专题08 力学实验探究-2021-2022学年浙江中考科学冲击重高培优讲义

专题08 力学实验探究 【解题技巧】 一、研究物理量影响因素类 滑动摩擦力、压强、液体的压强、动能、重力势能等影响因素 二、研究物理原理类 弹簧测力计的原理、杠杆的原理、阿基米德原理、二力平衡原理 三、测量物理量类 测物体密度、测大气压的值、测杠杆、滑轮组和斜面的机械效率、测功率 四、误差分析 1、测量误差主要分为两大类：系统误差、随机误差 （1）系统误差产生的原因：①测量仪器灵敏度和分辨能力较低；②实验原理和方法不完善等。 （2）随机误差产生的原因：①环境因素的影响；②实验者自身条件等。 2、减小误差的方法 （1）选用精密的测量仪器； （2）完善实验原理和方法； （3）多次测量取平均值。 【例题精析】 一．阻力对物体运动影响的探究实验 1．在研究牛顿第一定律的实验中，同学们已经知道滑块在水平面上滑行的距离与它刚滑到水平面上时的速度v0有关，与水平面的粗糙程度有关，有些同学还认为与滑块的质量有关。下面是甲、乙、丙三位同学在探究“滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量是否有关”课题时所设计的实验步骤，请你也参与进来。他们选择的器材有：质量相同、粗糙程度不同的木块、铁块、铜块、铝块各一个，斜面，木板，钩码若干。 （1）实验中应控制　滑到水平面上时的速度v、水平面粗糙程度　不变。 （2）甲、乙、丙三位同学设计的实验步骤分别如下，你认为符合本课题探究要求的是　甲　同学的（填选项前的编号）。 甲：让木块从斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行，观察并记录木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量；分别在木块上放上数量不等的钩码，先后让其从同一斜面的顶端由静止滑下后沿同一水平木板滑行，观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块及其上钩码的质量。 乙：先后让木块从同一斜面的不同高度处由静止滑下后沿同一水平木板滑行，观察并记录每次木块在水平木板上滑行的距离和木块的质量。 丙：先后让木块、铁块、铜块、铝块从同一斜面的顶端由静止滑下后沿水平木板滑行，观察并记录它们分别在同一水平木板上滑行的距离和它们的质量。 （3）下表是按符合本探究课题要求的实验步骤操作后得到的实验数据，从中得出的结论是：　滑块在木板上滑行的距离与滑块质量无关　。 滑块质量/g 200 250 300 350 在水平木板上滑行的距离/m 0.651 0.651 0.651 0.651 （4）如右图所示，让小球从A点静止释放，运动到C点时，若一切外力消失，则小球会沿哪条路线继续运动，并写出你判断的依据。　b，牛顿第一定律　。 【解答】解：（1）保证静止释放高度使木块滑到水平面上时的速度v相同、水平面粗糙程度不变，只改变滑块质量，记录滑块滑行的距离。 （2）甲同学用加钩码的方式几次改变木块质量，并记录了木块在木板上滑行的距离。 （3）数据显示：木块质量不断增加，木块在木板上滑行的距离不变，故可以得出滑块在水平面上滑行的距离与滑块质量无关。 （4）如右图所示，让小球从A点由静止释放，运动到C点时，若一切外力全部消失，根据牛顿第一定律则小球会沿b路线继续运动。 故答案为：（1）滑到水平面上时的速度v、水平面粗糙程度；（2）甲；（3）滑块在木板上滑行的距离与滑块质量无关；（4）b；牛顿第一定律。 二．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验 2．在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究实验。 实验步骤如下： ①把金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。 ②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。 ③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。 实验相关数据如下表： 实验序号 台式测力计示数F1/N 金属盒总重力G/N 弹簧测力计示数F2/N ① 4.8 4.8 1.8 ② 3.2 　4.8　 1.2 ③ 4.8 6.4 1.8 （1）此实验是根据　二力平衡　原理测出摩擦力大小的，实验过程中金属盒受到的摩擦力的方向是　水平向左　。 （2）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验具有容易操作的优点，具体体现在：　弹簧测力计示数稳定，便于读数　（写出一条即可） （3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为　4.8　N。 （4）实验中是通过　向金属盒内添加沙子　改变金属盒总重力的。 （5）比较实验步骤　①、③　（填序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关。 【解答】解： （1）利用二力平衡可知，当水平匀速拉动白纸时，摩擦力等于弹簧测力计的拉力大小；实验过程中金属盒相对于白纸是向右运动的，所以金属盒受到的摩擦力的方向是水平向左的