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文檔簡介
專題05力學探究性實驗【實驗攻略】備戰2024年中考物理高頻熱點實驗解讀與突破實驗序號實驗名稱實驗要求星級指標1探究重力大小和質量的關系分組實驗2探究阻力對物體運動的影響分組實驗☆☆☆3探究二力平衡的條件演示實驗☆☆☆☆☆4探究影響滑動摩擦力大小的因素分組演示☆☆☆☆5探究影響壓力作用效果的因素演示實驗☆☆☆☆6液體壓強的特點演示實驗☆☆☆☆☆7流體壓強與流速的關系演示實驗實驗一:探究阻力對物體運動的影響【實驗目的】探究阻力對物體運動的影響【實驗材料】斜面、木板、毛巾、棉布、小車、刻度尺【實驗步驟】1.將斜面調整為適當的坡度,使小車能夠在斜面上自由下滑。2.在木板上鋪上毛巾,讓小車從斜面頂端自由下滑,記錄小車在毛巾上滑行的距離。3.移除毛巾,在木板上鋪上棉布,讓小車從斜面頂端自由下滑,記錄小車在棉布上滑行的距離。4.移除棉布,讓小車直接在木板上自由下滑,記錄小車在木板上滑行的距離。5.比較小車在不同表面上滑行的距離,分析阻力對物體運動的影響?!緦嶒灛F象】1.小車在毛巾上滑行的距離最短,在棉布上滑行的距離次之,在木板上滑行的距離最長。2.阻力越大,小車滑行的距離越短。【實驗結論】1.阻力會影響物體的運動。2.阻力越大,物體運動的距離越短?!咀⒁馐马棥?.實驗中要保持斜面的坡度和小車的起始高度不變,以保證小車下滑的速度相同。2.在記錄小車滑行的距離時,要使用刻度尺進行準確測量?!镜淅?】如圖甲是2022年3月23日,航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行太空授課時利用冬奧吉祥物“冰墩墩”參與“太空拋物實驗”,驗證了“物體的運動不需要力來維持”的結論。小明猜想:如果水平面足夠光滑,水平面上運動的物體會一直運動下去。為了驗證他的猜想,小明利用如圖乙所示裝置探究“阻力對物體運動的影響”。(1)實驗時,讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止釋放,目的是使小車到達水平面時具有相同的;(2)小車在不同的水平面上靜止時的位置如圖乙所示。分析實驗現象可知,小車在水平面上運動速度的減小是因為受到(填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,并且小車所受的阻力越小,在水平面上滑行的距離越(填“遠”或“近”),速度減小得越(填“快”或“慢”),由此可推理得出:水平面上運動的小車,如果受到的阻力為零,它將做運動;(3)小明的實驗結論與太空授課時航天員利用“冰墩墩”完成實驗所得的結論(填“相同”或“不相同”)。【答案】速度非平衡力遠慢勻速直線相同【詳解】(1)[1]為了使小車到達水平面時具有相同的速度,需要讓小車從同一斜面的同一高度滑下。(2)[2][3][4][5]物體受平衡力時保持靜止或勻速直線運動狀態,小車在水平面上運動速度的減小是因為受到非平衡力的作用,接觸面越光滑,小車受到的阻力越小,運動距離越遠,速度減小得越慢,據此推理,如果受到的阻力為零,則其速度不再改變,即做勻速直線運動,即物體的運動不需要力來維持。(3)[6]太空授課時航天員將“冰墩墩”拋出,“冰墩墩”由于不受力做勻速直線運動,說明物體的運動不需要力來維持,所以小明的實驗結論與太空授課時航天員利用“冰墩墩”完成實驗所得的結論相同。【典例2】物體運動需不需要力來維持呢?為了探究這個問題,小明設計了如圖所示的實驗。
(1)為了探究運動到底需不需要力來維持,只需研究力對物體運動的影響。實驗中小明讓同一小車從斜面上滑下后沿水平面運動,因為小車在豎直方向受到的重力和支持力是一對,其作用效果相互抵消,相當于小車只受水平方向上的摩擦阻力。只要研究運動的小車在不同的摩擦阻力作用下速度如何變化就可以了。小明在實驗中是如何讓小車受到不同摩擦阻力的?;(2)為探究不同摩擦阻力作用下速度如何變化,應保證小車在受不同摩擦阻力前的速度相同,小明的做法是:;(3)本實驗中小車之所以最終停下來是因為摩擦阻力改變了小車的。摩擦阻力越小,小車運動的距離越遠,速度減小越;(4)進一步推理可得:若運動的小車不受力,將一直做。由此可見,物體的運動不需要力來維持?!敬鸢浮科胶饬ψ屝≤嚪謩e在粗糙程度不同的表面上運動使小車在斜面上的同一高度滑下運動狀態慢勻速直線運動【詳解】(1)[1]沿水平面運動,是為了使小車在豎直方向上受到的支持力和重力相平衡,其作用效果相互抵消,相當于小車只受水平方向上的摩擦力。[2]通過觀察實驗的過程可知,小明在實驗中讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運動從而使小車受到不同的阻力。(2)[3]小車從斜面上同一高度滑下,小車到達水平面時,小車的速度才會相等,因此,應使小車在斜面上的同一高度滑下。(3)[4][5]摩擦阻力改變了小車的運動狀態,這樣使小車最終在水平面上停下來;由實驗可知:水平面越光滑,小車受到的阻力越小,小車運動的距離就越大,其速度減小得越慢。(4)[6]根據實驗事實進一步推理可知,如果運動的物體不受力,它的速度將保持不變,將做勻速直線運動。實驗二:探究二力平衡的條件【實驗目的】探究二力平衡的條件【實驗材料】輕質卡片、細線、鉤碼、鐵架臺【實驗步驟】1.將輕質卡片用細線懸掛在鐵架臺上,使卡片處于靜止狀態。2.在卡片的兩端分別掛上相同數量的鉤碼,觀察卡片是否仍然保持靜止。3.改變鉤碼的數量,再次觀察卡片的運動狀態。4.將卡片旋轉一定角度,使兩個力不在同一條直線上,觀察卡片的運動狀態。5.用手輕輕推動卡片,觀察卡片的運動狀態?!緦嶒灛F象】1.當卡片兩端所受的力大小相等、方向相反且在同一條直線上時,卡片保持靜止。2.當卡片兩端所受的力大小不等、方向相反時,卡片會向力大的一方運動。3.當卡片兩端所受的力大小相等、方向相反但不在同一條直線上時,卡片會發生旋轉。4.當用手輕輕推動卡片時,卡片會發生運動。【實驗結論】1.二力平衡的條件是:兩個力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。2.當物體受到的兩個力滿足二力平衡的條件時,物體處于靜止或勻速直線運動狀態?!咀⒁馐马棥?.實驗中要保持卡片的質量和形狀不變,以保證兩個力的大小和方向不變。2.在改變鉤碼數量或位置時,要注意保持兩個力的大小和方向仍然相反?!镜淅?】小明在“探究二力平衡的條件”的實驗中,設計了如圖所示的兩種實驗方案。
(1)通過實驗比較,小明發現采用方案(選填“甲”或“乙”)實驗效果更好,原因是;(2)當兩個盤中分別放上兩個相同的砝碼后,小車靜止在桌面上;這說明二力平衡時,兩個力的大小;(3)保持兩盤中砝碼質量相等,把小車在水平桌面上扭轉一個角度,放手后觀察到小車轉動,最后恢復到靜止狀態。這個實驗現象說明:作用在同一物體上的兩個力,大小相等,方向相反,并且上,這兩個力才能彼此平衡;(4)在完成探究實驗后:小明剪斷小車左邊的細線,小車由靜止變為向右運動,此現象說明力可以改變物體的?!敬鸢浮恳覝p小了摩擦力對實驗的影響相等作用在同一條直線運動狀態【詳解】(1)[1][2]通過實驗比較,小明發現采用方案乙,實驗效果更好,原因是滾動摩擦小于滑動摩擦,減小了摩擦力對實驗的影響。(2)[3]當兩個盤中分別放上兩個相同的砝碼后,由于砝碼的重力相同,則兩側繩子對小車的拉力是一對平衡力,小車就能保持靜止狀態,說明彼此平衡的兩個力大小相等。(3)[4]保持兩盤砝碼質量相等(即讓兩邊的拉力相等),把小車扭轉一個角度,使拉力不在同一條直線上,觀察到小車發生轉動,當小車重新恢復到原來的靜止狀態時,拉力作用在同一條直線上;這個實驗現象說明:作用在同一物體上的兩個力,大小相等,方向相反,并且作用在同一條直線上,這兩個力才能彼此平衡。(4)[5]剪斷小車左邊的細線后,小車由靜止向右運動,小車受力不再平衡,此現象說明力可以改變物體的運動狀態?!镜淅?】在“探究二力平衡條件”的實驗中,主要是通過探究力對物體的作用效果來實現探究目的的。如圖a、c是可供選擇的兩種探究方案。
(1)第一小組的同學將系于小卡片(重力忽略不計)兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在細線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向相同并通過調整來改變拉力大小,這是用于探究兩個力的大小對物體平衡的影響;(2)在卡片平衡時,用剪刀將卡片從中間剪開,并觀察隨之發生的現象,由此可以得到二力平衡的一個條件是;(3)如圖(b)是在兩細線端掛上相同鉤碼后的穩定狀態,此時小卡片處于(選填“平衡狀態”或“非平衡狀態”);(4)第二小組的同學將木塊放在水平桌面上,設計了如圖(c)所示的實驗,操作中發現:當在左側掛100g的鉤碼,右側掛200g的鉤碼時,木塊可向右做勻速直線運動。如果原有鉤碼都不變,使木塊最終可向左做勻速直線運動,需要在左側中再掛g的鉤碼(滑輪處的摩擦不計);(5)實驗后,各組同學都認為第一組的實驗要優于第二組的實驗,其主要原因是?!敬鸢浮裤^碼數量兩個力作用在同一物體上平衡狀態200可以減小摩擦力對實驗的影響【詳解】(1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩端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,鉤碼的數量越多,拉力就越大,所以可以通過調整鉤碼的數量來改變拉力的大小。(2)[2]當小卡片平衡時,用剪刀將卡片從中間剪開,由于二力不在同一物體上,所以兩側鉤碼分別向兩側落下,說明二力平衡的一個條件是兩個力必須作用在同一物體上。(3)[3]小卡片此時符合二力平衡的條件大小相等、方向相反、在同一直線上、作用在同一物體上,所以小卡片能夠保持平衡狀態。(4)[4]100g鉤碼的重力G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N所以200g鉤碼的重力為2N,若在左邊掛100g鉤碼,右邊掛200g鉤碼時,木塊可向右做勻速直線運動,此時木塊受到水平向左的滑動摩擦力,且木塊受到的力是平衡力,所以有所以此時的摩擦力f=F右-F左=2N-1N=1N如果物體要向左勻速滑動,受到的滑動摩擦力方向變為水平向右,木塊受到的力仍是平衡力,木塊對水平桌面的壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力大小不變,所以有F右+f=F′左所以左邊鉤碼的重力G左=F′左=2N+1N=3N左邊需要再加的鉤碼重力為G加=G左-G=3N-1N=2N左邊需要再加的鉤碼質量為(5)[5]把木塊放在水平桌面上,木塊和水平桌面之間存在摩擦力,木塊受到的摩擦力會對實驗產生影響,采用第一組的實驗裝置探究二力平衡的條件,紙片懸空,不受摩擦力,所以能減少摩擦力對實驗結果的影響。實驗三:探究影響滑動摩擦力大小的因素【實驗目的】探究影響滑動摩擦力大小的因素【實驗材料】彈簧測力計、長方體木塊、長木板、砝碼、毛巾【實驗步驟】1.將長方體木塊放在長木板上,用彈簧測力計水平拉動木塊,使木塊在木板上做勻速直線運動,記錄彈簧測力計的示數。2.在木塊上放置不同數量的砝碼,重復步驟1,記錄彈簧測力計的示數。3.將木塊放在長木板上,用彈簧測力計水平拉動木塊,記錄彈簧測力計的示數。4.在長木板上鋪上毛巾,重復步驟3,記錄彈簧測力計的示數?!緦嶒灛F象】1.當木塊上放置的砝碼數量增加時,彈簧測力計的示數也隨之增加。2.在長木板上鋪上毛巾后,彈簧測力計的示數增加?!緦嶒灲Y論】1.滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關,壓力越大,滑動摩擦力越大。2.滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大?!咀⒁馐马棥?.實驗中要保持木塊做勻速直線運動,以保證彈簧測力計的示數等于滑動摩擦力的大小。2.在改變接觸面的粗糙程度時,要保持其他因素不變,以保證實驗結果的準確性?!镜淅?】實驗小組的同學利用長方體木塊、木板、砝碼、彈簧測力計按如圖所示裝置探究影響滑動摩擦力大小的因素。(1)實驗中要求必須拉動木塊;(2)利用圖乙和圖丙兩套裝置可以探究滑動摩擦力大小與的關系;在圖甲實驗中,將長方體木塊側放,再次拉動木塊,發現彈簧測力計示數與F1相同,說明滑動摩擦力大小與無關;(3)甲、乙、丙三次實驗的彈簧測力計的示數由小到大的關系是;(4)實驗小組同學對實驗裝置進行了改進,如圖丁所示,實驗后發現效果更好,實驗中,當木板的運動速度增大時,彈簧測力計的示數(選填“增大”“減小”或“不變”),木塊對木板的摩擦力方向是?!敬鸢浮縿蛩僦本€接觸面的粗糙程度接觸面積不變水平向左【詳解】(1)[1]實驗中要求必須勻速直線拉動木塊,木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據二力平衡的條件,彈簧測力計的示數等于摩擦力的大小。(2)[2]圖乙和圖丙中壓力大小相同,而接觸面粗糙程度不同,利用圖乙和圖丙兩套裝置可以探究滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系。[3]在圖甲實驗中,將長方體木塊側放,接觸面積大小變化了,再次拉動木塊,發現彈簧測力計示數與相同,說明滑動摩擦力大小與接觸面積無關。(3)[4]根據圖中甲、乙、丙三次實驗的彈簧測力計的示數可知,由小到大的關系是(4)[5]如圖丁所示,木塊相對木板處于靜止狀態,受到測力計的拉力與受到長木板施加的滑動摩擦力為一對平衡力,大小相等,方向相反。實驗中,當木板的運動速度增大時,因壓力大小和接觸面的粗糙程度不變,滑動摩擦力大小不變,故彈簧測力計的示數不變。[6]因測力計的拉力方向為水平向左,故木塊所受的摩擦力方向為水平向右;由力的相互性可知,木塊對木板的摩擦力方向是水平向左?!镜淅?】小聰用如圖甲所示的裝置做“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗,用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊,使其在水平面上做勻速直線運動,記錄的部分實驗數據如下表:序號接觸面情況接觸面所受壓力彈簧測力計示數1木板42木板63木板84棉布65毛巾6(1)在實驗操作中,用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊,使其在水平面上做勻速直線運動,這樣做的目的是;(2)分析表中序號為1、2、3的三組實驗數據可得:滑動摩擦力f的大小與接觸面所受壓力F壓大小的關系式是;(3)通過分析序號為的三組實驗數據可得:滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關;(4)某次實驗中拉動木塊由靜止到勻速直線運動的過程中,彈簧測力計對木塊的拉力F拉隨時間t的變化關系圖像如圖乙所示,其中0~3s內木塊處于靜止狀態。分析圖像可知:要使木塊由靜止開始運動,至少要用N的水平拉力拉木塊;如果實驗時木塊受到的拉力是1.8N,下列對木塊所處狀態的判斷,正確的是;A.始終靜止B.始終做勻速直線運動C.靜止或勻速直線運動D.條件不足,無法判斷(5)實驗過程中,彈簧測力計的示數不容易穩定,可能的原因是;(6)從本實驗的器材中選擇水平木板、棉布和,并添加斜面和小車,還可以做“探究阻力對物體運動的影響”的實驗。【答案】彈簧測力計的示數等于摩擦力的大小、4、52.0C木塊沒有做勻速直線運動毛巾【詳解】(1)[1]用彈簧測力計沿平方向拉動木塊,使其做勻速直線運動,此時拉力與摩擦力平衡,根據二力平衡知識,彈簧測力計的示數等于摩擦力的大小,讀出拉力就測量出了摩擦力。(2)[2]分析表中序號為1、2、3的三組實驗數據可知,壓力增大為原來的幾倍,測力計示數也增大為原來的幾倍,且比例系數為0.3,故滑動摩擦力和所受壓力的關系式為(3)[3]要探究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關系,需要保持壓力的大小不變,改變接觸面的粗糙程度,因此應該分析序號2、4、5的三組實驗數據可得滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關。(4)[4]0~3s內木塊處于靜止狀態,由圖像可知,木塊在3s時受到的拉力為2.0N,故要使木塊由靜止開始運動,至少要用2.0N的力。[5]由題意可知:3s后木塊做勻速直線運動,故當拉力為1.8N時木塊處于平衡狀態,故當木塊受到的拉力是1.8N時,木塊可能靜止(還沒拉動),也可能勻速直線運動(已經拉動了)。(5)[6]實驗過程中,彈簧測力計的示數不容易穩定,可能的原因是木塊沒有做勻速直線運動,測力計拉力與受到的滑動摩擦力可能不是平衡力。(6)[7]探究阻力對物體運動的影響的實驗,要改變接觸面的粗糙程度,故從本實驗的器材中選擇水平木板、棉布和毛巾,并添加斜面和小車,還可以做“探究阻力對物體運動的影響”的實驗。實驗四:探究影響壓力作用效果的因素【實驗目的】探究影響壓力作用效果的因素【實驗材料】小桌、海綿、砝碼【實驗步驟】1.將小桌放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度。2.在小桌上放置不同數量的砝碼,觀察海綿的凹陷程度。3.將小桌正放和倒放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度?!緦嶒灛F象】1.小桌上放置的砝碼數量越多,海綿的凹陷程度越大。2.小桌倒放時,海綿的凹陷程度比正放時更大?!緦嶒灲Y論】1.壓力的作用效果與壓力的大小有關,壓力越大,作用效果越明顯。2.壓力的作用效果與受力面積有關,受力面積越小,作用效果越明顯?!咀⒁馐马棥?.實驗中要保持小桌和海綿的質量不變,以保證壓力的大小只與砝碼的數量有關。2.在改變受力面積時,要保持壓力的大小不變,以保證實驗結果的準確性?!镜淅?】如圖所示,用海綿、小桌、砝碼等器材,研究影響壓力作用效果的因素。(1)實驗要獲得科學的證據,需要采用。(2)探究壓力作用效果跟壓力大小的關系,應通過比較兩次實驗數據;探究壓力作用效果跟受力面積大小的關系,應通過圖中兩次實驗進行比較。(3)通過實驗得到結論:壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。此結論(選填“正確”或“不正確”)。(4)生活中書包的背帶做得又寬又大,是利用來減少壓力作用的效果;“磨刀不誤砍柴工”所蘊含的物理道理是來增加壓力作用的效果。
【答案】控制變量法D、EE、F正確增大受力面積壓力一定時,通過減小受力面積【詳解】(1)[1]本實驗中,探究壓力作用效果與多個量的關系,實驗要獲得科學的證據,需要采用控制變量法。(2)[2]因為海綿乙發生形變,本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,要探究壓力作用效果跟壓力大小的關系,需要控制受力面積不變、改變壓力的大小,圖D、E符合題意。[3]要探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,需要控制壓力的大小不變,改變受力面積,圖E、F符合題意。(3)[4]由D、E在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;由E、F知在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯,所以壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,所以結論是正確的。(4)[5]在生活中,書包的背帶做得比較寬,這是利用了增大受力面積來減小壓力作用的效果。[6]俗話說“磨刀不誤砍柴工”,所蘊含的物理知識是壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓力的作用效果。【典例8】某物理實驗小組做了兩個力學實驗:
(1)如圖所示,在探究“影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中。實驗中測量滑動摩擦力大小的原理是。甲、丙兩圖是為了研究滑動摩擦力大小與的關系。根據甲、乙兩圖可得結論是:。小華同學將甲圖測量摩擦力大小裝置改為丁圖裝置的好處是。(2)小明同學想利用上面實驗中的木塊,探究“壓力的作用效果與受力面積的關系”,設計了如圖所示的、、三次實驗。他通過分析兩次實驗現象,得出結論:壓力一定時,受力面積越(選填“大”或“小”),壓力作用效果越明顯。【答案】二力平衡壓力大小在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大不需要勻速拉動彈簧測力計,可方便讀數,減小誤差BC小【詳解】(1)[1]實驗過程中,彈簧測力計必須沿水平方向拉著物塊做勻速直線運動,此時物塊處于平衡狀態,滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數,原理是二力平衡。[2]由圖甲、丙所示實驗可知,接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同,可以應用甲、丙所示實驗探究滑動摩擦力大小與壓力的關系,實驗中采用的研究方法是控制變量法。[3]由圖甲、乙所示實驗可知,物體間的壓力相等而接觸面的粗糙程度不同,甲、乙所示實驗可以得出結論是:在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。[4]小華同學將甲圖測量摩擦力大小裝置改為丁圖裝置的好處是便于操作,不需要控制傳送帶做勻速直線運動,可方便讀數,減小誤差。(2)[5]研究壓力的作用效果與受力面積是否有關,應控制壓力相同而受力面積不同,由圖示可知,應選B、兩個實驗。[6]圖C海綿的凹陷程度明顯大于圖B,于是可得出的結論是:當壓力大小相等時,受力面積越小,壓力作用越明顯。實驗五:液體壓強的特點【實驗目的】探究液體壓強的特點【實驗材料】U形管壓強計、水、鹽水、刻度尺【實驗步驟】1.將U形管壓強計的金屬盒放入水中,觀察U形管兩側液面的高度差。2.將金屬盒放入鹽水中,觀察U形管兩側液面的高度差。3.改變金屬盒在水中的深度,觀察U形管兩側液面的高度差。4.將U形管壓強計的金屬盒分別放在水和鹽水的同一深度處,觀察U形管兩側液面的高度差?!緦嶒灛F象】1.當金屬盒放入水中時,U形管兩側液面出現高度差;當金屬盒放入鹽水中時,U形管兩側液面的高度差更大。2.改變金屬盒在水中的深度,U形管兩側液面的高度差也會發生改變。3.將金屬盒放在水和鹽水的同一深度處,U形管兩側液面的高度差不同。【實驗結論】1.液體對容器底部和側壁都有壓強。2.液體內部向各個方向都有壓強,且在同一深度處,液體向各個方向的壓強相等。3.液體的壓強隨深度的增加而增大。4.不同液體的壓強還與液體的密度有關,在深度相同時,液體密度越大,壓強越大?!咀⒁馐马棥?.實驗中要保持U形管壓強計的金屬盒和U形管的連接處密封良好,以保證實驗結果的準確性。2.在改變金屬盒的深度時,要緩慢移動,以防止液體流動對實驗結果的影響。【典例9】如圖所示是用壓強計“探究影響液體內部壓強大小的因素”的實驗裝置。(1)壓強計上的U形管(填“屬于”或“不屬于”)連通器。使用前用手輕輕按壓幾下橡皮膜是檢查裝置的氣密性,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明裝置(填“漏氣”或“不漏氣”);(2)在使用壓強計前,發現U形管左右兩側的水面有一定的高度差,如圖甲所示,其調節的方法是(填“A”或“B”),使U形管左右兩側的水面相平;A.將右側支管中高出的水倒出B.取下軟管重新安裝(3)乙、丙兩圖是探究液體壓強與的關系,結論是;(4)要探究液體壓強與密度的關系,應選用兩圖進行對比;(5)已知圖丁中U形管左右兩側水面的高度差,則橡皮管內氣體的壓強與大氣壓強之差為Pa;(,,g取10N/kg)(6)實驗中液體壓強的大小是通過比較U形管兩邊液面的高度差來判斷的。如果所用的U形管壓強計中可以選擇裝染色的酒精、水以及水銀中的一種液體(),為了使實驗現象更明顯,小明應該選擇三種液體中的裝入U形管中。【答案】不屬于不漏氣B深度同種液體內部,深度越深,液體壓強越大丙、丁1000酒精【詳解】(1)[1]U形管壓強計右端開口,左端是密閉的,所以不屬于連通器。[2]用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明裝置不漏氣。(2)[3]使用壓強計前,發現U形管左右兩側的水面有一定的高度差,為了使U形管左右兩側的液面相平,只需要將軟管取下,再重新安裝,這樣的話,U形管中兩管上方的氣體壓強就是相等的,當橡皮膜沒有受到壓強時,U形管中的液面就是相平的,故選B。(3)[4][5]比較圖乙、丙,液體密度相同,探頭深度不同,所以是探究液體壓強與液體深度的關系;丙中探頭所處的深度較大,丙中U形管兩側液面的高度差較大,即丙中探頭處液體的壓強較大,可得:同種液體內部,深度越深,液體壓強越大。(4)[6]根據控制變量法,探究液體壓強和液體密度的關系,應控制金屬盒在液體中深度相同,液體的密度不同,因此應選擇圖丙和圖丁進行實驗。(5)[7]根據,橡皮管內氣體的壓強與大氣壓強之差為(6)[8]根據,在橡皮管內氣體的壓強與大氣壓強之差相同的情況下,U形管中的液體密度越小,產生的高度差就會越大,實驗現象更明顯,所以應選擇密度最小的酒精裝入U形管中?!镜淅?0】如圖是“探究影響液體內部壓強大小因素”的實驗。
(1)圖中壓強計通過U形管兩側反映橡皮膜所受壓強的大小,這種研究方法叫。實驗前檢查實驗裝置,觀察到如圖甲所示的情景,應該進行以下哪項操作;A.從U形管內向外倒出適量水B.拆除軟管重新安裝C.向U形管內添加適量水(2)調整器材后小明充成了圖乙、丙所示實驗,分析可知液體的壓強與有關;(3)為探究液體壓強與液體密度的關系,小明又完成了丁圖所示實驗,對比丙、丁兩次實驗發現兩次U形管兩側水面高度差對比不明顯,為使實驗現象更加明顯下列操作可行的是;A.將丁圖中金屬盒下移B.丁燒杯中換用密度更大的液體C.將U形管中的水換成密度更小的酒精(4)如圖戊所示,1、2是兩根完全相同的細玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,在管中裝入不等量的水,薄膜鼓起的程度不同。據此小紅猜想:液體的壓強可能與管內液體的質量有關。小明將2號管放置,直至、對比1、2號管橡皮膜的鼓起程度可知小紅的猜想錯誤;(5)為了檢驗“液體內部的壓強與液體密度有關”這一結論,在圖己的裝置中,容器的左右兩側分別裝入深度相同的水和酒精,看到橡皮膜向左側凸起。由此你可以判斷(選填“左”或“右”)側的液體是水。【答案】高度差轉換法B液體深度BC/CB傾斜1、2號管水柱高度相同右【詳解】(1)[1][2]壓強計是通過U形管兩側液面的高度差來反映橡皮膜所受壓強的大小,高度差越大,說明橡皮膜受到的壓強越大,這種研究方法叫轉換法。[3]觀察圖甲發現,組裝器材時,U形管兩側液面不相平,為了使U形管兩側液面相平,應取下軟管重新安裝,故選B。(2)[4]對比乙、丙兩圖,金屬盒沒入水中的深度增大,U形管兩邊液面的高度差逐漸變大,所以在液體密度一定時,液體越深,液體壓強越大,所以液體壓強跟液體深度有關。(3)[5]A.探究液體壓強與液體密度的關系,根據控制變量法原則要控制液體深度相同,因此不能單獨改變丁圖中金屬盒的位置,故A不符合題意;B.根據p=ρgh可知,液體的密度越大,深度越大,壓強越大,所以在“丁燒杯中換密度差更大的液體”U形管左右兩側液面的高度差將變大,故B符合題意;C.“將U形管中的水換成密度更小的酒精”,橡皮膜受到的壓強不變時,則U形管左右兩側液面的高度差將變大,C符合題意。故選BC。(4)[6][7]探究液體的壓強可能與管內液體的質量有關,必須控制液體的深度相同,小明將2號管傾斜放置,直至1、2號管水柱高度相同,對比1、2號管橡皮膜的鼓起程度可知小紅的猜想錯誤。(5)[8]在容器的左右兩側分別裝入深度相同的不同液體,看到橡皮膜向左側凸起,則右側液體壓強大,根據p=ρgh可知,右側液體的密度較大,則右側是水,左側是酒精1.如圖是小陽同學做“探究阻力對物體運動的影響”的實驗。(1)比較圖中小車在不同表面運動的距離可以得出:小車受到的阻力越小,速度減小得越。推理可以得到:運動物體不受外力時,它將永遠做;(2)小車在木板上運動時,受到(選填“平衡”或“非平衡”)力的作用;(3)本實驗是通過控制一定,改變水平面的粗糙程度來改變小車受到的摩擦阻力;(4)完成上述實驗后,小陽又取來一個木塊放在水平木板面上A點位置,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,木塊被撞擊到B點位置,記錄AB的距離s,保持木塊在B點不動,再次讓小車從斜面頂端由靜止滑下,木塊被撞擊到C點位置(圖中未標出),記錄BC的距離s,則sABsBC(選填“=”、“>”或“<”),這表明動能的大小與有關。【答案】慢勻速直線運動非平衡振動壓力>速度【詳解】(1)[1][2]根據實驗現象知道,水平面越光滑,小車運動的路程越遠,說明小車受到的阻力越小,速度減小的越慢,運動的路程越遠;結合實驗現象,再進一步進行科學推理,可以得出,當水平面絕對光滑,即小車不受外力時,它將做勻速直線運動(2)[3]小車在木板上運動時,速度在減小,屬非平衡狀態,因此受到非平衡力的作用。(3)[4]在實驗中,是通過控制壓力一定,改變水平面的粗糙程度來改變小車受到的摩擦阻力。(4)[5][6]在實驗中,每次讓小車從斜面的頂端由靜止滑下,其到達水平面的初速度相同,而第二次再撞擊B點的木塊時,由于小車通過AB段時受到阻力的作用,所以再次撞擊木塊時的速度減小,由撞擊的距離減小,可得出sAB>sBC這表明動能的大小與速度有關。2.在“探究二力平衡條件”的實驗中。A.B.C.(1)小明想:物體只受兩個力作用,如果處于,這兩個力就是平衡力。于是,他設計了如下實驗來探究二力平衡時的大小關系。在彈簧測力計下掛鉤碼(如圖甲所示),鉤碼靜止時受到重力和拉力兩個力作用,鉤碼的重力根據其質量求出,鉤碼受到的拉力由彈簧測力計測出。多次改變鉤碼的個數,發現鉤碼靜止時拉力與重力的大小總是相等的,小明由此得出“二個力平衡時大小相等”的結論。小華認為小明的實驗方案有問題,請指出小明的實驗方案存在的不足之處是;(2)小華不斷改進并先后設計了三個實驗方案,如圖所示,請你判斷出她改進的先后順序:(用字母表示),這樣的改進雖然減小對實驗的影響,但對實驗的影響還較明顯,為了進一步減小該因素對實驗的影響,你的建議是?!敬鸢浮科胶鉅顟B沒有探究大小不等的兩個力是否平衡BAC摩擦力重力將小車換成輕質卡片【詳解】(1)[1]根據題意知道,鉤碼處于靜止狀態。當物體處于平衡狀態時,物體受平衡力的作用。[2]②小明僅探究了二力大小相等時物體平衡的實驗,并沒有探究大小不相等的兩個力是否平衡。(2)[3]根據摩擦力由大到小的情況,改進順序是BAC。[4]改進實驗的目的是減少摩擦力對實驗的影響。[5]從C圖中明顯看出來,物體重力對實驗有明顯的影響,使二力不在同一條直線上。[6]將小車換成輕質卡片,卡片被拉起,使二力盡可能在同一條直線上。3.如圖所示,小明在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,用外形相同、質量相等、表面粗糙程度不同的兩個物塊A、B放在水平木板上進行實驗。(1)實驗中(選填“一定”或“不一定”)要勻速拉動木板做直線運動;(2)先用物塊A做實驗,再用物塊A、B疊放在一起做實驗(物塊A在下、物塊B在上),彈簧測力計的示數變大,說明在接觸面的粗糙程度相同時,,滑動摩擦力越大;(3)將物塊B放在水平木板上進行實驗,再與用物塊A做的實驗進行對比,目的是探究滑動摩擦力的大小與接觸面的(選填“面積大小”或“粗糙程度”)的關系;用物塊A、B分別做實驗時,地面對水平木板的滑動摩擦力大?。ㄟx填“相等”或“不相等”)?!敬鸢浮坎灰欢▔毫υ酱蟠植诔潭认嗟取驹斀狻浚?)[1]如圖所示的方式測量滑動摩擦力,木塊相對于地面靜止,受到的測力計的拉力與受到的摩擦力為一對平衡力,此時木塊處于平衡狀態,故實驗中不一定要勻速拉動長木板。(2)[2]用A、B疊放在一起做實驗(A在下、B在上)時,由于A與木板的接觸面粗糙程度不變,壓力增大,彈簧測力計的示數較大,說明在接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。(3)[3]由于A、B的質量相等,則用A、B單獨做實驗時對水平木板的壓力相等,而A、B表面粗糙程度不同,故將B放在水平木板上進行實驗,再與用A做的實驗進行對比,是為了研究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關系。[4]A、B的質量相等,用A、B分別做實驗時,則地面受到的壓力不變,且地面與木板的粗糙程度不變,因此地面對水平木板的滑動摩擦力大小相等。4.在探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗時,同學們利用小桌、砝碼、海綿等器材設計了如圖所示的系列實驗。
(1)同學們是根據來比較壓力作用效果的;(2)觀察比較圖甲、乙的情況可以得到的結論是:受力面積一定時,,壓力的作用效果越明顯;(3)要探究壓力的作用效果跟受力面積的關系,應比較兩圖的實驗,得到的結論是:;(4)這種探究方法在物理學中叫?!敬鸢浮亢>d的凹陷程度壓力越大乙丙在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯控制變量法【詳解】(1)[1]在實驗中,小明是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的。(2)[2]由圖甲和圖乙所示實驗可知,物體的受力面積相同而壓力不同,壓力越大,力的作用效果越明顯,由此可知:在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。(3)[3][4]研究壓力的作用效果與受力面積是否有關,應控制壓力相同而受力面積不同,由圖示可知,應選乙、丙兩個實驗。得到的結論是:在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。(4)[5]要探究壓力作用效果與其中一個量之間的關系,需控制其他量不變,用到控制變量法。5.有兩只相同的燒杯,分別盛有體積相同的水和濃鹽水,現想將這兩杯沒有標簽的清水和鹽水區分開,小李同學采用壓強計的探頭進行探究:(1)首先用手指按壓探頭的橡皮膜,發現U形管內液柱幾乎無變化,其原因是,需重新安裝好器材,繼續實驗;(2)小李同學把金屬盒分別浸入到圖甲、乙燒杯的兩種液體(水或鹽水)中,發現圖甲中U形管兩邊液柱的高度差較小,他判斷圖甲中的液體是水,其結論不可靠,原因是;小李同學改正操作步驟后,完成了探究實驗;(3)小劉同學用圖丙裝置測量未知液體的密度:在左側加入適量的水,在右側緩慢倒入鹽水,直到觀察到橡皮膜相平,用刻度尺測量的物理量:A.右側待測液體到橡皮膜中心的深度h1B.左側水到橡皮膜中心的深度h2請你推導出待測液體密度的表達式為ρ鹽水=(用題中字母和ρ水表示)?!敬鸢浮垦b置密封不嚴密沒有控制兩種液體的深度相同【詳解】(1)[1]首先用手指按壓探頭的橡皮膜,發現U形管內液柱幾乎無變化,其原因是:裝置密封不嚴密,需要重新安裝好器材,繼續實驗。(2)[2]本實驗采用了控制變量法,探究液體的壓強與液體的密度關系時,應該控制兩種液體的深度相同,小李同學把金屬盒分別浸入到圖甲、乙燒杯的兩種液體(水或鹽水)中,發現圖甲中U形管兩邊液柱的高度差較小,他判斷圖甲中的液體是水,其結論不可靠,原因是:沒有控制兩種液體的深度相同。(3)[3]左側水對橡皮膜產生的壓強為右側的鹽水對橡皮膜產生的壓強為當橡皮膜變平時,受到兩側液體的壓強相等,即所以6.汽車超載、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理興趣小組決定對超載、超速問題進行模擬探究。如圖,將小車從同一斜面上由靜止開始滑下,推動同一木塊向前移動一段距離后停下,完成甲、乙、丙三次實驗。其中,。請根據實驗現象完成下列問題。(1)實驗中超載、超速帶來的危害程度是通過來表示的;(2)研究超載帶來的危害程度時,選擇甲、乙、丙三次實驗中的進行比較;(3)研究超速帶來的危害程度時,選擇甲、乙、丙三次實驗中的進行比較;(4)若本實驗中水平面絕對光滑,則(選填“能”或“不能”)得出正確結論;(5)如果小明在水平面上分別鋪上不同材料,讓同一小車從相同斜面上的同一高度由靜止滑下,目的是使小車到達斜面底端時的相同,(填“能”或“不能”)在平面和斜面同時鋪上材料?!敬鸢浮啃∧緣K被推動的距離甲、丙甲、乙不能速度不能【詳解】(1)[1]汽車超載、超速時,與物體撞擊時,會將物體推動得越遠,說明其動能越大,故實驗中超載超速帶來的危害程度可用小木塊被推動的距離來表示。(2)[2]超載是指汽車的速度一定時,質量越大,與物體撞擊時,將物體推動得越遠,說明動能越大,故模擬實驗時,需要控制最初釋放時的高度相同(即達到水平面的速度相同),質量不同的小球,圖中甲、丙符合要求。(3)[3]超速是指汽車的質量一定時,速度越大,與物體撞擊時,將物體推動得越遠,說明動能越大,故模擬實驗時,需要控制小球的質量相同,最初釋放時的高度不相同(即達到水平面的速度相同),圖中甲、乙符合要求。(4)[4]若水平面絕對光滑,小球在水平面上不受阻力,小球將做勻速直線運動,不能達到探究目的。(5)[5]讓小車從斜面的同一高度由靜止下滑的目的是:使小車到達水平面時的速度相同。[6]在斜面鋪上材料會改變斜面的粗糙程度,不能控制小車到達斜面底端時的速度相同,所以不能在平面和斜面同時鋪上材料。7.如圖甲所示是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩端的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,并通過調整來改變拉力的大??;(2)當小卡片平衡時,小華將小卡片轉過一個角度,松手后小卡片(能/不能)平衡,設計此實驗步驟的目的是為了探究;(3)小紅同學也對同一問題進行了探究,但他在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度(如圖乙所示),你認為能否用小紅的裝置進行實驗(選填“能”或“不能”);(4)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設計了如圖乙所示的實驗,同學們認為小華的實驗優于小明的實驗。其主要原因是A.減少摩擦力對實驗結果的影響
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。【答案】相反鉤碼個數不能兩個力是否在同一直線上能A【詳解】(1)[1][2]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,鉤碼的數量越多,拉力就越大。(2)[3][4]小卡片平衡時,小卡片轉過一個角度,小卡片兩端的拉力就不在一條直線上,紙片就會轉動,說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡。(3)[5]因為左右兩側各通過一個定滑輪,定滑輪的位置雖然不等高,但是當兩個力大小相等,方向相反,作用在同一直線上,作用在同一個物體上時,小卡片還是處于靜止狀態,照樣能完成實驗。(4)[6]小華實驗用的小卡片重力小,懸在空中不受摩擦力影響;小明實驗用的木塊放在水平桌面上,木塊和桌面之間存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,實驗要受到摩擦力影響。所以還是小華的實驗方案好,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。8.在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中,同學們提出了以下幾種猜想:A.與壓力大小有關B.與接觸面積大小有關C.與木塊運動的快慢有關D.與接觸面的粗糙程度有關小明同學用一個表面平整的長木板、一個表面粗糙的長木板、一個帶鉤的長方體木塊和一個彈簧測力計進行實驗,如圖甲所示。(1)實驗時,用彈簧測力計拉木塊在水平長木板上做運動,根據知識可知,這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數;(2)他得到如下表格中的實驗數據:次數長木板表面木塊放置木塊運動測力計示數/N1平整平放慢1.22平整平放較快1.23粗糙平放慢1.5根據表中數據,小明同學的實驗可以驗證猜想(填字母符號)是錯誤的。比較1和3兩次實驗可得到的正確結論是;(3)小明與伙伴共同創建了一種新的實驗方式,將甲圖測量摩擦力大小裝置改為如圖乙所示的裝置。這樣做的好處是?!敬鸢浮縿蛩僦本€二力平衡C在壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大測力計靜止便于讀數【詳解】(1)[1][2]實驗時,用彈簧測力計拉木塊在水平長木板上做勻速直線運動,木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據二力平衡知識可知,這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數。(2)[3]根據表中1、2數據可知,壓力大小相同,接觸面粗糙程度相同,物體運動的速度不同,故而測力計示數相同,即滑動摩擦力大小相同,滑動摩擦力大小與運動的快慢無關,故小明同學的實驗可以驗證猜想C是錯誤的。[4]比較1和3兩次實驗可知,壓力相同,3中接觸面粗糙,滑動摩擦力較大,故可得到的正確結論是:在壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。(3)[5]圖乙中,木塊與測力計都相對地面處于靜止狀態,受到測力計的拉力與受到傳送帶施加的滑動摩擦力為一對平衡力,大小相等,方向相反,測力計相對于地面靜止更方便讀數。9.撐桿跳高運動員要落在厚厚的海綿墊上,輪船靠近躉船時相互接觸處掛有緩沖輪胎。警察對高樓墜落人員施救時,在地面鋪上空氣墊。(1)請你也舉出一個類似的例子;(2)根據以上現象,小明提出一個問題,一個物體撞擊其它物體時,撞擊力的大小是否與相互作用的時間有關?針對小明提出來的問題,你的猜想是:;(3)小明根據自己的猜想,設計了如下的實驗方案:在兩個相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉,從相同的,先后落下同一只雞蛋。落在面粉厚度大的槽中,留下較深的坑,雞蛋完好無損;落在面粉厚度較小槽中,雞蛋破裂,在這里,小明是通過比較看出撞擊時間的長短。由此,你得出的結論是?!敬鸢浮刻h時,人要落在沙坑里一個物體撞擊其它物體時,撞擊力的大小可能與自身的質量速度、柔軟程度、形狀等有關高度坑的深度物體撞擊其它物體時,相互作用的時間越長,撞擊力越小【詳解】(1)[1]跳遠時,人要落在沙坑里;玻璃杯落在泥濘土地上不易摔破;汽車上的安全氣囊的緩沖作用;高空物體墜落到松軟物體上不易摔壞等等。(2)[2]一個物體撞其它物體時,撞擊力的大小可能與自身的質量(速度、柔軟程度、形狀等)有關。(3)[3][4][5]在兩個相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉,從相同的高度落下控制了接觸面粉時的速度;通過比較面粉中留下的坑的深淺看出撞擊時間的長短,由此可得:物體撞擊其它物體時,相互作用的時間越長,撞擊力越小。10.探究小組在探究液體壓強的實驗中進行了如圖所示的操作。
(1)實驗中,探究液體壓強的工具是;(2)甲、乙兩圖是探究液體壓強與的關系,實驗中液體內部壓強的大小變化是通過反映出來的;(3)對比丙、丁得出:液體壓強與盛液體的容器形狀(選填“有關”、“無關”);(4)為了探究液體壓強與液體密度的關系,小組成員將壓強計的探頭先后放入水和煤油中的某一深度處,發現U形管兩側液面高度差幾乎不變,下面改進操作不能使實驗效果更加明顯的是。A.將U形管換成更細的B.U形管中換用密度更小的液體C.將燒杯中的水換成鹽水D.使探頭在水和煤油中的深度加大【答案】液體壓強計液體深度液體壓強計U形管兩邊液面的高度差無關A【詳解】(1)[1]這是利用U形管中液面高度差來顯示壓強大小的儀器,叫做液體壓強計。(2)[2]甲、乙兩圖中,液體均是水,密度相同;但壓強計探頭所處的深度不同,故是研究液體壓強與液體深度的關系。[3]壓強計探頭上受到的壓強越大,壓強計U形管中兩側的液面高度差就越大。(3)[4]丙、丁再次實驗中,液體的密度、探頭所處深度均相同,只是容器形狀不同,但壓強計U形管中液面高度差相同。故得出的結論是:液體壓強與容器形狀無關。(4)[5]待測壓強大小與U形管中兩管中液體壓強差是正相關的。所以,為了使實驗現象更明顯,即讓U形管兩側液面高度差大,有兩條途徑,一是增大被測壓強,這可以增大液體密度,或者增大探頭所處深度;二是在待測壓強相等的情況下,減小U形管中液體的密度,根據可知這會使U形管中液面高度差更大。故A符合題意;BCD不符合題意。故選A。11.某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”的實驗中,進行了如下實驗探究。(1)實驗記錄如下表:實測物體物質質量m(kg)重力G(N)G與m的比值(N/kg)物體10.1110物體20.2210物體30.33①在探究過程中,需要的測量工具有、;②在探究過程中,實驗記錄如表:表中空缺的地方應填N/kg;(2)根據上表中測量的實驗數據分析,下列圖像中能正確描述物體所受的重力G與質量m關系的圖像是;A.
B.
C.
D.
(3)該組同學利用身邊的器材,取了質量不同的課本、文具盒、壓卷石各一個,并分別測出它們的質量和重力,來探究物體所受重力大小與質量的關系,你認為小明同學的做法合理嗎?理由是;A.不合理,因為他沒有用同種物質的物體做實驗B.不合理,因為他沒有使物體的質量成倍變化C.合理,因為他同樣可以得到物體所受重力大小與質量的關系D.合理,因為他的操作比甲同學更簡便(4)現查資料發現,火星上重力與質量的比值為,則一塊質量為10kg的金屬,在火星上的重力為N。【答案】天平彈簧測力計10BC37.2【詳解】(1)①[1][2]在探究物體所受重力大小與物體質量關系時,要測量物體受到的重力和物體的質量,需要的測量工具分別是彈簧測力計和天平。②[3]由表格數據可知,物體3的重力與質量的比值為(2)[4]因物體所受的重力與質量成正比,故重力隨質量的變化關系圖像為過原點的傾斜直線,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。(3)[5]重力與質量的比值是一個定值,該值的大小與物質的種類無關,用質量不同的課本、文具盒、壓卷石各一次做實驗,使結論更具有普遍性,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。(4)[6]質量是物質的一種屬性,不會隨位置、形狀、狀態的改變而改變,該金屬在火星上其質量仍為10kg,則在火星上的重力為G火=mg火=10kg×3.72N/kg=37.2N12.為探究影響滑動摩擦力大小的因素,實驗小組的同學用如圖甲所示的裝置和器材進行實驗。(1)如圖甲所示,將木塊平放在水平長木板上,用彈簧測力計沿水平方向拉動,使木塊做運動;(2)在長木板上鋪上棉布或毛巾,是為了探究滑動摩擦力大小與的關系;(3)在手拉彈簧測力計使木塊運動時,大家發現彈簧測力計示數很難穩定,于是設計了如圖乙所示的裝置來進行實驗。水平傳送帶的速度可以調節,定滑輪摩擦忽略不計。啟動傳送帶,當彈簧測力計的示數穩定后,此時彈簧測力計示數3N,則木塊所受滑動摩擦力的大小是N;滑動摩擦力的方向是水平向;(4)在第二次實驗中,同學們在木塊上放置了砝碼,則彈簧測力計穩定后的示數3N(填“大于”“小于”或“等于”)?!敬鸢浮縿蛩僦本€接觸面粗糙程度3左大于【詳解】(1)[1]實驗時,小明將木塊放在水平長木板上,用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊,并使木塊做勻速直線運動,此時木塊處于平衡狀態,受到的拉力等于摩擦力。(2)[2]在長木板上鋪上棉布或毛巾,改變了接觸面的粗糙程度,是為了探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系。(3)[3][4]啟動傳送帶,當彈簧測力計的示數穩定后,木塊相對于地面處于靜止狀態,此時彈簧測力計(繩子)對木塊的拉力(水平向右)與木塊所受滑動摩擦力為一對平衡力,大小相等,方向相反,木塊所受滑動摩擦力的方向沿水平向左;當彈簧測力計的示數穩定后,改變傳送帶的速度大小,大家發現彈簧測力計的示數沒有改變,則滑動摩擦力大小不變為3N;(4)[5]接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大,摩擦力的大小等于測力計的示數,故同學們在木塊上放置了砝碼,則彈簧測力計穩定后的示數大于3N。13.在學習《速度》一節內容后,同學們想探究紙錐下落快慢與錐角以及扇形半徑的關系。他們用普通復印紙裁出3個不同規格的扇形紙片,制成了如圖甲所示的3個紙錐實驗中,紙錐每次從相同高度由靜止釋放,用秒表多次測量每個紙錐下落的時間,取平均值后記錄在表格中。紙錐編號下落高度h/m扇形紙片半徑r/cm剪掉的扇形圓心角θ/°紙錐錐角α/°下落時間t/s11.9109081.92.2021.91013571.11.8431.959081.92.20(1)對于紙錐下落前的初始位置,有乙圖所示的兩種擺放方式,你認為正確的是(選填“A”或“B”);(2)分析表中數據,多次實驗是為了。根據實驗探究目的,你得出的結論是;(3)小明隨后用同種紙張制成了質量相等的兩個紙錐如圖丙,其中4號紙錐的錐角比5號紙錐的錐角大,如果從相同的高度同時由靜止釋放兩個紙錐,以下選項正確的是A.4號紙錐先到地面B.5號紙錐先到地C.兩個紙錐同時到達地面(4)紙錐開始時由于受到作用而(加速、減速、勻速)下落,如果紙錐在到達地面前做勻速直線運動,此時紙錐受(平衡力、非平衡力),設4號紙錐勻速下落時所受阻力為f1,5號紙錐勻速下落時所受阻力為f2,則f1f2(選填“>”、“<”或“=”)?!敬鸢浮緼得出普遍規律紙錐下落速度與扇形紙片半徑無關,與紙錐錐角有關,紙錐錐角越大,下落時間越長,下落速度越慢B重力加速平衡力=【詳解】(1)[1]為了比較紙錐下落的快慢,應把兩個紙錐拿到同一高度同時由靜止釋放;圖乙A中兩紙錐的下端高度相同,B中兩紙錐的上端高度相同,而落地時是下端觸地,故應選圖A的位置釋放,然后記錄下落至地面的時間。(2)[2][3]根據表格中編號為1、2的數據可知,下落高度、扇形紙片半徑均相同,紙錐錐角不同,紙錐錐角越大,下落時間越長,則下落速度越慢。根據表格中編號為1、3的數據可知,下落高度、紙錐錐角均相同,扇形紙片半徑不同,下落時間相同,則下落速度相同;分析表中數據可知多次實驗是為了得出普遍規律,避免實驗的偶然性;可得出的結論是:紙錐下落速度與扇形紙片半徑無關,與紙錐錐角有關,紙錐錐角越大,下落時間越長,下落速度越慢。(3)[4]由(2)知紙錐錐角越大,下落時間越長,下落速度越慢,由于4號紙錐的錐角比5號紙錐的錐角大,所以4號紙錐的下落時間長,下落速度慢,即5號紙錐先到地,故AC錯誤,B正確。故選B。(4)[5][6]根據運動和力的關系知,紙錐開始時由于受到重力作用而加速下落。[7][8]如果紙錐在到達地面前做勻速直線運動,此時紙錐處于平衡狀態,其受到的重力和阻力為一對平衡力,則重力和阻力大小相等,因為4、5號紙錐的質量相同,重力相同,所以阻力也相同,即f1=f2。14.如圖所示是探究“阻力對物體運動的影響”實驗
(1)實驗時要將小車從斜面上(選填“同一”或“不同”)高度由靜止釋放;(2)小車在毛巾和棉布兩個水平面上運動時,克服阻力所做的功(選填“在毛巾上更多”“在棉布上更多”或“兩次一樣多”),此過程中小車的動能轉化為能。從實驗現象可推理得出,若水平面光滑,則運動的小車將在水平面上;(3)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:(選填“需要”或“不需要”);(4)2022年3月23日“天宮課堂”第二課開講為我們開拓了嶄新的視野。其中,當冰墩墩拋出時,冰墩墩沿原方向做勻速直線運動。如果該實驗在地面上進行,冰墩墩將落到地面上。據此,請你寫出一個不能在太空中進行的初中力學實驗名稱:?!敬鸢浮客?/p>
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