專題06力學(xué)探究性實驗【實驗攻略】備戰(zhàn)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探究浮力大小跟那些因素有關(guān)探究☆☆☆2探究浮力大小與排開液體重力的關(guān)系演示☆☆☆3探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)探究☆☆☆4探究杠桿的平衡條件演示☆☆☆☆☆5探究定滑輪和動滑輪的特點分組探究☆實驗一：探究浮力大小跟那些因素有關(guān)【實驗?zāi)康摹刻骄扛×Υ笮∨c哪些因素有關(guān)【實驗材料】彈簧測力計、圓柱體、水、鹽水、細線【實驗步驟】1.將圓柱體用細線系好，用彈簧測力計測出圓柱體在空氣中的重力G。2.將圓柱體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1，計算出圓柱體在水中受到的浮力F浮=G-F1。3.將圓柱體浸沒在鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2，計算出圓柱體在鹽水中受到的浮力F浮=G-F2。4.改變圓柱體浸沒在水中的深度，觀察彈簧測力計的示數(shù)是否變化。【實驗現(xiàn)象】1.圓柱體浸沒在水中和鹽水中時，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浮力的大小與液體的密度有關(guān)。2.改變圓柱體浸沒在水中的深度，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。【實驗結(jié)論】浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。【注意事項】1.實驗中要保持圓柱體完全浸沒在液體中，以保證浮力的大小只與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)。2.在測量浮力大小時，要注意彈簧測力計的讀數(shù)要穩(wěn)定后再記錄。【典例1】小麗用裝有沙子的柱形帶蓋塑料瓶“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”。（1）小麗列舉了以下三個常識，做出了三個猜想，其中符合常識2的是猜想（填序號）。常識猜想常識1：空玻璃瓶會漂浮在水面上，裝滿水的玻璃瓶會沉入水底。常識2：輪船從江里駛?cè)牒＠铮頃细∫恍３ＷR3：人在水中越往深處走，覺得身體越來越輕。猜想1：浮力大小與液體的密度有關(guān)。猜想2：浮力大小與物體排開液體的體積或深度有關(guān)。猜想3：浮力大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。（2）為了驗證上述猜想是否正確，依次做了以下實驗，如圖所示。A．B．C．D．E．①裝有沙子的塑料瓶掛在彈簧測力計下，靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖A，則裝沙子的塑料瓶重N；②通過A、B實驗兩圖的實驗數(shù)據(jù)，可知在B圖狀態(tài)下，物體所受浮力大小是N；③通過A、B、C實驗步驟，（選填“能”或“不能”）得出浮力大小與物體浸入液體的深度是否有關(guān)，原因是；④通過A、B、C實驗步驟，可以得出浮力的大小跟浸入液體體積有關(guān)的前提是確定了浮力大小與無關(guān)；⑤通過A、C、E實驗步驟，可探究物體所受浮力大小與的關(guān)系。【典例2】某興趣小組在探究浸在液體中的物體所受浮力大小規(guī)律的實驗中，做如圖1的實驗，同一物體A逐漸浸入到密度為的液體中，并通過觀察彈簧測力計的示數(shù)。（1）由實驗可知A物體浸沒在液體中時所受的浮力是N；（2）分析比較實驗序號甲、乙、丙可初步得出結(jié)論：；（3）不計燒杯厚度，當A浸沒在液體中后，液體未溢出，如圖丙，燒杯底受到的液體壓力比未放入A時增加了N；【拓展】小明同學(xué)用下面的方法測出了正方體B的密度，具體操作如下：將邊長為的正方體物塊B放入圓柱形容器底部，如圖a所示。逐漸向容器內(nèi)倒入水（未溢出），測量容器內(nèi)水的深度h，計算出該物塊對應(yīng)受到的浮力，并繪制了如圖b（實線）所示。（g取）更換密度為液體重復(fù)上述實驗，繪制了如圖b（虛線）所示的圖像。則物塊重力為N，物塊密度，則液體的密度。實驗二：探究浮力大小與液體重力的關(guān)系【實驗?zāi)康摹刻骄扛×Υ笮∨c排開液體重力的關(guān)系【實驗材料】彈簧測力計、溢水杯、小桶、水、圓柱體【實驗步驟】1.用彈簧測力計測出圓柱體在空氣中的重力G。2.將圓柱體浸沒在溢水杯的水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，同時用小桶收集溢出的水。3.用彈簧測力計測出小桶和溢出的水的總重力G總。4.改變圓柱體浸沒在水中的深度，重復(fù)上述步驟。【實驗現(xiàn)象】1.圓柱體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)F小于圓柱體在空氣中的重力G。2.小桶和溢出的水的總重力G總等于圓柱體在空氣中的重力G減去彈簧測力計的示數(shù)F。【實驗結(jié)論】浮力的大小等于物體排開液體的重力。【注意事項】1.實驗中要保持圓柱體完全浸沒在液體中，以保證浮力的大小只與排開液體的重力有關(guān)。2.在測量排開液體的重力時，要注意小桶和溢出的水的總重力是否等于圓柱體排開的液體的重力。【典例3】如圖所示是小致同學(xué)“探究阿基米德原理”的實驗，其中桶A為圓柱形。（1）小致按圖甲、乙、丙、丁進行實驗操作。（2）將空桶A輕放入盛滿水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如圖丙所示，此時空桶A受到的浮力為N。（3）測出桶B和流出水的總重力，如圖丁所示，可知桶A排開水的重力（選填“大于”“等于”或“小于”）桶A受到的浮力。（4）接著小致同學(xué)往桶A中加入沙子重復(fù)進行實驗，得到4組數(shù)據(jù)，表格如下，其中有明顯錯誤的是第次。次數(shù)1234桶A與沙子的總重力桶B與水的總重力【典例4】小楷同學(xué)在探究“影響浮力大小的因素”時，做了如圖所示的實驗。請你根據(jù)小楷的實驗探究回答下列問題：（1）彈簧測力計在使用之前應(yīng)該在（選填“豎直”或“水平”）方向調(diào)零；（2）D圖中金屬塊完全浸沒在水中時所受浮力N；（3）分析實驗步驟A、B、C、D，可以說明浮力大小跟排開液體的有關(guān)；（4）為了探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關(guān)系，可選步驟A和步驟進行分析；（5）F圖是金屬塊放到另外某種液體中的情形，小楷據(jù)此又算出了該液體的密度是，金屬塊的密度為。實驗三：探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)【實驗?zāi)康摹刻骄课矬w的動能跟哪些因素有關(guān)【實驗材料】斜面、小鋼球、木塊【實驗步驟】1.將斜面固定在水平桌面上，讓小鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，推動木塊在水平面上移動，測量木塊被推動的距離s。2.改變小鋼球的質(zhì)量，讓不同質(zhì)量的小鋼球從斜面的同一高度由靜止開始滾下，推動木塊在水平面上移動，測量木塊被推動的距離s。【實驗現(xiàn)象】1.當小鋼球從較高的位置滾下時，木塊被推動的距離較大；當小鋼球從較低的位置滾下時，木塊被推動的距離較小。2.當質(zhì)量較大的小鋼球從同一高度滾下時，木塊被推動的距離較大；當質(zhì)量較小的小鋼球從同一高度滾下時，木塊被推動的距離較小。【實驗結(jié)論】物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，物體的動能越大。【注意事項】1.實驗中要保持斜面的傾斜角度不變，以保證小鋼球滾下時的速度大小不變。2.在測量木塊被推動的距離時，要注意測量的準確性。【典例5】小明在探究“物體的動能、重力勢能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中：（1）如圖甲所示，小明利用斜面、鋼球、木塊等器材進行實驗，該實驗中物體的動能是指（選填“鋼球”或“木塊”）的動能；實驗中通過觀察來反映物體動能的大小；（2）由甲圖可以得出的結(jié)論是：在物體質(zhì)量一定時，越大，物體的動能越大；（3）甲圖實驗中，若水平面絕對光滑，則（選填“能”或“不能”）完成實驗；（4）甲圖實驗中，木塊在水平面上滑動的過程中，克服摩擦力做功的功率（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（5）如圖乙所示，有三個實心的、大小相同的鐵球A、鐵球B和塑料球C，球A、C離沙地高度相同。現(xiàn)讓三個球同時由靜止釋放，球落到沙地上的狀態(tài)如圖乙中虛線球所示。比較球A、C可得出重力勢能大小與的關(guān)系；比較球A、B可得出重力勢能大小與的關(guān)系；【典例6】如圖甲是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，圖乙是探究“物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。（1）兩個實驗的共同點是：都需控制物體從斜面上自由滑下，使物體到水平面的速度相同；（2）甲實驗中，是通過來顯示阻力對物體運動影響的。阻力越小，小車速度變化越，若不受阻力，小車將；（3）乙實驗中研究的動能是指小球在撞擊木塊（選填“前”或“后”）的動能，若mA<mB，由現(xiàn)象可以說明：當物體速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大；（4）乙實驗中，若先讓質(zhì)量為m的小球從斜面h高處由靜止下滑，測出木塊被撞擊的距離為s1，接著他立即讓同一小球仍從斜面h高處由靜止下滑，測出木塊被撞擊的距離為s2，則s1s2（選填“大于”“小于”或“等于”）。實驗四：探究杠桿的平衡條件【實驗?zāi)康摹刻骄扛軛U的平衡條件【實驗材料】杠桿、支架、鉤碼、刻度尺【實驗步驟】1.將杠桿安裝在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的左右兩端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置再次平衡。3.記錄杠桿兩端的鉤碼數(shù)量和力臂長度，填入實驗記錄表中。4.改變杠桿兩端的鉤碼數(shù)量和位置，重復(fù)上述步驟，記錄多組數(shù)據(jù)。5.分析實驗數(shù)據(jù)，得出杠桿的平衡條件。【實驗現(xiàn)象】當杠桿在水平位置平衡時，杠桿兩端的鉤碼數(shù)量與力臂長度的乘積相等。【實驗結(jié)論】杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。【注意事項】1.實驗中要保持杠桿在水平位置平衡，以方便測量力臂長度。2.在改變鉤碼數(shù)量和位置時，要注意保持杠桿的平衡。【典例7】在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，所用的器材有：每格長度等距的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線，重力均為0.5N的鉤碼若干個。（1）杠桿安裝后處于如圖1甲所示的靜止狀態(tài)，此時的杠桿處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）；（2）實驗前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是；（3）利用如圖1乙所示的裝置進行實驗，用彈簧測力計拉動杠桿由圖位置做順時針轉(zhuǎn)動，并始終保持彈簧測力計沿豎直方向，此過程中彈簧測力計的大小將（變大/變小/不變）；（4）若將右側(cè)的鉤碼換成彈簧測力計進行實驗，依次將彈簧測力計掛在從1到5的位置豎直向下施加拉力，始終保持杠桿在水平位置平衡，如圖1丙所示。如圖所示，下列圖像能正確表示整個過程中彈簧測力計對杠桿的拉力F與其力臂L大小變化關(guān)系的是。A．B．C．D．【典例8】如圖所示，小紅和小婷同學(xué)在做“探究杠桿的平衡條件”實驗，如圖所示，所用的器材：支架，刻度均勻的杠桿，細線，鉤碼若干。（1）實驗前，杠桿在支架上靜止時如圖甲所示，此時杠桿處于（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；（2）接下來，她們應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；（3）杠桿調(diào)節(jié)在水平位置平衡后，她們分別在杠桿兩端加減、移動鉤碼，每次使杠桿在水平位置重新平衡后，將實驗測量的數(shù)據(jù)記錄在下表中，小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)表格設(shè)計存在問題，請你指出表格設(shè)計的問題所在：；次數(shù)動力動力臂阻力阻力臂（4）在圖乙中，杠桿處于平衡狀態(tài)，若在兩端各加一個鉤碼，杠桿不能平衡，若左側(cè)鉤碼不動，則應(yīng)該將右側(cè)的鉤碼向移動格，才能使杠桿重新平衡。1．在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，小明按照下面的步驟進行實驗。?（1）進行探究時，實驗步驟和彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。其中序號b中物體P所受浮力大小為N；（2）分析a、c、d三次實驗，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（3）分析a、d、e三次實驗，可知在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力（選填“越大”或“越小”）；（4）本實驗不僅可以探究影響浮力大小的因素，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)還可求出物體P的密度為kg/m3。（g取10N/kg）2．在用稱重法測量物體浮力后，小明突發(fā)奇想：可以在彈簧測力計下掛上一個金屬塊，將其改制成密度秤，具體做法如下：（g=10N/kg）①如圖甲，取一個體積為100cm3的長方體金屬塊，用彈簧測力計測出金屬塊重力G；②如圖乙，將金屬塊緩慢勻速浸沒在待測液體中；③靜止后，將圖乙彈簧測力計指針所在位置的力的示數(shù)改為對應(yīng)的液體密度值。根據(jù)上述操作，完成以下填空：（1）物體的重力為N，物體浸沒在水中時受到的浮力為N。由此可以計算出圖乙中所測液體的密度為kg/m3；（2）圖乙中所測液體密度值應(yīng)標在N處。經(jīng)過思考，小明認為該密度秤的零刻度（液體密度為0）應(yīng)標在N處；（3）將對應(yīng)力的示數(shù)改為密度示數(shù)后，該密度秤分度值為kg/m3。經(jīng)過上述改制后的密度稱所能測量的液體密度最大值為kg/m3。3．小明猜想物體動能的大小可能與物體質(zhì)量和運動速度都有關(guān)，于是他設(shè)計了如圖甲、乙所示的兩個實驗裝置，用它們來探究影響動能大小的因素：如圖甲所示，讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面，分別從A處和B處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的相同紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后變?yōu)殪o止；如圖乙所示，讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面，分別從B處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的相同紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后變?yōu)殪o止。上述甲、乙兩組實驗中：（1）圖甲探究的是動能與物體的關(guān)系，得出的結(jié)論是；（2）圖乙探究的是動能與物體的關(guān)系，得出的結(jié)論是；（3）本題中，小球動能大小是用來表示的，這種方法在物理學(xué)上被稱為。4．如圖所示，探究小組利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿，細線、若干相同鉤碼、彈簧測力計等實驗器材探究杠桿的平衡條件。（1）在掛鉤碼前，小組發(fā)現(xiàn)杠桿左端高右端低（如圖甲），應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，實驗中將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，這樣做的目的是；（2）接著小組在杠桿的兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡（如圖乙）。若在A、B下方再增掛一個相同的鉤碼，則杠桿（選填“仍在水平位置平衡”、“沿順時針方向轉(zhuǎn)動”或“逆時針方向轉(zhuǎn)動”）；（3）如圖丙是已經(jīng)調(diào)節(jié)平衡的杠桿，用彈簧測力計在杠桿C處豎直向上拉，在A處掛上適當?shù)你^碼，使杠桿在水平位置平衡，則A處掛的鉤碼為個；（每個鉤碼質(zhì)量50g）（4）該小組同學(xué)根據(jù)圖乙實驗結(jié)果，馬上總結(jié)結(jié)論：杠桿平衡條件是：F1L1=F2L2，你認為這樣的探究方法（選填“合理”或“不合理”）；（5）如圖丁，工人在使用扳手時，在扳手手柄上加了一個長套筒，通過實驗，小華明白這是通過的辦法省力，圖中工人沿不同方向施力均能把螺絲擰起，則Fa（選填“大于”、“小于”或“等于”）Fb，原因是。5．小明在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時，用彈簧測力計懸掛一個底面積為50cm2的圓柱體，分別在如圖所示的四種情況下保持靜止，其中C、D分別是圓柱體剛好浸沒在酒精和水中的情況，盛裝液體的薄壁燒杯底面積為200cm2。（水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）B圖中圓柱體所受浮力為N；（2）比較A、C、D三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與有關(guān)；（3）比較三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；（4）由題中數(shù)據(jù)可以計算出圓柱體的體積為cm3；由A到C的過程中，圓柱體下降的高度為cm。A．B．C．D．6．如圖1所示，小寧用壓強計“探究影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”。（1）通過圖1甲觀察發(fā)現(xiàn)壓強計（選填“是”或“不是”）連通器；實驗開始前應(yīng)對裝置進行檢查，當用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液面的高度幾乎不變，則說明裝置；（2）小寧把壓強計的橡皮膜和橡皮管更換后，在使用壓強計前，發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)水面已有高度差，接下來的操作應(yīng)是；A．從U形管內(nèi)向外倒出適量水B．拆除軟管重新安裝C．向U形管內(nèi)添加適量水（3）完成上述操作后，如圖1乙、丙所示是將該裝置的探頭放入水中不同深度的情況，比較后可初步得出結(jié)論：液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而；（4）小寧同學(xué)利用U形管壓強計改裝成如圖1戊所示的測量某種未知液體的密度的密度計。A為固定支架，其作用是保證橡皮膜在不同的液體中深度均為5cm。U形管盛水，其右管標有刻度值，為了便于讀數(shù)，在U形管右管有一個指示液面位置的紅色浮標。未測量時，U形管水面剛好與a相平。當橡皮膜放入某液體中時，浮標指示在b處，小寧利用刻度尺測出a、b之間的距離為2.0cm，則該液體的密度為g/cm3；（5）同組的小剛同學(xué)，利用實驗室的電子秤和一個實心金屬圓柱體也測出了未知液體的密度，如圖2所示：①用細線拉著圓柱體，使其一半浸入水中，記下臺秤的示數(shù)為m1=112.0g；②用細線拉著圓柱體，浸沒入水中，記下臺秤的示數(shù)為m2=162.0g；③將圓柱體從水中取出擦干后，用細線系住物體浸沒于與水等質(zhì)量的未知液體中，記下臺秤的示數(shù)m3=152.0g；小剛根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出了實心金屬圓柱體的體積為cm3，未知液體的密度ρ=kg/m3；（6）實驗最后，小寧發(fā)現(xiàn)自己測出的未知液體密度總是小于小剛的測量值，多次實驗后仍然如此。小寧和小剛重新回顧了整個實驗，發(fā)現(xiàn)造成該現(xiàn)象的原因是。7．斜面在生活生產(chǎn)中常見，在物理實驗中也常有，以下物理實驗都用到了斜面。（1）利用斜面測平均速度，如圖甲所示。若讓質(zhì)量不同的小車從斜面頂端由靜止開始滑下，則它們撞擊金屬片的速度（選填“相同”或“不同”）；（2）利用一個斜面、鐵球、長木板、刻度尺、正方體紙盒等器材，設(shè)計一個實驗說明：為什么對同類型的汽車在不同路段設(shè)定不一樣的最高行駛速度。組裝實驗裝置：（如圖乙所示）（a）實驗過程：讓同一鐵球，；（b）結(jié)論：。因此對同類型的汽車在不同路段設(shè)定不一樣的最高行駛速度。不同類型的汽車行駛速度相同時，越大，危險性就越大。所以對不同類型的汽車在相同路段行駛時，對其設(shè)定的最高行駛速度也不相同。8．同學(xué)們利用輕質(zhì)杠桿探究杠桿的平衡條件。（1）杠桿靜止時如圖甲所示，可將平衡螺母向左調(diào)節(jié)使其水平，這樣做可以消除杠桿的影響；在調(diào)節(jié)杠桿水平后，如圖乙所示，A點掛2個鉤碼時，在B點掛個鉤碼，仍可使其在水平位置平衡。（2）用彈簧測力計代替鉤碼，如圖丙所示，不斷改變彈簧測力計的作用點和力的大小，使杠桿總在水平位置平衡，彈簧測力計的拉力F與其力臂l?的圖像如圖丁所示，圖像中每個點與兩坐標軸圍成的矩形面積（選填“相等”或“不等”），其原因是。（3）小馬利用該杠桿改裝成了一個杠桿