专题初中物理力学实验.docx
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专题初中物理力学实验
专题力学实验
一、测量物质的密度
1.下面是小方和小王设计的“测食用油密度”的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：
（1）小方的方案：
用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m1，向烧杯内倒入适量食用油，再测出烧杯和食用油的总质量m2，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V1；其测得的食用油密度的表达式是：
ρ油=。
（2）小王的方案：
在烧杯内倒入适量的食用油，用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m3，然后将烧杯内的适量食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量m4，读出量筒内食用油的体积V2。
其测得的食用油密度的表达式是：
ρ油=。
（3）按__________的实验方案进行测量，实验误差可能小一些；如果选择另一种方案，测得的密度值________（填“偏大”、“偏小”），
（4）图是按小王的实验方案进行某次实验的情况，请将实验的数据及测量结果填入表中。
剩余油和烧杯的总质量
烧杯和食用油的总质量（g）
烧杯和剩余油的总质量（g）
倒出油的质量（g）
倒出油的体积（cm3）
油的密度（g/cm3）
34.1
16.8
2．小科在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。
（1）把托盘天平放在水平桌面上，调节天平平衡后，把小石块放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，再取回右盘中最小的砝码，接下来的操作步骤是移动_____________，直到天平再次平衡，测得矿石的质量是210g；
（2）因矿石体积较大，她按如图所示方法进行测量，求得矿石的体积为_______cm3；
（3）矿石的密度为_______g／cm3。
3.彤彤很想知道牛奶的密度，她用天平（带砝码）（或弹簧测力计）、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
位置如图所示，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=。
4．小明和小红使用不同器材分别对酒精的密度进行了测量。
（1）小明利用天平、烧杯、刻度尺和水测量酒精密度的过程如下：
①往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平称出烧杯和水的质量为m1；
②用刻度尺测出水面到烧杯底的高度为h1；
③将水倒出，倒入酒精，用天平称出的烧杯和酒精的质量仍为m2；
④
⑤计算酒精密度的表达式为：
ρ酒精=
（2）小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水测量酒精密度的过程如下：
①用细绳拴住石块，并用弹簧测力计测出石块重为G；
②将石块浸没在水中，并记录弹簧测力计的读数F1；
③
④计算酒精密度的表达式为：
ρ酒精=
（3）请你从操作难易程度方面，对两位同学的实验做出评估。
二、阻力对物体运动的影响
1．在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料（如毛巾、棉布、木板等），让小车自斜面顶端从静止开始滑下，三次实验现象如下图所示，比较小车沿水平面运动的距离。
第一次第二次第三次
请你观察实验现象思考后回答：
（1）为了得出科学结论，三次实验中应使小车运动到斜面底端时的速度____________（选填“相等”或“不等”），即小车应从斜面上的__________________________________处释放。
（2）实验中有两个变量，其中自变量是，因变量是小车运动的距离。
（3）三次实验中，小车在水平面上受到摩擦力最大的是第____次，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的________________________________有关。
（4）实验中：
在斜面上释放的高度相同时，木块在水平上滑行的距离与
有关；
（5）实验得出的结论是：
。
（6）进一步推理可知，若水平面绝对光滑（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做____________________运动。
（7）在本实验装置的基础上，如果可以补充器材，你还能进行的实验有：
_____________
_____________________________________________________。
（只要求写出实验名称）
三、探究“摩擦力的大小与什么因素有关”
1．在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A．与物体的重力大小有关
B．与物体运动的速度大小有关
C．与物体间的接触面积大小有关
D．与物体间接触面的粗糙程度有关
如图是验证他们猜想的实验装置图：
（1）小娟同学用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验，如图甲所示，实验数据如下表所示：
次数
木块放置方式
木块运动快慢
弹簧测力计示数
1
平放
很慢
1.2N
2
平放
慢
1.2N
3
平放
较快
1.2N
由表中数据可以验证猜想（填序号）的正确或者错误。
（2）小辉同学为了完成对猜想D的探究，他应按两图进行。
（3）小华选用正确的实验装置进行实验，得到下表所记录的实验数据，请根据数据，在所给出的坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到压力大小F之间的关系图像。
F/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
f/N
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
根据图像可以得出f与F的关系是
（4）利用现有器材且保持木板水平，还可以验证猜想（填序号）正确或者错误，请你把验证这个猜想的实验操作过程叙述出来：
.
（5）同学们在实验中都应使小车做运动，原因是：
2.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。
（1）比较（甲）、（乙）两图，可得到的结论是。
（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。
若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数摩擦力；若物体做减速直线运动，弹簧测力计读数摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）实验时，小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，则测出的摩擦力实际摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。
请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小。
你的做法及其原因：
四、探究“动能的大小与什么因素有关”的实验
1.图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上．乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动.请回答下列问题：
（1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与的关系；实验时，它是通过观察，从而判断钢球动能的大小.
（2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始 相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动来判断小车在不同的水平面受到 的大小.从而可以推理：
如果运动的物体不受力，它将 .
2．如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）在探究动能与速度有关时，要保持不变，让小球在的高度滚下，以不同的速度推动小盒子移动过一段距离，研究不同速度小球对小盒子做功的大小；要探究动能跟物体的质量有关时，要保持相同，就是要小球从静止开始从滚下。
（2）小聪所在的小组的探究记录如下表。
次数
小球质量m/g
小球起始高度h/cm
小盒移动距离s/cm
小球做功大小比较W
1
100
10
S1
W1
2
100
20
S2＞S1
W2＞W1
3
100
30
S3＞S2
W3＞W2
4
200
20
S4＞S2
W4＞W2
5
300
20
S5＞S4
W5＞W4
分析后你得出的结论是:
。
（3）质量和速度谁对动能的影响较大呢?
小明所在的小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一（小球撞击时的速度为v=8cm／s）
序号
小球质量m/g，
小盒滑行距离s／cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
表二（小球质量为m：
=100g）
序号l
小球撞击速度v／cm.s-1
小盒滑行距离s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
分析这两组数据可以得出：
对物体的动能影响较大．依据是
.
3、了解到“重力势能”知识的小东同学，想用身边的器材（铅球），来探究影响重力势能大小的因素，其探究程序如下：
（1）猜想：
影响重力势能大小的因素可能有：
a、重力势能大小可能与物体的质量有关
b、重力势能大小可能与物体的高度有关
（2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒，请你利用上述器材，帮他设计实验方案、验证猜想、完成实验步骤：
A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平；
B、取质量为_______________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
C、取质量为_______________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较.
（3）判断重力势能大小的依据是；
（4）通过对该实验的探究，B步骤得到的结论是：
重力势能跟__________________有关；C步骤得出的结论是：
重力势能跟__________________________有关。
6.如图所示是表面光滑、斜面倾斜程度可调的实验装置。
小李用其探究“物体由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小与什么因素有关”。
小李提出如下猜想：
A．速度大小可能与物体质量有关；
B．速度大小可能与斜面倾斜程度有关；
C．速度大小可能与物体下滑起点的高度有关。
可供选用的器材：
质量不同的钢球若干，秒表。
（1）若用此装置探究猜想A，除秒表外，还要选用的器材是 。
（2）下表是利用一钢球测得的数据，这是探究猜想 （填序号），实验中还应保
持 相同，结论是：
。
斜面倾斜程度
较大
较小
实验次数
1
2
3
1
2
3
小球从P运动到Q的时间t／s
5.1
5.0
5.1
5.1
5.1
5.0
（3）说出实验中产生误差的一种原因：
。
五、探究杠杆的平衡条件
1．
（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接从杠杆上读出___________；如果发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向_________调节，或将左端的平衡螺母向________调节。
（2）如图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，实验数据记录在下表中。
小明的第三次实验使用了弹簧秤和钩码，已经读出弹簧秤的示数为0.8N，请你在表格中填写该次实验的动力臂。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
15
2
1
20
2
10
3
0.8
1
10
（3）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1＝5N，l1＝20cm，F2＝4N和l2
＝25cm。
该同学根据这些数据能否得出探究结论？
________________，理由是_____
________________________________________________________________________。
（4）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件。
这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由：
________________。
（5）如第一次图所示，杠杆在平衡位置平衡。
如果在两端钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆__________端将下沉。
六、探究“浮力的大小与哪些因素有关”
1．小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。
下图表示探究过程及有关数据。
（1）分析②、③、④，说明浮力大小跟有关。
（2）分析，说明浮力大小跟液体的密度有关。
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是N。
（4）根据图中的实验数据，该金属块的密度是kg／m3。
（g取10N／kg）
2．通过实验认识了浮力后，小军和小民班的同学在老师的引导下，继续对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究。
首先，他们对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想，在老师的帮助下将同学们的猜想归纳如下：
猜想l：
浮力的大小可能与物体的质量有关；
猜想2：
浮力的大小可能与液体的密度有关；
猜想3：
浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关；
猜想4：
浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。
（1）小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2，选用了体积相同、质量不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N，然后进行了下图所示的实验。
①比较图中序号为a、b、c的三次实验，得出的结论是：
浮力的大小与______________。
②比较图中序号为________、________、________的三次实验可以得出结论：
浮力的大小与液体的密度有关；液体的密度越大，同一物体受到的浮力也越大。
（2）①猜想3是小民所在组的同学提出的，请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜想。
_________________________________________________________________________
②小民所在组的同学为了验证猜想3，选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A，进行了下图所示的实验，得到的实验数据如下表：
物体A：
底面积20cm2、高5cm的圆柱体，液体：
酒精
实验序号
1
2
3
4
5
物体浸入液体的深度h／cm
1
3
5
7
9
受到的浮力F浮／N
0.2
0.5
0.8
0.8
0.8
分析上表中的实验数据，得到的实验结论是：
______________________________。
之后，他们在与其他组同学交流的基础上，在老师的引导下继续进行着探究……
3、小明猜想“浮力大小F与液体的密度ρ和物体排开液体的体积V有关”，他为了探究F与V的关系，自制了6个塑料块（密度大于水），其体积分别为10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3，将各塑料块分别挂在弹簧测力计上，记下各塑料块在空气中和完全浸没在水中时弹簧测力计的示数。
（1）小明记录的实验数据见下表。
根据表中的数据在坐标纸上画出F与V的关系图象。
实验次数
1
2
3
4
5
6
物体排开液体的体积V/cm3
10
20
30
40
50
60
弹簧测力计的示数F1/N（塑料块在空气中）
0.14
0.28
0.42
0.56
0.70
0.84
弹簧测力计的示数F2/N（塑料块在水中）
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
浮力F/N
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
（2）根据图象，可得出F与V的关系是：
___________________________。
（3）通过分析图象，得出当V为75cm3时
所对应的浮力F＝__________N。
4．利用图的器材（水任意取），探究“物体漂浮液面时，
所受浮力与自身重力的大小关系”，即物体漂浮的条件。
（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和分度值。
图
所示弹簧测力计的分度值是N，量筒的分度值
是mL。
（2）现围绕主要实验步骤，回答有关问题：
①向量筒中注入适量的水。
②在质量约为几克的小塑料瓶中放入适量的螺丝钉，
使它能浮在水面上。
问题：
小塑料瓶本身就能浮在水面，而实验时为什么还要放入适量的螺丝钉呢？
请说明“放入适量螺丝钉”的好处：
。
③测出放有螺丝钉的小塑料瓶的重力G。
④读出量筒中水的体积V1；将小塑料瓶放到量筒中，稳定时读出水面对应的刻度V2；则小塑料瓶所受浮力的表达式是：
。
⑤比较小塑料瓶所受的大小关系，可以初步得出结论。
5．小聪家最近正在装修，爸爸去订了纯铜电线，并带回了样品。
小聪用手弯曲电线，感到很硬。
他猜想，这种电线未出如商家所言是纯铜制成。
小聪想帮助爸爸鉴别材料的真实性：
他觉得只要测出电线金属芯的密度就知道了。
于是他找来了一根细棉线，一只水槽，并装上足够多的纯净的水，另外再选择了其它一种器材他只测取了两个数据，加上自己已有的一些知识，然后进行了一些简要的计算就作出了判断。
（1）小聪在电线的鉴别中，主要经历了、设计实验、分析和论证几个探究环节。
（2）题中未列出的那一种器材你觉得应该是。
（3）请你帮小聪完成主要的实验步骤：
A.从绝缘皮中抽出金属芯，弯曲成一团，用细线系好
B.测出金属芯在空气中的；
c．测出金属芯浸没在水中（未与杯底和杯壁接触）的；
D．将水的密度ρ水作为常数，利用上面的测量数据计算，比较得出结论。
（4）请你帮小聪写出经过简单计算后得到的电线金属芯的密度ρ的表达式：
七、测量机械效率
1、如图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景（杠杆的重力忽略不计）
（1）请在下表中把相关的数据填写完整
物体重
G／N
物体上升的
高度h／cm
弹簧测力计
的示数F／N
弹簧测力计移动
的竖直距离S／cm
有用功
W有／J
总功
W总／J
机械效率
η／％
4
30
（2）为提高本实验中杠杆的机械效率，请提—条合理的建议：
。
2．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S（m）
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
（1）通过表中数据可分析出实验1是用（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用（填“甲”或“乙”）图做的实验。
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。
（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：
使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：
使用同一滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。
（5）记得当时我们在做这个实验时，老师提出了要注意的一个些问题，请说出其中一项：
。
（6）你能分析一下效率不是100%的原因吗？
请你试着写出两条：
、 。
3．学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；B.跟斜面的粗糙程度有关；
C.跟斜面的长度有关；D.跟物体的重力有关。
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。
实验次数
斜面倾角
斜面粗糙程度
物重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η（%）
30°
粗糙
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
30°
稍光滑
1
0.5
0.6
1
0.5
83
45°
粗糙
1
0.7
0.9
1
0.9
78
（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中相关数据）。
（2）通过对比实验
数据，可验证猜想_________________________________（填写字母）。
（3）通过对比实验
③数据，可以得出的探究结论是：
当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越___________________________________________________。
（4）若要验证猜想D，应控制______________、______________和_______________不改变。
（5）分析表格中的实验数据还可推知：
高度相同的斜面，越长越___________（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_____________________（只写出一条即可）。
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