初中物理实验过关专题4力学一密度运动和力.docx
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初中物理实验过关专题4力学一密度运动和力
初中物理实验过关专题4力学一（密度运动和力）
第一类探究方法、目的类型
典例剖析
例1在探究“力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，让小车自斜面顶端从静止开始滑下，小车从同一高度滑下后，在不同物体表面上运动的距离如图4-1所示。
（1）实验时小车每次都从斜面顶端滑下，是为了让小车在这些物体表面开始运动的相同。
（2）由图示可知，小车在玻璃上运动的距离最，这说明小车受到的阻力越，速度减小得越慢。
（3）根据这个实验推理：
若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直保持。
方法总结本实验设计采用了“控制变量法”以及“推理法”。
绝对光滑的表面是不存在的，但是我们可以把表面的光滑程度逐渐增大，并观察小车的运行距离。
在实验事实的基础之上，经过科学合理的推导，得出最后的结论，这也是一种常用的探究方法。
例2彤彤很想知道牛奶的密度，她用天平（带砝码）、一个干净的带盖子的空塑料瓶和水，进行了测量。
请你将她的主要实验步骤补充完整（水的密度用ρ水表示）。
主要实验步骤：
（1）她把天平放在水平桌面上，在调节天平平衡时，当天平的指针位置如图4-2所示时，她应该将天平的平衡螺母向移动（填“左”或“右”），使天平达到平衡；
（2）用天平测量出一个干净空瓶子（带盖子）的质量是m1；
（3）用天平测量出装满水的瓶子（盖紧盖子）的总质量是m2；
（4）用天平测量出。
用所测物理量表示牛奶的密度ρ牛奶=。
方法总结瓶子容积不变，分别装满水和牛奶，用水的体积等效替代牛奶的体积；用同性归类的方法来间接测量牛奶和水的质量，是顺利解答本题的两个关键所在。
中考真题回放
1.（2011宁德）如图4-3所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
铜块和木块的大小、形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向以速度v做匀速直线运动。
（1）比较甲、乙两图，可得出的结论是在粗糙程度相同时， 。
（2）图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 相同。
（3）图甲中弹簧测力计的读数是 N。
若图甲铜块以2v速度做匀速直线运动，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
2.（2011六盘水）物体只在重力作用下，由静止开始下落的运动叫自由落体运动，这种运动在真空中才能发生，在空气阻力很小可以忽略时，物体下落可以近似地看成自由落体运动．为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关．小刚与同学们做了如下猜想：
猜想一：
物体自由落体运动与物体质量有关。
猜想二：
物体自由落体运动与物体下落高度有关。
为了验证猜想，小刚与同学们用铁球做了一系列实验，数据如下表：
实验序号
铁球质量（kg）
下落高度（m）
下落时间（s）
1
0.1
20
1.98
2
0.2
20
1.98
3
0.1
30
2.51
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号为两组数据，结论是：
。
（2）实验中，他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验，这样做的目的是（）
A．便于实验操作B．便于观察
C．相对空气阻力小，使运动更接近于自由落体运动，更具科学性
（3）该实验中，小刚他们采用的物理研究方法是。
3.（2011宜昌）牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标，小华为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度，采用了如下方法：
（1）分别将两种不同品牌牛奶的密度测出来进行比较，为此他利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量。
其操作步骤是：
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1；②在空饮料瓶中装满水，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2，计算水的体积V=______（用测出物理量的字母表示，水的密度ρ水已知）；③______；（说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示）④计算牛奶密度ρ=______.（用测出的物理量的字母表示）
（2）小华还设计了其它两种实验方法。
方法一：
将一正方体塑料块先后放入这两种不同品牌的牛奶中，让它漂浮在液面上，观察塑料块露出液面的体积，露出液面体积较大的牛奶的密度较______；方法二：
将测量液体内部压强的压强计的金属盒先后放入这两种不同品牌牛奶中的同一深度，观察压强计的高度差，高度差较大的牛奶的密度较_______。
（以上两空均填“大”或“小”）
过关检测
接触面
毛巾
棉布
木板
小车移动的距离ｓ/cm
18.3
26.8
98.2
1.（2011青岛）在研究牛顿第一定律的实验中，记录数据如下，则下列说法正确的是（）
A．三次实验让小车从斜面的同一高度滑下
B．在木板表面小车速度减小得最慢
C．实验表明，力是使物体运动的原因
D．实验中运用了逐渐逼近法
2.（2011南京）如图4-4所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验．
图4-4
（1）实验中为了测量滑动摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块；实验数据如下：
（2）分析（选填序号）两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；
（3）在第一次实验中如果用0.5N的力水平拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力为N．
3.（2011广州）
（1）如图4-5甲所示的量筒是以为单位标度的，最小分度值是；测量时如果如图那样读数，则读出的液体体积与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
（2）水平放置的天平如图4-5乙所示，在使用前必须进行的调节是：
首先将，接着调节使平衡．
4.（2010嘉兴）用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关？
小明认为与小球的运动速度有关。
于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圆周运动（如图4-6所示）。
改变小球的运动速度，做几次实验，记录现象如下表。
小球质量/克
小球速度
橡皮筋长度/厘米
15
慢
10
15
较快
15
15
很快
18
（1）小球在桌面作圆周运动时，其运动状态改变（选填“可能”、“一定”或“一定不”）。
（2）从表格的数据可以看出：
小球的运动速度越大，那么橡皮筋的伸长就越。
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是。
（4）小玲查阅资料后知道作圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关。
据此，小玲认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷，请说出理由。
答：
。
5.（2010宿迁）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图4-7所示的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码．
（1）实验中选择小卡片的目的是（填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数．
（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：
（填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡．
（3）小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距．你认为形成差距的原因是（答出一条即可）．
6.（2012河南模拟）在探究牛顿第一定律的实验中，如图4-7所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下，使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动．
图4-7
（1）为什么要让小车从斜面同一高度滑下？
__________________________。
（2）小车在三种不同表面上运动的距离不同说明了：
__________________________。
（3）对这个实验作进一步推想，可以得出什么结论？
__________________________。
7.（2012泸州模拟）学习了“物体的质量及其测量”一章后，小明产生了这样的一个疑问：
物体的质量与其形状是否有关呢？
为此，小明设计了一个实验来探究这个问题。
他选用一块橡皮泥作为研究的物体，将橡皮泥捏成各种形状，用天平分别称出其质量，并记录数据于下表中：
橡皮泥的形状
长方体
圆柱体
圆环体
碎块
橡皮泥的质量/g
28
28
28
28
（1）实验时，小明选用橡皮泥作为实验材料，你认为选用这种材料对他的实验操作有什么好处？
答：
；
（2）由小明的实验，你得出的结论是 ；
（3）你还可以用橡皮泥探究哪些物理问题？
（例如用不同的力把铅笔的一端压在橡皮泥上，探究压力作用的效果）答：
。
第二类考查实验方案设计、方案评估类型
典例剖析
例1为了测量物体的质量，小菲同学从实验室取来一架天平和一盒标准砝码，如图4-8所示，实验前她突发奇想：
天平准确吗？
请你帮助她设计验证天平是否准确的实验方案：
步骤一、将天平放在；
步骤二、；
步骤三、观察天平是否继续保持平衡，确认天平是否准确。
解析
（1）天平是个等臂杠杆，砝码上标识的质量是它的真实质量，可以通过测定砝码质量来判断天平的准确性。
答案
（1）步骤一：
水平桌面上；步骤二：
将游码移至标尺左端的零刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡；步骤三：
取出两只相同的砝码，分别放在天平的左右两托盘中。
方法总结另辟蹊径，利用砝码验证天平的准确性，是很别致、独特的设计方案。
例2为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，某同学利用弹簧测力计、长方形木块、砝码、长木板和毛巾等器材做了如图4-9所示的实验。
图4-9
（1）为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做_______运动。
（2）在探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时，应选择的图是_______和________。
（3）在实验中，该同学又猜想摩擦力的大小可能与物体的接触面积大小有关。
请你利用已有的实验器材，帮助他设计实验方案验证猜想（简要回答）
应考提示：
前两问是教材内容的体现，运用了“控制变量法”。
第三问则是教材的拓展，但它仍然能够延续控制变量法的思路来进行设计，注意设计时要选用已有器材来完成。
例3在课外实践活动中，小明带了一块已切成长方体的肥皂（如图4-10甲，前后面保留了凹下去的字）做了以下实验。
（1）测肥皂的密度：
①小明需要的测量工具是 、
②小明测出了相关物理量，他计算密度的表达式应为
（用直接测量的物理量表达）。
③用上面方法测出的密度 （偏大/偏小）。
（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时，小明提出了以下的设计方案：
①在肥皂的侧面安装一个拉钩，如图乙，将没有字的一面放在水平桌面上，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F1；
②用小刀将有字的部分削平后放在同一水平桌面上（接触面的粗糙程度与①相同），如图丙，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F2；
③比较得出结论：
若F1和F2不等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关；若F1和F2相等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
小红认为这个设计方案不妥，你能说出其原因吗?
。
提出你的改进方法：
。
方法总结对测量物体密度的方案进行估测时，从密度公式出发，找出方案中出现误差的原因，然后对照密度公式，判断该方案出现的是哪种偏差；
（2）探究滑动摩擦力与某个因素的关系时，一定要注意采用“控制变量法”，只能改变要探究的因素，其他因素都必须保持恒定不变。
中考真题回放
1．（2011广东）学习密度知识后，刘明同学用实验测量某品牌酸奶的密度：
（1）调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘中央红线的右侧，此时应向____（选填“左”或“右”）移动平衡螺母，才能使天平平衡。
（2）如图4-11所示，甲、乙、丙图是他按顺序进行实验的示意图；依据图中的数据填入下表的空格中。
图4-11
（3）在以上实验中，烧杯内壁会残留部分酸奶而导致实验结果____（选填“偏大”或“偏小”），如何做才能避免由此产生的实验误差?
。
2.（2011恩施）下面是关于“用天平和量筒测小工件密度”实验步骤的描述，请按要求填空。
①组装好天平并将其放在水平台上，然后调节游码使横梁平衡。
②把小工件放在已调好的天平左盘，在右盘加减砝码，移动游码，使天平恢复平衡后，读出结果记在表格中。
③在量筒中盛些水，平稳握住量筒，使其中水面与人眼相平，记下量筒中
水的体积。
④用细线系住小工件轻轻放入量筒内的水中，再记下量筒中水的体积。
（1）分析评估以上实验发现，实验操作过程存在一定的问题：
问题一：
，
问题二：
。
（2）重新实验，当改正错误后，情况如图4-12，请完成下表。
工件质量
m/g
未放工件时水的体积V/cm3
工件体积
V/cm3
工件密度
ρ/（g·cm-3）
88
20
3.（2011安徽省）某物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力。
实验装置如图4-13所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮，绳的另一端悬挂托盘。
实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动。
回答下列问题：
（1）为了测量滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是________。
（填选项前的编号）
①木板的质量m1；②滑块的质量m2；③砝码的质量m3；④托盘和砝码的总质量m4。
（2）滑块的滑动摩擦力表达式为f=_________。
（用已知或测量的物理量符号表示）
（3）该实验的理论依据是：
____________。
（4）该实验存在一些不足之处，请你写出其中的一点：
_________________________
4．（2011无锡）为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是
他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．
表一
表二
（1）分析表一和表二数据可知：
①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成；
②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧（选填“大"或“小”）。
（2）如图4-14所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是（选填“A”或“B”下同）测力计，精度较高的是测力计．
（3）经实验探究发现：
在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关：
。
过关检测
1.（2011盐城）小明用图4-15所示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．下列操作正确的是（）
A．在木块上加放砝码
B．保持接触面粗糙程度不变
C．使木块侧放减小接触面积
D．沿水平方向匀速拉动木块
2.（2011山西省）小梦同学在用天平和量筒测盐水密度的实验中。
（1）他用调好的天平按图4-16中甲、乙、丙的顺序进行实验，根据图中数据可知道，量筒中盐水的质量是g，体积是ml，盐水的密度是kg/m3。
（2）在交流讨论的过程中，同组的小雨提出了另一种实验方案，其实验步骤：
①用天平测出空量筒的质量；②往量筒中倒入适量的盐水，测出盐水的体积；③用天平测出量筒和盐水的总质量。
对上述实验步骤你所持的观点是（）
A．能测出盐水的密度且步骤合理B．测出盐水的密度偏小，不可取
C．易使量筒从天平上倾斜而摔碎，不宜提倡
3.（2010荆州）水平抛出的物体，在没有空气阻力的情况下所做的运动我们把它叫做平抛运动。
做平抛运动的物体同时在水平和竖直方向上运动，已知在水平方向上物体做匀速直线运动，如图4-17所示是一物体从O点平抛运动的轨迹，以O点为原点沿水平和竖直方向建立坐标系后，测得A、B、C、D的坐标分别为（5,1）、（10,4）、（15,9）、（20,16）。
（1）小王认为物体在竖直方向上做匀速直线运动，小张认为物体在竖直方向上做变速直线运动，的说法正确；
（2）请写出物体在竖直方向上运动的距离和时间的关系式y=；
（3）在实验室做平抛运动实验时，空气阻力不可避免，为减小空气阻力的影响，提高实验精度，在不改变实验环境的前提下，请提出你的合理化建议：
。
4.（2011泉州）小理想知道家里一只茶壶（如图4-18）的密度．取壶盖进行如下测量：
（1）天平平衡时，砝码的质量和游码的位置如图4-19（a）所示，壶盖的质量为______g；
（2）如图4-19（b）所示，将壶盖放入装满水的烧杯中，把溢出的水倒入量筒中如图4-19（c）所示．壶盖的体积为______cm3，壶盖的密度为_____g/cm3，该茶壶的密度为________kg/cm3。
用该方法测出茶壶的密度比真实值_______。
图4-19
5.（2010沈阳）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图4-20所示。
老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：
__________________________________。
图4-20
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够________的特点，并通过调整________来改变F1和F2的大小。
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图4-21中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。
实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？
___________________________。
6．（2011保定模拟）小新和小杨同学分别设计了一种实验方案，请在方案中的空白处填空：
方案一：
（1）用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；
（2）向烧杯中倒入一些食用油，测出它们的总质量m2，则这些食用油的质量为；（3）再将烧杯中的食用油倒入量筒中，测出食用油的体积V；（4）计算出食用油的密度ρ．
方案二：
（1）将天平置于水平台后，立即调节平衡螺母，使横梁平衡;
（2）用天平测出装有适量食用油的烧杯的总质量m1；（3）将烧杯中的一部分食用油倒人量筒中，记录量筒中食用油的体积V；（4）测出烧杯及剩下食用油的总质量m2；（5）计算出食用油的密度ρ=
.
【评估与交流】
（1）请分别找出两种方案中的不足之处：
方案一：
；
方案二：
；
（2）你准备选择方案来做实验，为顺利完成该实验，该方案中不足之处应改为：
。
7．（2012淮坊模拟）课堂上，在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，同学们提出了以下几种猜想：
A．与接触面受到的压力大小有关B．与相对运动的速度大小有关
C．与接触面面积的大小有关D．与接触面的粗糙程度有关
（1）刘明学习小组采用了如图4-22甲的实验设计，用弹簧测力计水平拉动木块在木板上匀速运动，并进行三次实验．实验数据如下表所示，则表中数据可以验证猜想（填序号），可以得到的结论是：
．
（2）为了验证其余三种猜想，在上面结论的基础上，该实验小组改用了如图4-22乙的实验设计。
他们认为按照图4-22乙做实验，便于读数、方便操作。
请你简单说明他们这样认为的依据：
．
第三类生活器具设计类型
典例剖析
例1请你利用气球、刻度尺、一杯水来完成几个物理小实验。
次数
选用器材
实验的方法及现象
说明的物理知识
1
刻度尺
用力压刻度尺的一端，刻度尺发生形变
2
光的折射
3
气球、刻度尺
力的作用效果与受力面积有关
答案
次数
选用器材
实验的方法及现象
说明的物理知识
1
刻度尺
用力压刻度尺的一端，刻度尺发生形变
力可以使物体发生形变
2
刻度尺、一杯水
将刻度尺斜插入水中，刻度尺在水面处发生“弯折”
光的折射
3
气球、刻度尺
将刻度尺分别平放、侧放、立放在气球上，并分别施加等大的力压刻度尺，气球发生的形变不同
力的作用效果与受力面积有关
方法总结利用生活中的常见器具来设计的实验，一般步骤简单、容易操作，现象明显，而且答案往往不唯一，做好这类试题的关键是多观察生活、多积累，平常养成多动手的好习惯。
中考真题回放
1.（2011六盘水）你能利用身边的小物品进行物理小实验吗？
现请你利用学习用品中的直尺、铅笔、橡皮、纸张等小物品，任选器材设计两个物理力学小实验，简要写出实验过程及说明的物理知识。
示例：
向两张纸中间吹气，纸向中问靠拢。
说明在流体中，流速越快的位置压强越小
实验一：
；
实验二：
。
2.（2011岳阳）小明观察到电风扇、落地灯等都有个大而重的底座，使它们不易翻到。
进而他提出两个猜想：
①物体的稳定程度（稳度）可能与物体重心高低有关；②物体的稳度可能与接触面积大小有关。
为了验证猜想①，他将三块相同的橡皮泥分别固定在三个相同的圆柱体的底部、中部和顶部，其重心位置如图4-23甲所示，然后小心地推翻圆柱体，观察圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ（如图4-23乙）并记录在下表中。
在验证猜想②之前，他想到照相机的三脚架与地面的接触面积不变，支得越开却越稳。
于是，他调整思路，找来一块木板和四根相同的木棒，组成图4-23丙所示装置，将四根木棒由内向外移动时，装置的稳度不断增大。
图4-23
（1）圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ越小，反映圆柱体的稳度越（选填“大”或“小”）。
（2）分析表中的信息可知：
物体的重心越，其稳度越大。
（3）图4-23丙所示实验表明稳度与有关。
（4）依据以上结论：
卡车装货物时，应把重的货物装在层（选填“上”或“下”），
可使货物不易翻倒；乘车时，两脚（选填“分开”或“靠拢”）站得更稳。
3.（2011滨州）汽车在行驶途中，为了安全，车与车之间必须保持一定的距离。
因为，驾驶员从发现某一异常情况到采取制动动作的“反应时间”里（设同一人，不同速度下的反应时间是相同的），汽车要通过一段距离（称为反应距离）；而从采取制动动作到汽车完全停止，汽车又要通过一段距离（称为制动距离）。
据公安部门统计，车辆行驶过程中，停车距离越长，发生事故的可能性越大。
表中给出了某辆汽车在同一段路面上行驶过程中，在不同速度下的反应距离、制动距离和停车距离等部分数据。
请根据以上信息完成下列问题：
（1）分析表中1、3两行数据可知：
=+制动距离；并填写表中空缺的两个数据，完成表格。
（将答案直接写在表格中的横线上）
（2）分析表中数据可知，汽车行驶速度越大，停车距离（选填“越长”或“越短”），所以超速行驶，发生事故的可能性越大。
（3）由表中数据可知，反应距离取决于反应时间和行驶速度，由于酒后驾车反应时间比不饮酒的反应时间要长一些，因此，在行驶速度相同的情况下，酒后驾车的反应距离会，致使，从而导致发生交通事故的可能性增大。
表
速度/m/s
反应距离/m
制动距离/m
停车距离/m
l
12.5
9
14
23
2
25
74
3
30
21.6
79.4
10l
过关检测
1.（2011义乌）利用身边的物品可以进行许多科学实验。
小明用饮料罐代替小车，文件夹
升级会员 