福建省南安市实验中学2023－2024学年 八年级下学期实验探究核心考点

2024年南安市实验中学初二年下期末实验探究核心考点专题复习 实验一 探究阻力对物体运动的影响 ◎ 核心考点： 【实验目的】 探究阻力对物体运动的影响 【设计和进行实验】 （1）实验器材：小车、斜面、长木板、毛巾、棉布等； （2）实验步骤：让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，如图所示，改变水平面表面得粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。 第12页 共28页 【分析现象】 水平面越光滑，小车的速度减小得越慢，运动距离越远 ； 【实验结论】 ①运动物体受到的阻力越大，运动的越近，阻力越小，运动得越远。 ②若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。 【实验方法】： ①控制变量法：控制小车从斜面上 同一高度处 由静止释放，使小车到斜面底端时具有 相同的初速度 ； ②转换法：通过小车在水平面上 滑行距离的长短 来间接判断小车所受阻力大小； ③科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将 不会减小 ，将永远做 匀速直线运动 ； 【交流与讨论】 （3）小车到达斜面底端继续前行的原因：小车具有 惯性 ； （4）小车最终会停下来的原因：受到 摩擦阻力（非平衡力） 的作用； （5）牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态； （6）牛顿第一定律得到的方法：在大量 经验事实 的基础上，通过科学的 推理 总结归纳出来的， 不能直接 由实验得到。 （7）对牛顿第一定律的理解：力不是 维持 物体运动状态的原因，力是 改变 物体运动状态的原因。 （8）对小车受力情况的判断：小车在水平面上运动时 重力 和 支持力 相互平衡，水平方向上受到阻力的作用，做 减速 直线运动； （9）小车在运动过程中做功与能量转化：从斜面顶端滑动到水平面的过程中，重力势能转化为 动能和内能 ；从水平面运动到静止的过程中，动能转化为内能， 机械能不守恒 ，但能量的总量 不变 ；小车在三种不同的水平面上克服阻力做功的关系：，功率：（依次为毛巾、棉布和木板）。 实验二 探究二力平衡条件 ◎ 核心考点： 【实验目的】 物体处于平衡状态时受到的两个力有什么特点 【设计和进行实验】 1.实验器材：小桌、小车、托盘、钩码 甲 乙 2.实验步骤： （1）探究两个力的 大小关系 ： ①在两端的托盘里分别放上质量不相等的钩码，观察小车的运动情况； ②在两端的托盘里分别放上质量相等的钩码，观察小车的运动情况。 （2）探究两个力的 方向关系 ： ①将两托盘放在小车的同侧，并放上质量相等的钩码，使两个力的方向相同，观察小车 的运动情况。 ②把小车扭转一个角度，使两个力不在同一直线上，再释放，观察小车的运动情况； （3）探究两个力的 作用点关系 ：把方向相反的力分别施加在两个小车上，观察小车的运动情况。 【分析现象】 （1） 当小车受到大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上的两个力作用时，其运动状态 不变，即保持静止状态，处于平衡状态。 （2） 当小车所受力的大小不同或所受力的方向相反或两个力不在同一直线上时，小车的运动 状态都会发生变化，不再处于平衡状态。 【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。 【实验拓展】 为了消除小车车轮和木板之间的摩擦带给实验的影响，将实验装置设计成如图乙所示的形式，将系于小卡片（重力可忽略）两对角线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来进行实验探究二力平衡的条件。 【实验方法】 控制变量法： （1）探究平衡的两个力是否大小相等：保持两个力在同一直线上、方向相反，改变两端钩码质量，观察小车或纸片是否处于平衡状态； （2）探究平衡的两个力是否在同一直线上：保持两边钩码质量相同，扭动小车或纸片，观察小车或纸片是否处于平衡状态； （3）探究平衡的两个力是否在同一物体上：保持两个力作用在同一直线上，两边钩码质量相同，用剪刀剪下纸片，观察纸片是否处于平衡状态。 【交流与讨论】 （1）实验中使用定滑轮的作用： 改变力的方向 。 （2）实验中间木块换成小车或硬纸片的目的： 减小摩擦力对实验的影响 。 （3）实验中使用轻硬纸片的好处： 纸片的重力忽略不计，方便研究力的方向问题 。 （4）实验中多次测量的目的： 让实验结论更具有普遍性 。 【实验评估】 实验中，甲、乙两方案对比：乙方案通过滚动代替滑动的方式减小了与接触面的摩擦； 乙、丙两方案对比：丙方案减小因摩擦带来的实验误差，同时较甲、乙两方案，丙方案能够更方便一对平衡力与作用物体的关系。 甲 乙 丙 实验三 探究影响压力作用效果的因素 ◎ 核心考点： 【设计和进行实验】 1.实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子、橡皮泥等）、小桌、砝码； 2.实验步骤：第14页 共28页 第1步：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅； 第2步：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙； 第3步：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙； 【分析与论证】 ①甲、乙图中的受力面积相同，乙图中压力大于甲，乙图中海绵的凹陷程度大于甲，故可以得出结论：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越明显。 ②乙、丙两图中，压力大小相同，但是丙图中受力面积大，海绵的凹陷程度小一些，故可以得出结论：在压力一定时，受力面积越小，则压力的作用效果越明显； 【实验结论】 压力的作用效果与 压力大小 和 受力面积 有关： ①当 受力面积 一定时， 压力 越大，则压力的作用效果越明显； ②当 压力 一定时， 受力面积 越小，则压力的作用效果越明显。 【实验方法】 控制变量法： ①探究压力的作用效果与受力面积的关系：控制压力大小相等，改变受力面积大小，观察被压物体的形变程度。 ②探究压力的作用效果与压力大小的关系：控制受力面积相等，改变压力的大小，观察被压物体的形变程度。 转换法：实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。 【交流与讨论】 （1）实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变，实验现象明显，而木板不易发生形变，实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。 （2）实验中若压力大小、受力面积都不同，则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。例如将物体沿着竖直方向切割成大小不等的两块，每一块对海绵的压力作用效果都不变，这样不能得到压力的作用效果与受力面积活压力大小无关的结论。 （3）物理学中，为了比较压力的作用效果，引入压强这一物理概念。压强是表示压力作用效果的物理量，压力的作用越明显，则压强越大。 实验四 探究液体内部的压强大小 ◎ 核心考点： 【设计与进行实验】 1.实验器材：压强计、刻度尺、水、硫酸铜溶液（盐水）等。 2. 实验前要检查装置的气密性 ：用手轻压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中的液柱是否变化，若漏气，两液柱始终相平； 3. 实验前U形管液面应调平 ：为了避免橡皮管中有气体导致液面不相平，应拆除橡皮管重新安装； 4. 实验方法 ： （1）转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小； （2）控制变量法：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统一深度，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，改变液体的种类，观察U形管液面的高度差； 5. 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； 6.分析数据和现象，总结结论 【交流与反思】 7.探究移动方向的判断：改变液体密度，为了使液体压强不变，若密度增大，探头应向上移动，若密度减小，探究应向下移动； 8.液体密度的相关判断：①同一深度处，液面差大的液体密度大；②液面差相等时，深度深的液体密度小； 9.液体压强的相关计算； 实验结论：液体内部向各个方向都有压强，在液面同一深度处，向各个方向的压强都相等；深度越大，压强越大；液体内部的压强大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，则压强越大。 10.注意：①液体压强大小与其他的因素，如重力、体积、容器的形状、底面积等无关。②此实验只能定性的描述液体内部的压强特点。 实验五 探究影响浮力大小的因素 ◎ 核心考点： 【猜想与假设】 浮力的大小可能与物体排开液体的体积、液体的密度和物体浸没在液体中的深度有关。 【设计与进行实验】 1.主要实验器材：弹簧测力计、物体（）、烧杯、水、盐水等； 2.测量浮力大小的原理：称重法（）； 3.实验步骤： （1）探究浮力的大小与浸没在液体中的深度的关系： ①测量物体在空气中的重力，如图a； ②把物体浸没在水中不同深度处，分别读出弹簧测力计的示数，如图c、d所示； ③测出物体所受的浮力。 结论一： 。 （2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系： ①让物体浸在液体中的体积逐渐变大，分别读出弹簧测力计的示数，如图b、c所示； ②测出物体所受浮力。 结论二： 。 （3）探究浮力的大小跟液体的密度的关系： ①把同一物体浸没在密度不同的液体中，分别读出弹簧测力计的示数，如图d、e所示； ②测出物体所受浮力。 结论三： 。 【分析与论证】 ①由（a）、（c）、（d）三组实验可知，物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度无关； ②由（a）、（b）、（c）三组实验可知，物体所受的浮力与物体排开液体的体积有关； ③由（a）、（d）、（e）三组实验可知，物体所受的浮力与液体的密度有关； 【实验结论】 物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的　体积　有关、跟　液体的密度　有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力就越大。 【实验方法】 控制变量法的应用 ①控制液体的密度不变，用测力计提着同一个物体，以不同体积浸入同种液体，探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系； ②控制物体浸在液体中的体积不变，用测力计提着同一物体，让它分别浸没于不同液体中，探究浮力的大小与液体密度的关系； ③控制液体的密度及浸在液体中的体积不变，用测力计提着同一物体，让它分别浸没于相同液体的不同深度，探究浮力的大与物体浸在液体中的深度的关系。 【交流与讨论】 （1）为了实验现象更明显，物体的体积应稍大一些。 （2）实验时烧杯中的液体要“适量”：物体浸没后液体不能溢出杯口，同时物体又能够浸没到液体中。 （3）误差分析：若先测物体在液体中受到的拉力，再测物体的重力，由于物体上沾有液体，则所测浮力会 偏大 ； （4）物体浸在液体中的体积逐渐增大，物体受到的浮力也随着增大，但是不能理解为浮力的大小与浸没在液体中的深度有关； （5）探究浮力大小与物体形状的关系。 将形状不同、质量和密度相同的物体浸在同一液体中，控制物体排开液体的体积 相同，比较物体所受浮力的大小。物体所受浮力大小与物体的形状无关。 （6）探究浮力的大小与物体的密度的关系 将体积相同的不同物体，浸没在同一液体中，比较物体所受的浮力大小。物体所 受浮力大小与物体的密度无关。 （7）浮力与深度的关系 一般情况下，物体浸没了以后，浮力与深度无关，因为V排不会随着深度变化。但 有一种特殊情况：气球（或气泡），不考虑温度变化，在液体中时，由于深度不同， 压强也不同，气球的体积会发生变化，越深时，压强越大，体积就越小，V排就越 小，浮力就越小，反之亦然。 （8）实验室选用了不同的液体，并进行了多次实验是为了让实验结论更具有普遍性。 （9）物体的受力分析。 物体在空气中时受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力；物体在水中时受到 竖 直向下的重力 、 竖直向上的拉力 和 竖直向上的浮力 。 （10）、图像分析（） 随着h增大，先减小后不变，先增大后不变，如下图所示的示意图 （11）阿基米德原理的应用： ①计算物体的密度：（物体完全浸没） ②物体排开液体的体积： ③液体的密度： 实验六 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 ◎ 核心考点： 1.主要实验器材：弹簧测力计、物体（）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水； 2.测量浮力的原理：称重法（）；测量重力的方法：差值法。 3.实验步骤： 探究1：物体所受浮力的测量： 先用弹簧测力计测出物体的重力G，再把物体浸没在液体中，读出测力计的示数F，则浮力的大小= 。 探究2：物体排开液体所受重力的测量： 先用弹簧测力计测出空桶的重力G1，在用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G2，则排开液体的重力G液= 。 换用不同的液体、不同的物体进行多次实验。 注意：溢水杯应装满水，保证物体排开的液体全部流入小桶。 实验记录 【分析和论证】略 【实验结论】 浸在液体中物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为 【交流与讨论】 （1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，所测浮力偏大； （2）先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力：所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。 （3）石块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于石块排开的水的体积，最终导致得到物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。 （4）实验中换用大小不同的石块，不同的液体，进行多次测量，是为了使实验结论更具有普遍性。 （5）测量物体排开的液体所受重力的方法：先测出空桶的重力G1，再测出桶和溢出水的总重力G2，则排开的液体所受的重力为G排=G2-G1。 （6）浸没在水中的物体匀速向下运动过程中，物体受到的浮力不变，压强变大。 （7）利用计算液体的密度、物体排开液体的体积、物体受到的浮力，判断物体的浮沉等。 实验七 探究杠杆平衡的条件 ◎ 核心考点： 【设计与进行实验】 1.实验器材：杠杆、钩码若干、铁架台、刻度尺； 2.实验步骤： ①把杠杆支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆　在水平方向　平衡； ②把三个钩码挂在杠杆两侧（左边2个，右边1个），移动钩码的位置，使杠杆仍在水平方向平衡（下图）。把支点左方的钩码对杠杆的作用力（等于钩码受的重力）当作阻力，把支点右方的钩码对杠杆的作用力当作动力，将动力F1，动力臂L1，阻力F2，阻力臂L2的数值填入表中。 ③在左方钩码下再增加2个钩码，位置不变，移动右方钩码位置，使杠杆重新在水平方向平衡，将实验数据也填入表中。 ④在杠杆两侧挂上个数相同的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，将测得的力和力臂记在表中。 ⑤如下右图所示，把钩码挂在杠杆一侧，用弹簧测力计在同侧竖直向上拉住杠杆，使杠杆在水平位置平衡，把钩码拉杠杆的力当作阻力，把弹簧测力计拉力当作动力，将力和力臂的数据填入表中。 实验次数 动力（N） 动力臂（cm） 动力×动力臂（N·cm） 阻力（N） 阻力臂（cm） 阻力×阻力臂（N·cm） 1 1 8 2 4 2 2 8 1 16 3 2 12 3 8 【分析和论证】由表格可知：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。 【实验结论】杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为 【交流与评估】 （1）实验前调整杠杆在水平位置平衡（第一次）： ①平衡螺母调节原则：左偏右调，右偏左调； ②在水平位置平衡的目的：方便测量力臂； ③让杠杆的重心在支点上的目的：重力的力臂为0，消除杠杆的重力对实验的影响。 （2）实验时让杠杆在水平位置平衡（第二次）的目的：方便读出力臂大小。 （2）实验应多次测量：改变钩码的质量和钩码的位置，使结论具有普遍性； （3）将一端钩码换成弹簧测力计的相关分析； ①好处：能直接读出拉力的大小，实验操作更方便； ②拉动方向：竖直向下拉动（与钩码同侧时竖直向上拉动）； ③弹簧测力计从竖直拉变为倾斜拉，拉力力臂变小，测力计示数变大； （4）杠杆处于平衡状态的判断：静止或匀速转动状态。 （5）在杠杆支点处用弹簧测力计施加一个垂直杠杆向上的力是否会影响杠杆的平衡：不影响，这个力的力臂为0。 （6）弹簧测力计斜拉和竖直拉方案的评估。 （7）杠杆平衡条件在生活中的应用。 （8）实验中，为了方便测量力臂，所以力臂和力都是垂直关系，容易误导得出杠杆的平衡条件是：动力×动力作用点到支点距离=阻力×阻力作用点到支点距离。因此应该改变力的方向进行实验。 实验八 测量滑轮组的机械效率 ◎ 核心考点： 【提出问题】 对同一滑轮组装置，机械效率是否不变 【猜想与假设】 同一滑轮组的机械效率可能与被提升物体物重有关 【设计与进行实验】 1. 实验器材： 弹簧测力计 、 刻度尺 、细绳、 动滑轮、定滑轮、钩码若干； 2.实验原理：； 3.实验步骤： ①安装好滑轮组，记下钩码和弹簧测力计的位置； ②缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码G升高，用刻度尺测量钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，填入表中； ③算出、、，填入表格中； ④改变钩码数量，重做两次实验，并将测量数据填入表中。 数据记录 次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 有用功/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功/J 机械效率 1 1.5 0.4 0.6 0.7 1.2 0.84 71% 2 3 0.4 1.2 1.2 1.2 1.44 83% 3 4.5 0.4 1.8 1.8 1.2 2.04 88% 【分析和论证】 由1、2、3次实验可知，提升的钩码重力增加时，有用功增加，额外功基本不变（克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变），由可知，机械效率会增大。 【实验结论】 同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大，机械效率越高。 【实验方法】 控制变量法的应用 ①探究滑轮组的机械效率与所吊的重物重力之间的关系（控制绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量）； ②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系（控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变动滑轮数量或换重力不同的动滑轮）； ③滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系（控制同一滑轮组的绕线方式相同，所提钩码重力相同，改变钩码上升的高度）。 【交流与讨论】 （1）测量拉力大小的原理：用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子目的（减小摩擦引起的误差），此时拉力大小等于弹簧测力计的示数； （2）承担重物绳子段数的判断：与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数； （3）滑轮组机械效率的影响因素：物体的重力、动滑轮重力、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、绳子段数无关； （4）提高机械效率的方法 增加物重、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦。 （5）弹簧测力计静止时读数的分析：所测拉力偏小，机械效率偏高，说明滑轮组的机械效率与物体的运动状态有关。 （6）动滑轮重力、物重相同时所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。 实验九 探究物体的动能跟哪些因素有关 ◎ 核心考点： 【设计与进行实验】 1.主要实验器材：质量不同的钢球、木块、斜面等； 2.实验步骤： 探究1：动能大小与速度的关系 （1）控制不变的量时钢球的质量m； （2）改变的量时钢球的速度，即改变钢球在滑槽上的释放位置的高度h； （3）观察的量时木块被撞出的距离s。 次数 质量m/kg 高度h/cm 推动木块的距离s/cm 1 0.1 10 2 0.1 15 3 0.1 20 探究2：动能大小与质量的关系 （1）控制不变的量时钢球的速度，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h； （2）改变的量钢球的质量m； （3）观察的量时木块被撞出的距离s。 次数 质量m/kg 高度h/cm 推动木块的距离s/cm 1 0.1 10 2 0.2 10 3 0.3 10 【分析和论证】 探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与速度有关，速度越大，动能越大。 探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与质量有关，质量越大，动能越大。 【实验结论】 物体动能大小与物体的质量和运动速度有关： ①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大； ②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 【实验方法】 （1）转换法：通过小球推动木块运动的距离来反映小球动能大小，推动木块运动距离越远，小球的动能越大； （2）控制变量法： ①探究动能大小与质量的关系（控制小球速度不变，将质量不同的两小球，从同 一高度由静止释放，小球质量越大，撞击后木块运动的距离越大，小球动能越大）。 ②探究动能大小与速度的关系（控制小球质量不变，将质量相同的两小球，从不 同高度由静止释放，小球速度越大，撞击木块后运动的距离越大，小球动能越大）。 【交流与讨论】 （1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。 （2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。 （3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。 （4）实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动。 （5）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。 （6）钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性。 （7）木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因）。 （8）实验中能量的转化。 ①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水 平面上运动时动能转化为内能。 ②钢球在运动过程中机械能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。 （9）实验改进： ①木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换 更长的木板。 ②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。 ③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反 映动能的大小。 （10）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大）。 学科网（北京）股份有限公司 $$