专题2 备战2021年中考培优专题训练（实验探究+计算题+作图+易错）

专题2 备战2021年中考培优专题训练 实验专项训练1 探究二力平衡的条件+探究影响滑动摩擦力大小的因素 实验1 实验2 1.探究二力平衡的条件 【设计与进行实验】 (1)本实验选用小车和硬纸片而不选用木块的原因是减小摩擦对实验的影响. (2)定滑轮的作用是改变力的方向. (3)控制变量法的应用: ①探究相互平衡的两个力是否大小相等时,保证作用在小车上的两个力在一条直线上,改变小车两边托盘中所放砝码的个数; ②探究相互平衡的两个力是否在同一直线上时,保证作用在小车上的两个力大小相等,将小车扭转一定的角度后释放; ③探究相互平衡的两个力是否作用在同一物体上时,用硬纸片替换小车,保证作用在硬纸片上的两个力在一条直线上并且大小相等,用剪刀剪开硬纸片. 4.【交流与反思】 (1)本实验中多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验结论的偶然性. (2)本实验设计的优点是:可以不考虑物体的重力对实验的影响. (3)实验中,桌面必须水平,否则小车的重力会影响实验. (4)实验中,如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态,则原因是小车受到桌面的静摩擦力. 【实验结论】 二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。 2.探究影响滑动摩擦力大小的因素 【实验结论】 滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【实验方法】 （1）控制变量法： ①探究滑动摩擦力的大小与压力的关系，控制接触面的粗糙程度不变，改变物块 对接触面的压力，比较压力不同时滑动摩擦力的大小关系； ②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，控制压力不变，改变接触面 粗糙程度，比较接触面粗糙程度不同时滑动摩擦力的大小关系。 （2）转换法：通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。 【交流与讨论】 （1）实验中要 水平匀速 拉动木块，使木块做匀速直线运动，重力和支持力平衡，才能 保证拉力大小等于滑动摩擦力。 （2）滑动摩擦力的大小与运动 速度大小 、 接触面面积 的大小无关。 【实验评估】 实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下，对比甲图，乙图中无论是否匀速拉动弹簧测力计，都可以保证拉力大小始终等于摩擦力大小。 甲图 乙图 计算专项训练1 功和能的计算（热力、电力） 1．我市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度。为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）。下表是某洒水车的相关数据。已知水的密度为1.0×103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，g取10N/kg。请根据题意回答下列问题： 空车质量 水罐容积 装满水时车轮与地面的总接触面积 额定功率 5t 4m3 0.6m2 120kW （1）若该洒水车的发动机是汽油发动机，发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能？燃烧0.5kg汽油能产生多少热量？ （2）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？ （3）若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0×10﹣3m3，则该物体受到的浮力为多大？ （4）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时10min，试计算此过程汽车所受到的阻力大小。 【解答】解： （1）汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程；做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的，是将内能转化为机械能的过程。 燃烧0.5kg汽油产生的热量：Q＝m汽油q＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J； （2）由ρ＝可知，装满水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4m3＝4×103kg， 汽车和水的总重：G总＝G车+G水＝（m车+m水）g＝（5×103kg+4×103kg）×10N/kg＝9×104N； 该洒水车装满水时对地面的压力：F＝G总＝9×104N； 该洒水车装满水时对地面的压强： p＝＝＝1.5×105Pa； （3）该物体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3＝10N； （4）洒水车行驶5000m用时10min， 则行驶速度：v＝＝＝m/s， 由P＝＝＝Fv可得牵引力： F＝＝＝1.44×104N， 因为洒水车匀速行驶，所以受到的阻力：f＝F＝1.44×104N。 答：（1）发动机工作时做功冲程将内能转化为机械能；燃烧0.5kg汽油能产生2.3×107J热量； （2）该洒水车装