初中物理力学实验专题之欧阳科创编.docx
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初中物理力学实验专题之欧阳科创编
初中物理力学实验专题
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
实验一：
探究牛顿第一定律
1、物体不受力会怎样运动？
这个问题不能仅靠理论分析来推测，应尽可能通过实验来回答。
为此，设计实验如下：
①在水平的桌面上架设一个斜面，在斜面的某一合适高度作记号A；
②在桌面上铺上毛巾，让小车从A点由静止开始滑下，用刻度尺测量小车在毛巾上滑行的距离并记录在下面的表格中；
③把毛巾换成棉布，重复②中的其余步骤；
④最后去掉毛巾，再重复②中的其余步骤；
1实验所得数据进行分析。
接触面
毛巾
棉布
木板
小车受到的摩擦力大小
大
较大
小
小车运动的距离S（单位：
cm）
18．30
26．83
（1）第三次实验中，小车在水平木板上滑行时的停止位置如图所示，读出小车在木板上滑行的距离并填在表中相应空格处。
（2）本实验设计是通过观察小车___________________________来推断小车的运动趋势的；让小车每次都从A点下滑，目的是______________________________。
（3）分析表中内容可知：
平面越光滑，小车受到的摩擦力越___________，小车前进的距离就越___________。
（结论）
（4）根据实验结果推理可得：
若接触面完全光滑，即水平方向不受外力作用，轨道足够长，小车将一直做___________运动。
可见，力不是使物体运动的原因，力是改变物体___________的原因。
（推论）想一想，在八年级物理学习中，你在研究什么问题时也用过了以上的推理法？
举一例：
______________________
2、在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
（1）实验时要固定斜面，并让小车从斜面上（选填“同一”或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小（选填“相同”或“不相同”）。
（2）根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越，在水平面上运动的距离越。
（3）小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2，则W1W2（选填“＞”、“=”或“＜”）。
（4）如果要测小车在毛巾表面上运动时所受阻力的大小，正确做法是：
。
3、理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。
理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。
如图所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：
①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度。
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面作持续的匀速运动。
④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
（1）请将上述步骤按照正确的顺序排列（只要填写序号）。
（2）在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论。
下面关于这些事实和推论的分类正确的是（）
A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论
（3）请你另外列举一个课本上的例子说明理想化实验：
实验二：
探究二力平衡的条件
1、在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，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（考虑/不考虑）小卡片的重力，滑轮的作用是；
（2）探究两个力大小关系时，应该观察。
（3）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：
（挤压/旋转）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。
（4）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）。
2、如图甲所示，是小华同学探究二力平衡条件的实验情景。
实验步骤如下：
（1）将系于轻质小卡片两个对角的细线分别跨过支架上滑轮，在细线两端挂上钩码，使作用在小卡片的两个拉力方向相反。
实验选用轻质小卡片目的是。
（2）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量时，小卡片平衡，如图A所示。
（3）将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力方向相反，如图B所示，松开手后小卡片平衡（选填“能”或“不能”）。
（4）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线剪断小卡片（如图C所示），发现小卡片不能保持平衡。
这说明：
的力一定不平衡。
（5）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，实验时发现当两边所挂钩码不相等时，木块也能平衡，你认为出现这种情况的原因是。
（6）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？
小明提出了自己的实验方案：
用弹簧测力计拉着钩码在（水平方向/竖直方向/任意方向）做匀速直线运动，根据观察到现象，可以得出结论：
物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。
实验三：
测量滑动摩擦力
1、小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图所示
（1）在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应沿水平方向拉动，且使它在固定的水平面
上运动．根据条件可知，此时木块所受的滑动摩擦力与弹簧拉力的大小．这种测摩擦力的方法是（填“直接”或“间接”）测量法.
（2）比较（a）、（b）两图说明滑动摩擦力的大小与有关；比较_两图说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）在上述实验中，对于摩擦力大小的测量你认为是否准确？
请你作出评价．
2、小华“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程，铁块和木块的大小、形状完全相同，木块表面比铁块表面粗糙。
实验时，小华用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动。
（1）比较甲、乙两图，可得到的结论是。
探究过程中使用了法。
（2）在实验中拉动弹簧测力计；若将甲图中速度增大到2v，其摩擦力大小（“变大”，“变小”或“不变”）
（3）实验时，小华先在竖直正立时对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力测量某物体重量为4.9N，那么该物体的质量为g（g=9.8N/kg）。
（4）小明认为小华的这种研究方法存在一些缺点，小明经过认真思考，决定采用图2行研究，你认为该种研究方法的优点是。
3、为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图1所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计（选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。
（2）在四次实验中，滑动摩擦力最小的是（选填“甲”、“乙”“丙”或“丁”）。
（3）比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与有关。
（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：
滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是（选填“正确”或“错误”）的。
（5）本实验采用的探究方法是（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（6）小明要对实验装置进行改动，如图所示，重复实验，发现效果更好，实验中，小明（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。
实验四：
探究压强大小与什么因素有关
1、探究影响压力作用效果的因素实验：
（1）甲、乙说明：
相同时，越大，压力作用效果越明显。
（2）乙、丙说明：
相同时，越小，压力作用效果越明显。
概括这两次实验结论是：
压力的作用效果与和有关。
本实验采用了
法。
本实验中通过观察可以知道压力作用效果是否明显，所以本实验有还有一个方法是法。
2、学校物理实验小组的同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验时，用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如下图所示的一系列实验，则：
（1）压力的作用效果的大小是通过比较海绵的程度来确定；
（2）分析比较图的实验现象，可得出结论：
当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著；
（3）分析比较图乙和丙的实验现象，可以得出结论：
；
（4）综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象，并归纳得出结论：
。
实验五：
研究液体内部压强的规律
1、某小组三位同学通过实验探究液体内部的压强与哪些因素有关，他们的研究过程如下：
（1）猜想：
他们分别在粗细不同、两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮薄膜，并在管内注入不同液体，观察到橡皮薄膜分别向下凸出，实验现象如图所示：
小华根据图（a）和（b）猜想液体内部的压强可能与深度（选填“有关”或“无关”）．
小明根据图猜想液体内部的压强与液体的质量无关．
小红根据图（b）和（c）猜想液体内部的压强可能与液体的有关．
（2）探究：
他们继续实验，分别在扎有橡皮薄膜的玻璃管中注入不同液体，仔细观察并比较橡皮薄膜向下凸出的情况，并分别用h1、h2、h3、h4、h5和h6表示凸出程度，且h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜h6．他们将有关的实验数据和实验现象记录在下表中．
同学
密度ρ（×103千克/米3）
实验序号
深度（厘米）
橡皮薄膜凸出程度
小华
0.8
1
5
h1
2
10
h2
小明
1.0
3
10
h3
4
20
h4
小红
1.2
5
18
h5
6
20
h6
①各位同学分析了本人的实验数据和现象后得出：
当液体的密度相同时，
．由此可验证的猜想是正确的．
②三位同学互动交流、分析比较实验序号2与3、4与6的数据和现象后得出：
．由此他们验证了的猜想是正确的．
2、如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。
（1）压强计是通过U形管中液面的来反映被测压强大小的；使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置（选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）比较②③两次实验，可以得出的结论是：
液体内部压强大小跟液体有关，当相同时，越大，液体压强越大；
（3）比较三次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系，可以得出的结论是：
；
（4）比较①③④三次实验，可以得出的结论是：
。
3、用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”，请你在认真思考、观察的基础上，回答下列问题：
（1）压强计是通过U形管中液面的来反映被测压强大小的。
使用前检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置（选填“漏气”或“不漏气”）。
（2）仔细观察图1所示的“实验1”和“实验2”，回答：
①实验1是想验证：
当液体密度相同时，液体的压强与的关系；
②实验2是想验证：
当相同时，液体的压强与的关系；
（3）如图2所示，有两个完全相同的容器，分别盛有适量的水和浓盐水，某同学用压强计鉴别这两种液体，则图（填a或b）中装的是盐水。
实验六：
测量大气压
1、托里拆利测量大气压强值实验如图1所示。
（1）当时的大气压强等于mm高水银柱所产生的压强；如果将托里拆利实验装置搬到高山上，测得水银柱的高度（选填“变高”、“变低”或“不变”）。
（2）若在管的A处扎一个孔，此时（选填“有”或“没有”）水银从A处流出，原因是。
（3）某同学利用透明硬质水管测量大气压强值，图2为实验装置示意图。
管子上端封闭，下端浸在水槽中，管内装满水，打开K2，管内水面静止后水面高度为h1，则测得大气压强值为（g=10N/kg，
）。
（4）大气压与我们的生活息息相关，请列举一个大气压在生活中的应用例子。
例：
用针筒吸药液时，大气压把药液压到针筒里：
实验七：
探究浮力大小
1、小明用如图所示装置研究“浮力大小跟物体排开液体体积关系”实验时，将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢地浸入水中（水足够深），在接触容器底之前，分别记下圆柱体下面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表：
（1）验数据可知，金属块重N，完全浸没时受到的浮力是N，物体的体积是m3，物体的密度是kg/m3．
（2）表中第1次到第3次实验数据，说明了浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积（填“有关”或“无关”）．（3）分析表中第4次和第5次实验数据，说明了浸没在液体中的物体受到浮力大小与深度
（填“有关”或“无关”）．（4）图中能正确反映F和h关系的图象是（）
2、小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图（a）所示的溢杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）图（c）所示，是小华在使用测量石块的。
（2）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式，该原理将得到验证。
（3）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是。
A．图（a）中溢杯内未盛满水。
B．图（b）中小桶内有少量水。
C．图（d）中石块未浸没水中。
3、取一只空牙膏袋，一次将它挤瘪，另一次将它撑开，两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中，如图所示。
两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲m乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲F乙；两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲p乙．（选填“＞”、“=”或“＜”）
4、小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度，请将下面实验步骤中的数据补充完整。
（1）如图甲所示，用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=N；
（2）将该石灰石浸没在水中静止时，如图乙所示，石灰石所受的浮力F浮=N；
（3）根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积V=m3；
（4）根据密度公式算出该石灰石的密度ρ=kg/m3。
5、俊权同学用如下图所示的实验进行探究“探究浮力的大小跟什么因素有关”，请回答下列问题：
（1）比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与有关；
（2）比较两幅图可知，浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关；
（3）比较两幅图可说明物体浸在同种液体中，所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
（4）在E图中物体所受浮力大小为N，F图中盐水的密度为kg/m3
6、小明在“探究影响浮力大小的因素”的实验中，所选择的器材有：
弹簧测力计、完全相同的若干个钩码、铁架台、相同的烧杯。
（1）钩码浸没在水中时受到的浮力是N；
（2）要想探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，应比较两组实验；
（3）比较c、d可知，可以得出的结论是：
；
（4）比较d、e可知，钩码上、下表面的压强差（选填“相等”、“d大”或“e大”）；
【拓展】
（1）钩码的密度为kg/m3（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）；
（2）将c图中的水换成密度为1.2×103kg/m3的浓盐水，但钩码的位置保持不变，弹簧测力计的示数是N。
实验八：
探究杠杆的平衡条件
1、小强在探究“杠杆的平衡条件”时，经历了如下的实验步骤：
A、调节杠杆两端的螺母，使杠杆在__________位置平衡；
B、在杠杆的两边挂上钩码，并移动悬挂位置，使杠杆重新平衡；
C、改变动力或动力臂的大小，并重新调节，再次使杠杆平衡；
D、如此多次测量，得到多组数据。
（1）小强进行步骤A的调节的目的是______________________；
（2）在步骤C中，当小强改变动力的大小后，为使杠杆重新平衡，接下来的操作步骤是（多选）（）
A．改变动力臂大小B．改变阻力大小
C．改变阻力臂大小D．调节平衡螺母（3）实验获得的数据如下表：
实验次数
动力／N
动力臂／cm
阻力／N
阻力臂／cm
1
4
5
2
10
2
1.5
10
3
5
3
2
15
3
10
4
L
20
1
20
分析上表，用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为：
__________________________________。
（4）当小强进一步做如图所示的实验时，发现不再满足（3）中得到的规律，请你对此作出评析：
__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2、在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置。
（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是。
（2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是。
（3）如果乙图左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的端会下降。
（4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为N．如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将（选填：
“变大”“不变”或“变小”）。
实验九：
测滑轮组/斜面的机械效率
1、图甲是小红同学测定滑轮组机械效率的实验图，进行了三次实验，数据如下表，请你分析表中信息回答问题：
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/cm
测力计示数F/N
测力计移动距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
（1）表中的记录，错误的一个数据是____________________
（2）第一次实验中滑轮组的机械效率是__________________
（3）从表中分析得出滑轮组机械效率与什么无关？
__________________________________________________（4）图乙是小林同学的实验图，他多使用一个滑轮的目的为了什么？
_________________________________________________（5）若两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，在不考虑绳重和摩擦的情况下，两滑轮组机械效率的大小有什么关系？
__________________________________________________________________
2、在测量“滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下表：
实验
次数
钩码的
重力G/N
钩码提升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械效
率η/%
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7
2
4
0.05
1.7
0.15
78.4
3
6
0.05
①
0.15
②
（1）
实验中，提升钩码时，要竖直向上拉动弹簧测力计；
（2）
（2）表格中①处的数据应为，②处的数据应为；
（3）分析以上实验可以得出结论：
同一滑轮组的机械效率主要与有关；
（4）若将滑轮组换另一种绕绳方法，提升相同的物体时，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率。
（选填“变大”、“变小”或“不变”）
3、下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。
序号
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
钩码上升
高度h/cm
动力
F/N
动力作用点m移动距离s/cm
滑轮组的
机械效率η/%
1
0.5
1
10
0.7
30
47.6
2
0.5
2
10
1.1
30
60.6
3
0.5
4
10
2
30
（1）在实验过程中，应拉弹簧测力计；
（2）笫三次实验中，有用功是J，总功是J，滑轮组的机械效率为。
（结果保留一位小数）。
（3）分析表中数据可知：
用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），其中克服动滑轮重所做的额外功，其它额外功。
造成额外功大小变化的原因是。
（4）小芳对上述三个机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。
这种做法对吗？
。
为什么？
。
4、小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”。
实验前他有如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据。
次数
物体
物重G/N
拉升高度h/cm
拉力F/N
拉动距离s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
8
1.20
80
50
2
小车
6
10
0.75
100
①第2次实验时斜面的机械效率为%。
②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与的关系。
③第1次实验中，木块所受摩擦力为N。
（3）小明利用该实验装置进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外随斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）的变化关系图象如图乙所示。
①由图象可知：
W额外与L成比。
②当斜面的水平长度L=0.4m时，拉力做的总功为J。
③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为N。
5、为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系山，晓龙同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木块、小车等器材设计了如图所示的实验装置．实验测量的数据如下表
实验次数
斜面倾斜程度
小车重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度s/m
机械效率
l
较缓
3
0.2
1.6
l
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中晓龙可以通过____________________来改变斜面的倾斜程度．
（2）在第2次实验中，斜面的机械效率是____________________________．
（3）斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系是_______________________________。
实验十：
探究动能/势能的大小与哪些因素有关
1、
小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的____________。
速度②选用图甲探究的是动能与____________速度的关系，得出的结论________________________质量一定时，速度越大动能越大．③选用图乙探究的是动能与____________质量的关系．
2、如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素
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