力学实验专题.docx

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实验专题——力学实验

一、速度的变化

命题点

1.实验原理：

2.实验器材（小车、金属片、停表、刻度尺、木块）

3.实验装置

4.停表的作用（测量小车运动的时间）、

刻度尺的作用（测量小车运动的路程）

5.刻度尺的使用和读数

6.金属片的作用：

（确保小车始终在同一位置停下）;

7.斜面的作用：

（使小车获得下滑的动力）

8.斜面的倾角不宜过大的原因（方便测量时间）

9.增大小车平均速度的方法（增大斜面的倾斜程度）

10.小车运动距离、时间的确定（“头对头”或“尾对尾”测量）

11.小车运动状态的判断（从斜面顶端由静止运动到底端的过程中是加速直线运动）

12.小车从斜面顶端运动到底端的过程中（不计摩擦）,机械能及其转化：

（重力势能减小,动能增大。

重力势能转化为动能,机械能不变）

13.速度公式相关计算

14.评估：

物体运动的平均速度与质量无关

15.误差分析：

①小车经过终点后停止计时,导致所测时间偏大测量平均速度偏小;

②小车没有从斜面顶端静止释放,导致时间测量偏小,测量平均速度偏大

16.多次测量的目的（求平均值，减小误差）

经典例题

如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验。

（1）该实验目的是练习用和测平均速度。

（2）该实验的原理是。

（3）实验时为了保证实验的准确性，减小误差，小车必须从______释放。

（4）实验时，坡度不能太大，因为_________，也不能太小是因为_________。

（5）实验时，观察到小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是（选填“匀速”或“变速”）直线运动。

（6）为了测量小车运动过程中的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，

测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半段的平均速度。

他的做法正确吗？

。

理由是。

（7）若某次测量过程中，斜面总长度为100cm，上半段长度为40cm，小车通过上半段时间为4s，到达斜面底端一共用时7秒，则小车下半段平均速度为______m/s，全程平均速度为______m/s。

命题点

1.实验原理：

2.实验器材的选取

3.用托盘天平测量物质的质量（①天平的使用;②天平的读数）

4.量筒的使用和读数

5.实验步骤补充、排序和设计

6.实验表格的设计与补充

7.密度的计算或密度的表达式

8.误差分析减小误差的方法:

（先测物体体积,再测物体的质量,则所测固体的密度会偏大,因为固体上会沾有水,使所测质量偏大）

测量液体密度时测量值偏大偏小的判断（先测体积,再测质量）（分析在测量过程中,m和V的测量结果是否正确,若不正确,运用密度的计算公式p=V进行分析即可）

9.特殊方法测量物质的密度

10.测量特殊物质的密度

11.浮力法测密度:

a.物体浸没在水中,受力分析

b.弹簧测力计的读数

c.称重法测浮力大小

d.利用阿基米德原理计算物体体积

e.利用密度公式计算物体的密度

12.实验方案的评估及改进

13..判断物体是否为实心:

（将所测物体密度与组成该物体的物质的密度相比）.

经典例题

2017年5月5日，我国自行研制具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919在浦东机场成功首飞。

第三代铝锂合金材料在C919机体结构用量达到了8.8%，为了测量该铝锂合金材料的密度，某中学学习小组的同学们用同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验:

（1）将天平放在水平桌面上，将游码放在标尺左端的处，发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）移动。

（2）用调节好的天平测量样品的质量，操作情景如图乙所示，错误之处是。

（3）改正错误后，当右盘中所加砝码和游码位置如图丙所示时，天平平衡，则该样品的质量为g。

（4）在量筒内装有一定量的水，样品放入量筒前后的情况如图丁所示，则样品的体积是cm3，此样品的密度是

kg/m3。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度，如图所示，他们做了如下的操作：

A．用弹簧测力计测出样品的重力为G；

B．将样品挂在弹簧测力计下，使样品浸没

在水中并保持静止（样品未接触到容器底部），读出弹簧测力计的示数为F；

C．样品的密度表达式为ρ样品＝

（用G、F、ρ水表示）。

二、测量物体的密度

三、摩擦力的影响因素

命题点

1.实验器材（木块、长木板、棉布、毛巾、弹簧测力计）

2.实验装置

3.转换法的应用（通过弹簧测力计示数即拉力的大小来反映摩擦力的大小

4控制变量法的应用

①探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系（保持接触面粗触程度不变,只改变压力的大小,观察弹簧测力计的示数变化）;

②探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系（控制压力的大小不变,只改变接触面的粗糙程度,观察弹簧测力计的示数变化）

5.弹簧测力计的使用与读数（见测力计考点梳理）

6.用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的原因（使弹簧测力计的示数等于木块受到的摩擦力,运用了二力平衡的原理）

7.木块在水平面运动时所受平衡力和相互作用力的判断

8.根据实验数据描绘摩擦力随压力大小变化的关系图像

9.分析表格数据得出结论:

10.滑动摩擦力的大小与物体的接触面积和物体匀速运动速度的大小无关

11.实验装置的改进：

改为拉木板的好处（便于控制木块匀速直线运动）

12.摩擦力在实际生活中的应用：

实验结论：

滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关.当接触面的粗糙程度一定时,表面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;当表面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大

经典例题

如图所示，大伟在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，从而测出摩擦力；改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度。

（1）观察三个实验，比较图甲和图_____所示实验，说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。

（2）观察三个实验，比较图甲和图丙所示实验，说明在_______相同时，接触面越_______，摩擦力越大。

（3）大伟在进行图乙中实验时，改变放在木块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力Ff与作用在物体表面的压力FN的关系图线如图丁所示。

由图丁可知：

当FN＝1N时，弹簧测力计

对物体的拉力大小为______N。

当木块与砝码的总重力为6N

时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为______N。

（4）如图所示实验中为了测量滑动摩擦力大小，应用弹簧测力计沿水平方向______拉动木块

（5）一个实验小组对测量摩擦力大小的方案进行了改进：

将轻质弹簧测力计一端固定，另一端勾住木块，木块下面是一块长木板。

如图乙所示，实验时拉着长木板沿水平方向向右运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小。

这种改进的好处是______（写一种即可）。

四、压力的作用效果与哪些因素有关

命题点

1.转换法的应用（通过被压物体的凹陷程度来比较压力作用效果的大小）

2.控制变量法的应用

①探究压力的作用效果与压力大小的关系:

（保持受力面积不变,改变压力的大小,观察被压物体的凹陷程度）;

②探究压力的作用效果与受力面积的关系:

（保持压力不变,改变受力面积的大小,观察被压物体的凹陷程度）

3.力的作用效果（力可以改变物体的形状）

4.选用海绵而不用木板的原因（更有利于观察实验现象）

5.实验方案的评估:

6.生活中的应用:

7.实验结论:

压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关

当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;

当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显

经典例题

如图所示，为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程。

（1）本实验的科学探究方法是，通过观察比较压力的作用效果

（2）小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系，应该通过图中的____两次实验进行比较得出结论；为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系，应该通过图中的____两次实验进行比较得出结论；

（3）通过实验小丽得出结论：

压力作用的效果不仅跟压力的大小有关，而且跟受力面积有关。

小丽的结论____（填“正确”或“不正确”）。

（4）在生活中，书包的背带做得又宽又大，这是利用了____来减小压力作用的效果；俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是____来增大压力作用的效果。

（5）将该小桌和砝码放在如图G所示的木板上，与图F中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强p的大小关系为pF___________pG。

（2017•青岛）请你想象一下，假如“减小受力面积可以减小压强”，则可能会出现：

B

A.刀刃磨得越锋利，切菜越容易B.书包带做得越窄，背着越舒服

C.墙基做得越宽，越不容易下陷D.图钉尖做得越尖，越容易按入墙中

（2017•德州）如图所示的四个实例中，属于增大压强的是（　　）

A．大型运输车装有很多车轮 B．书包的背带较宽

C．滑雪板的面积较大 D．安全锤头部做成锥形[来源:

五、液体内部压强的特点

命题点

1.实验前的两操作:

①先检查U形管左右两液面是否相平;

②检查装置气密性（用手压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化,若变化明显,则气密性良好）

2.转化法的应用（通过U形管中两边液柱高度差反映压强的大小）

3.控制变量法的应用

①探究液体内部的压强与方向的关系:

（控制金属盒在同种液体的同一深度,改变金属盒的方向,观察U形管液面的高度差）;

②探究液体内部压强与深度的关系:

（控制金属盒在同种液体中,金属盒方向不变,改变金属盒的深度,观察U形管液面的高度差）;

③探究液体内部压强与液体密度的关系:

（控制金属盒在相同深度,金属盒方向不变,改变液体种类,观察U形管液面的高度差）

4.实验过程中U形管两边液柱的高度几乎不变的原因（实验仪器气密性不好）

5.液体的压强大小与盛液体的容器形状无关

6.液体压强的相关计算（p=pgh）

7.实验结论:

液体内部压强的特点:

①液体内部向各个方向都有压强;

②液体内部的同一深度,各方向压强都相等;

③在同种液体内部,深度越大,液体压强越大;

④在深度相同时,液体的密度越大,压强越大

经典例题

小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：

U形管压强计、烧杯、刻度尺，足量的酒精、水和盐水，已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水。

（1）如图是U形管压强计。

实验前，为了检查探头与U形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U形管两侧液面，若说明气密性好。

（2）在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如下表：

①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整：

a、b、c、

②根据表中信息可得出的探究结论是。

（3）在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图所示。

三个烧杯中的液面相平，U形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。

小明根据三次实验现象，并结合

（2）中②的结论，得出了该探究结论。

请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程。

六、牛顿第一定律

命题点

1.实验器材（斜面、粗糙程度不同的水平面、小车、刻度尺

2.实验装置

3.控制变量法的应用

（让同一小车从同一高度由静止自由释放,使小车每次到达水平面时的速度都相同）

4.转换法的应用

（通过小车在水平面上运动的距离不同来判断阻力的大小,阻力越小,速度减小的越慢,小车运动的距离越远）

5.改变小车运动时受到阻力大小的方法

（改变接触面的粗糙程度,在水平桌面上铺不同材料的物体,如:

毛中、棉布、木板等）

6.小车沿水平面运动时所受平衡力和相互作用力的判断：

竖直方向：

重力和支持力是一对平衡力（大小相等）

水平方向：

受到摩擦力

7.小车运动到斜面底端持续运动的原因（小车具有惯性）

8.小车在水平面停下来的原因（受到阻力的作用）

9.小车从斜面顶端滑下过程中能量的转化

（重力势能转化为动能和内能）

10.实验推理（若物体不受阻力时,物体的速度将不会减小,一直做匀速直线运动）

经典例题

（一）、1、古希腊哲学家亚里士多德认为：

力是维持物体运动的原因，这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。

2、十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。

如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。

②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。

④继续减小第二个斜面的倾角，使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。

上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。

将这些事实和推论进行分类排序，以下正确的是（______）

A．事实②→事实①→推论③→推论④B．事实②→推论①→推论③→推论④

C．事实②→推论①→推论④→推论③D．事实②→推论③→推论①→推论④

（3）伽利略得出：

运动物体如果不受其它物体的作用，将会____________，伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。

（二）刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图所示的斜面实验．

（1）为了使相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，刘伟采用的研究问题的方法是　　．

（2）小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越_______，小车速度减小的越，支持该结论的证据是____________________________从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看，　　图中小车所受阻力最小，这也说明滑动摩擦力的大小与有关，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）刘伟从实验推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车会在水平面上做　运动．om]

（4）由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是______________。

（5）小车滑下的过程中，机械能的转化情况是；当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是____（填选项前的字母）

A．小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力B．小车受到的重力和小车对木板的压力

C．小车受到的重力和木板对小车的支持力

（6）若想探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关，应添加的器材是，若想探究动能大小与速度的关系，应添加的器材是，并通过观察比较动能的大小，具体的操作是

，若想探究动能大小与质量的关系，还应添加的器材是。

（7）小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2，则W1　　W2（选填“＞”、“=”或“＜”）；

七、浮力的大小与哪些因素有关

命题点

1.弹簧测力计的使用与读数

2.控制变量法的应用

①探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系（控制液体的密度不变,改变物体排开液体的体积大小）

②探究浮力的大小与液体密度的关系（控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度大小）

3.用称重法计算浮力（Fn=G=F）、

4.利用阿基米德原理公式的相关计算:

①计算固体液体的密度;

②判断浮力大小的变化

5.物体浮沉条件的理解:

①利用沉浮条件计算固体的密度;

②物体上浮下沉动态过程的判断

6.实验图像的绘制与分析（弹簧测力计示数F。

与物体浸入液体中的深度h的图像如图所示:

物体的重力G=9N,物体浸没时所受浮力Fn=9N-3N=6N

7.实验操作评估

8.分析实验数据总结实验结论

实验结论:

浮力的大小与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关,

物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大

经典例题

在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在表中.

（1）分析表中数据，实验所用物体的重力G物=______N，第一次实

验中物体所受的浮力F浮=_______N.

（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：

当液体的种类相同时，排开液体的体积越________，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号_______可初步得出结论：

当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大.

（3）请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排=____N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证_________原理.

（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是____（选填字母序号）.

A．寻找普遍规律B．取平均值减小误差

（5）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越_______.于是他灵机一动，在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示.当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上0.8g/cm3字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤

八、阿基米德原理

命题点

1.实验装置

2.物块的选择原则：

①重力不能超过弹簧测力计的量程

②密度大于水;

③不吸水物质

3.画出物体的受力示意图:

①物体没有在水中时受竖直向下重力和竖直向上拉力（如图甲）;

②物体在水中时受竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力（如图乙）

4.弹簧测力计的使用与读数（见测力计考点梳理）

5.正确使用溢水杯：

（溢水杯中的液体达到滋水口,以保证物体排开的液体全部流入小桶

6.用称重法计算浮力（F=G-F。

）

7.测量物体排开的液体重力的方法①先测出空桶的重力G1

②再测出桶和溢出水的总重力G2

③排开的液体所受到的重力为G=G2-G1

8.利用阿基米德原理计算物体的体积、液体的密度

9.实验步骤的补充与排序

10.改变实验条件多做几次实验,得出普遍规律（由浸没改为部分浸入,换用不同的液体、不同的圆体等）

11.浮力在生活中的应用（竹排、潜水艇、航空母舰、气球和飞艇、密度计、盐水选种等）

实验结论：

浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力

经典例题

同学用一个弹簧测力计、一个物体、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和盐水）、铁架台，分别进行以下实验探究：

[第一组]:

探究浮力大小与哪些因素有关；实验过程如图所示:

（1）如果在实验步骤④中，弹簧测力计的示数减小不明显，为了使实验效果更明显，请提出一条改善的措施__________________________；

（2）比较‚ƒ可以得出的结论是

（3）比较可得出浮力的大小与液体的密度有关，结论是：

（4）该物体的密度是：

盐水的密度是：

（5）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中__________物（填字母）两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。

[第二组]:

探究浮力大小等于什么?

实验过程如图所示:

（6）按照如图所示的实验顺序，会使得______________（选填“物体所受浮力”、“排开水的重力”）测量错误，并且测量结果会__________（选填“偏大”、“偏小”）为减小误差，你认为最合理的顺序是，得出的结论是：

（7）评估交流：

若实验时溢水杯的水没装满，F浮G排

[第三组]:

探究浮力大小是否与液体多少有关；实验过程如图所示:

（8）步骤②中将物体浸入水中；然后减少容器中水量，使得水面的下降，如步骤③所示。

根据实验过程及收集到的数据得到下表：

表中空白处应该填入的数据是_______N。

第三组同学根据实验数据，认为浮力变小的原因是由于烧杯中的水变少了，你认为他的结论是_______（选填“正确”、“错误”）的，理由是________________________。

物体重力G/N

图②中物体所受的浮力F浮/N

图③中物体所受的浮力F浮/N

3.0

1.5

【第四组】探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”

（9）选用薄铁片，烧杯和水进行实验，步骤如下：

步骤一：

将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；步骤二：

将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．

①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力　　第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

②小明得出：

物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：

他只关注了铁片　　的改变，忽视了　　对浮力大小的影响．

九、杠杆的平衡条件

命题点

（1）如何调节使杠杆在水平位置平衡?

左偏右调，右偏左调

（2）实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？

直接读出力臂的长度．

（3）选择杠杆的中点作为支点的原因：

减小杠杆的自重对实验的影响。

（4）用测力计代替钩码的好处：

能直接测出拉力的大小,实验操作更方便）

（5）用测力计由竖直拉变为斜拉的目的：

正确地认识力臂（点到线）

（6）用测力计由竖直拉变为斜拉时，测力计示数变大的原因：

力臂变小

经典例题

．利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

甲乙丙

（1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向＿（选填“左”或“右”）调节