 S1,并計入表格。三、讓小球 A從斜面中間位置自由滾下,小球
42、碰到木塊B后,將B推動一段路程,記錄路程大小 S2,并計入表格。四、換另一個質量不同的小球,重復上述兩步實驗,并記錄路程S3、S4;數據并計入表格。五、實驗表格實驗步驟小球A實驗步驟小球B次數路程s/cm次數路程s/cm斜面頂端S11斜面頂端S312233斜面中間S21斜面中間S412233六、整理器材。【實驗結論】物體動能與質量有關,與速度有關。質量越大、速度越大的物體,動能越大。2 .考查內容考查方向解答思路研究方法轉換法(動能大小轉換成木塊移動距離)如果水平面絕對光滑能否達到實驗目的不能,在光滑平面上,木塊做勻速直線運動比較哪兩步可以看出動能與速度有美步驟二、三比較哪兩步可以看出動能與物
43、體質量有關步驟二、四判斷動能和質量有關必須控制小球到水平面時速度相同判斷動能和速度有美必須使用相同小球起點位置越圖小球達到斜面底端速度越大木塊運動距離越大動能越大3.真題呈現【典例一】(2018律枝花)小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中,選用質量不同兩個鋼球m和M (M的質量大于m),分別不從同的高度h和H( H> h)靜止開始放下,觀察木塊B被撞擊后移動的距離。實驗過程如圖所示。(1)小明通過觀察木塊 B移動的距離長短,來判斷小球動能的大小,他利用的研究方法是(選填“控制變量法”或“轉換法”);若水平面絕對光滑,本實驗將 (選填“能”或“不能”)達到探究目的。(2)由甲
44、、乙圖可得實驗結論:物體的動能大小與 有關。(3)小明根據甲、丙兩圖得出結論:物體的動能大小與質量有關, 她的看法是否正確? (選填“正確”或“錯誤”),理由是:。【答案】(1)轉換法;不能;(2)速度;(3)錯誤;沒有控制小球到達水平面時的速度相同。【解析】(1)實驗中通過觀察木塊 B移動的距離長短,來判斷小球動能的大小,這里用到的物理學研 究問題的方法是轉換法;若水平面絕對光滑,則木塊運動時不受摩擦力作用,撞擊后將保持勻速直線運動,不能通過木塊移動 的距離長短來判斷小球動能的大小,所以本實驗將不能達到探究目的;(2)由甲、乙圖可知,小球的質量相同,小球從同一斜面的不同高度由靜止滑下,到達斜
45、面底部時的 速度不同,撞擊木塊后木塊移動的距離不同,說明小球的動能不同,所以得出的實驗結論為:物體的動能 大小與速度有關;(3)要探究小球動能與質量的關系,需要控制小球到達水平面時的速度相同,即不同質量的小球從同 一高度由靜止滑下,而甲、丙兩圖沒有讓小球從同一高度滾下,沒有控制小球的速度相同,所以小明的看 法錯誤。故答案為:(1)轉換法;不能;(2)速度;(3)錯誤;沒有控制小球到達水平面時的速度相同。【典例二】(2018 安徽)圖為探究物體(鋼球)動能大小跟哪些因素有關的實驗裝置。(1)實驗原理:鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動,到達斜面底端時的速度只與鋼球起點位置的高度有關。起 點位置越
46、高,該速度越。鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動,在水平木板上撞擊木塊,木塊運動的距離越長,運動鋼球所具有的動能越。(2)實驗現象:同一鋼球從斜面上不同高度處由停止向下運動。在水平木板上撞擊木塊,鋼球開始向下運動的起點 位置越。木塊運動的距離越長。同一高度由靜止向下運動,在水平木板上撞擊木塊,鋼球的質量越,木塊運動的距離越長。【答案】(1)大;(2)大;(3)高;(4)大。【解析】(1)鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動,重力勢能轉化為動能,起點位置越高,重力勢能越大,到達斜面底端時的動能越大,速度越大;實驗中是通過鋼球撞擊木塊移動的距離來觀察鋼球動能大小的,利用了轉換法;被撞木塊的運動距離越
47、長,說明鋼球對被撞物體所做的功就越多,鋼球原來所具有的動能就越大;(2)質量一定的鋼球開始向下運動的起點位置越高,到達水平面時的速度越大,因此動能越大,對木塊做功越多,木塊移動的距離越長;不同質量的鋼球從同一高度由靜止向下運動,到達水平面時的速度一定,質量越大,所具有的動能越大,對木塊做功越多,木塊移動的距離越長。故答案為:(1)大;(2)大;(3)高;(4)大。【典例三】(2019 貴港)圖 10是探究“動能的大小跟哪些因素有關”的實驗裝置圖。(1)若讓同一鋼球分別從斜面不同的高度由靜止開始滾下,高度h越高,鋼球運動到水平面時速度越,木塊 B被撞得越。(2)若讓不同質量的鋼球分別從斜面相同的
48、高度h由靜止開始滾下,比較木塊B被撞擊后運動距離的遠近。這是為了探究動能的大小與 的關系。【答案】(1)大;遠;(2)質量。【解析】影響物體動能大小的因素有兩個:一是物體的質量,二是物體的速度。本實驗采用控制變量 法來探究動能的大小跟質量與速度的關系。(1)若讓同一鋼球分別從斜面不同的高度由靜止開始滾下,則是保持質量不變,通過調整不同高度來 改變物體的速度,而且高度越高,鋼球運動到水平面時的速度越大,木塊B被撞得越遠。(2)若讓不同質量的鋼球分別從斜面相同的高度 h由靜止開始滾下,則是控制速度不變,通過改變質 量來研究動能大小的情況,而動能大小的情況可以用木塊B被撞擊后運動距離的遠近來反映,所
49、以本操作是為了探究動能的大小與質量的關系。六、杠桿平衡條件實驗1.實驗內容【實驗目的】杠桿平衡條件實驗驗證。【實驗器材】鐵架臺、帶刻度的杠桿、鉤碼。【實驗原理】動力X動力臂 =阻力x阻力臂。【實驗步驟】一、組裝、調節杠桿,使橫梁平衡(調節杠桿兩端的平衡螺母)。二、用細線在左右兩端懸掛數量不同的鉤碼,左為動力,右為阻力。固定動力臂和動力不變,選取適 當的阻力(鉤碼個數),移動阻力位置,直至杠桿平衡。分別記錄動力、動力臂和阻力、阻力臂,并計入 表格。三、重復上述步驟兩次(要求每次必須改變動力和動力臂),并計入表格。四、分別計算每次試驗的動力X動力臂和阻力X阻力臂,填入表格。五、實驗表格次數動力動力
50、臂動力x動力臂阻力阻力臂阻力X阻力臂123六、整理器材。【實驗結論】動力X動力臂 =阻力X阻力臂。2.考查內容考查方向解答思路試驗前杠桿不平衡應如何調節調節兩端平衡螺母橫梁不在水平位置,左端翹起平衡螺母左移杠桿的支點在中間位置目的為了消除杠桿自重影響兩側掛上鉤碼后判斷是否平衡根據平衡條件判斷力!勸臂的計算根據杠桿平衡條件進行計算3.真題呈現【典例一】(2018?棗莊)如圖所示是小李和小王利用刻度均勻的輕質杠桿探究“杠桿平衡條件”的實 只需要將左側的鉤碼去掉一個即可平衡;(1)實驗前沒掛鉤碼時,杠桿靜止的位置如圖甲所示,此時應將螺母向調節,使杠桿在水平位置平衡。(2)杠桿平衡后,小李在左右兩側分
51、別掛上鉤碼,如圖乙所示,杠桿的端會下沉,要使杠桿重新在水平位置平衡,在不改變鉤碼懸掛點的位置和改變較少鉤碼的前提下,只需將即可。(3)小李和小王又分別設計了兩種實驗方案,小李的方案如圖丙所示,小王的方案如圖丁所示。你認為的實驗方案更好,請說明你的理由(4)實驗中小王發現:如果在杠桿的。點用彈簧測力計施加一個向上的力,這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡?請說明理由【答案】(1)右;(2)左;將左側的鉤碼去掉一個;(3)小李;彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直,力臂在杠桿上便于測量;(4)這個作用在杠桿 。點的力的力臂等于零,不影響杠桿的平衡。【解析】(1)調節杠桿在水平位置平衡,杠桿右端偏高,左
52、端的平衡螺母應向上翹的右端移動,使杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小,同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響;(2)設杠桿每個格的長度為 L,每個鉤碼的重力為 G,根據杠桿的平衡條件:F左L左=5右1右,即4Gx 2L>2GX 3L,左端大,故左端下沉;要使杠桿重新在水平位置平衡,如果不改變鉤碼總個數和懸掛點位置,力臂在杠桿上便于測量, 圖丁的力不與杠桿垂直,(3)由圖可知,彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直,力臂不方便測量,圖丙好;(4)杠卞f在。點還受到一個向上的力,這個力與杠桿自身重力都過杠桿的支點,力臂為零,這兩個力 在探究杠桿平衡時不會影響到杠桿的平衡。故答案為:(1)右
53、;(2)左;將左側的鉤碼去掉一個;(3)小李;彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直,力臂在杠桿上便于測量;(4)這個作用在杠桿 。點的力的力臂等于零,不影響杠桿的平衡。【典例二】(2018 濱州)小明在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有,刻度均勻的杠桿,支架,彈簧測力計,刻度尺,細線和質量相同的0.5N重的鉤碼若干個。ABC(1)如圖A所示,實驗前,杠桿左側下沉,則應將左端的平衡螺母向 (選填“左”或“右“)調 節,直到杠桿在 位置平衡,目的是便于測量 ,支點在杠桿的中點是為了消除杠桿 對平衡的影 響。(2)小明同學所在實驗小組完成某次操作后,實驗圖像如圖B所示,他們記錄的數據為動力 Fi=1.5N,動力臂Li=0.1m,阻力F2=1N,則阻力臂L2=m)(3)甲同學測出了一組數據后就得出了“動力X動力臂=阻力X阻力臂”的結論,乙同學認為他的做法不合理,理由是。(4)丙同學通過對數據分析后得出的結論是:動力X支點到動力作用點的距離=阻力X支點到阻力作用點的距離,與小組同學交流后,乙同學為了證明丙同學的結論是錯誤的,他做了如圖C的實驗,此實驗(選填“能”或“不能”)說明該結論是錯誤的,圖C實驗中,已知杠桿上每個小格長度為5cm,每個鉤碼重0.
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