内容正文:
专题三 力学的实验探究
在初中物理的众多实验中,力学实验占有极其重要的地位,它在提高学生的实践能力和思维能力等方
面有着显著的作用.实验探究的要素:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、
分析与论证、评估、交流与合作.最常用的研究方法是控制变量法,其他还有等效法、模型法、类比法、转换
法、实验和推理法、比较法、综合法等等.
类型一 探究弹性形变程度的影响因素
1.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同
的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样.
对哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明有三种猜想:
猜想1:制造弹簧所用的材料可能影响弹簧的伸长量;
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量;
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量.
小明为探究自己的猜想,设计出一个实验方案:
①将一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两根弹簧的
初始长度L1、L2.
②如图甲所示,固定弹簧的一端,用大小相同的水平
力拉弹簧,测出此时两根弹簧的对应长度L1′、L2′.
③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据.
(1)该实验方案探究的是猜想 2 .实验方案中“将
一根弹簧剪成长度不同的两根”,这样做的目的是
得到材料、粗细均相同的两根弹簧 .
(2)实验方案中除了完成步骤①②外,还探究步骤③
的目的是 多次测量寻找普遍规律 ,其中“用大
小相同的水平力拉弹簧”表明弹簧的伸长量还与
拉力大小 有关.
(3)探究完成后他们选了A、B 两种规格不同的弹簧进
行测试,绘出如图乙所示的图像.图像中只有OA
段和OB 段是弹性形变,若要制作精确程度较高的
弹簧测力计,应选用弹簧 A (选填“A”或“B”).
类型二 探究二力平衡的条件
2.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
装置如图甲、乙所示.老师指出乙组同学选择的
器材更加合理,其原因是 小车与桌面间的摩擦
力较小,可以忽略不计 .
(2)丙组同学听后,又改进了设计,如丙图所示,实验
中选择小卡片的目的是 不考虑 (选填“考虑”
或“不考虑”)小卡片的重力;探究F1、F2 两个力
大小关系时,应该观察 两边钩码个数 .
(3)实验中保持F1 与F2 相等,进行如下操作: 旋转
(选填“挤压”“翻转”或“旋转”)小卡片,松手后观
察小卡片是否平衡.实验中设计这一步骤的目的
是为了探究二力平衡时,两个力必须满足的条件
之一是 两个力必须作用在同一条直线上 .
(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 读数误差 .
3.如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验
情景.
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(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分
别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,
使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ,并
通过调整 钩码的数量 来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松
手后小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡,
设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直
线上的两个力能否平衡 .
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平
衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 将
卡片从中间剪开 .
(4)小红同学也对同一问题进行了探究,但她在左右
支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如
图乙所示),你认为 能 (选填“能”或“不能”)用
小红的装置进行实验.
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,
设计了如图丙所示的实验,同学们认为小华的实验
优于小明的实验.其主要原因是 A .(填字母)
A.减少了摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
类型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素
4.(2017赤峰)某实验小组认为滑动摩擦力的大小可能
与接触面积和压力的大小有关.为了检验猜想是否正
确,他们用同一套器材做了如图所示的三次实验:
①用弹簧测力计拉动木块使它沿水平木板匀速滑动,
弹簧测力计的示