专题14 力学必考的四个重点实验-2025年中考物理答题技巧与模板构建

专题14 力学必考的四个重点实验 模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关 识·题型解读 命题特点+技巧解读+真题示例 明·模板构建 答题模板/技巧点拨+典型问答 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 模型02 探究液体压强与哪些因素有关 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关 模型04 探究杠杆的平衡条件 用·真题演练 真题示例+思路点拨/模板运用+规范答题+变式演练 练·模板运用 最新模拟、预测考向 练·模板运用 最新模拟、预测考向 识 中考·模型解读 高频模型 中考题型与分值分布 命题特点 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 （重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 各省中考物理命题，声现象四个力学重点实验会出现1—2道题，常以选择题、填空题、实验题出现，分值8分以内。在实验探究大题里这4个实验必须出现一个到2个题。所以重点训练好四个实验的解题思路和答题技巧是中考获得高分的举措。 模型02 探究液体压强与哪些因素有关（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 模型04 探究杠杆的平衡条件（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 善 总结·模型构建 模｜型｜构｜建 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学会探究影响滑动摩擦力大小的因素实验案例做到应知尽知 【猜想与假设】在地面上推箱子前行时，箱子越重，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关；地面越粗糙，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。 【实验设计】用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变水平面的粗糙程度或压力的大小，控制其他条件不变，观察记录弹簧测力计的示数。 【实验过程】 (1)用弹簧测力计水平拉动木块在木板上做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数。 (2)用弹簧测力计水平拉动同一个木块和砝码在同一木板上做匀速直线运动、记录弹簧测力计的示数。 (3)用弹簧测力计水平拉动同一木块在棉布上做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数. 【实验记录】 实验序号 实验条件 弹簧测力计示数F/N 压力情况 接触面 1 一个木块 木板 5.0 2 一个木块、一个砝码 木板 7.0 3 一个木块 棉布 6.5 【实验分析】 (1)比较分析第1、2次实验记录，木块均在木板上水平匀速滑行，但压力大小不同，木块受到的滑动摩擦力大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大，即滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。 (2)比较分析第1、3次实验记录，木块所受的压力大小相同，但接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，即滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关。 【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【实验改进】方法：如图乙，拉动木块下面的长木板运动，保持弹簧测力计不动。 改进后优点：拉动长木板时，即使长木板没有匀速运动，对实验也没有影响，实验更容易操作；而且弹簧测力计相对于实验操作者静止，可使读数更准确。 二、了解探究影响滑动摩擦力大小的因素考查关键点做到先知先觉 1.本实验体现两个物理研究方法：控制变量法和转换法； 2.测量摩擦力大小是依据：二力平衡的知识来进行的； 3.要测出摩擦力大小物体应做什么运动：匀速直线运动； 4.转换法应用：通过拉力的大小来反映摩擦力的大小； 5.实验时水平匀速拉动物体的原因：使拉力与摩擦力二力平衡； 6.对实验目的进行分析，弄清楚自变量、因变量和需要控制的变量。 （1）探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系； （2）探究滑动摩擦力大小与接触面间压力的关系； （3）探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系； （4）探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系。 7.如何确定摩擦力大小：匀速运动时，弹簧测力计读数与摩擦力大小相等（二力平衡）； 8.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤：接触面相同，压力不同； 9.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤：压力相同，接触面不同； 10.测量误差产生原因：很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差； 11.实验中出现误差的改进方法：可以让弹簧测力计一端固定，另一端勾住木块，将木块水平放置在长木板上，然后直接拖动长木板，从而读出示数； 12.在木块移动时，如果提高拉力，木块受到的摩擦力大小会不变； 13.实验需要多次测量，得出多组数据的目的是：避免实验偶然性，得出普遍规律； 14.如果在木块移动过程中，不是匀速滑动而是加速滑动，弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大； 15.实验结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大； 16.弹簧测力计的读数； 17.控制变量法的使用； 18.实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关； 19.添加钩码的目的：为了探究摩擦力大小与压力的关系； 20.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子：汽车轮胎、自行车把、胶鞋等。 解 真题·思维剖析 【例题1】（2024江苏南京·中考真题）如图所示为验证“滑动摩擦力大小跟压力大小有关”的实验。 （1）如图1，根据 　　，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 　　运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。 （2）改进实验如图2所示，木板B放在光滑水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上。用大小10N的水平恒力F向左拉动B，使B以0.2m/s的速度向左做匀速运动，此时木块A所受摩擦力的方向为水平 　　（选填“向左”或“向右”），若增大拉力F，木板B受到的摩擦力将 　　（选填“变大”“变小”“不变”）。 （3）拔河比赛前，老师要求队员穿有较深花纹的橡胶底运动鞋，蕴含的物理原理是：压力一定时，　　，摩擦力越大。若甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，地面对甲的摩擦力为f甲，地面对乙的摩擦力为f乙，则 　　。 A.F甲＝F乙，f甲＞f乙 B.F甲＞F乙，f甲＜f乙 C.F甲＞F乙，f甲＝f乙 D.F甲＞F乙，f甲＞f乙 变式演练 【模型1变式1】（2025四川自贡市一模）下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案，则下列说法中正确的是（ ） A. 通过甲、乙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响 B. 通过乙、丙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响 C. 通过乙、丙对比，可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响 D. 通过乙、丁对比，可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响 【模型1变式2】（2025山东青岛·模拟预测）如图所示，在“研究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，在木块上放一个砝码，用弹簧测力计拉动木块和砝码一起在长木板上滑动。当木块和砝码一起匀速滑动时，弹簧测力计的读数是3N，此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是_________N，砝码_________（选填“受”或“不受”）木块的静摩擦力作用。 【模型1变式3】（2025福建一模）某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。 （1）如图甲，用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做________（选填“匀速”或“变速”）直线运动，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小； （2）在图甲实验中发现，很难保持木块在（1）小题中的运动，且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进，如图乙所示，将弹簧测力计水平固定，通过拉力F′拉动长木板进行实验，测量数据记录如表所示： 实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N 1 平放 1.2 2 侧放 1.2 3 竖放 1.2 （3）根据实验数据可以得出：木块所受的滑动摩擦力大小应为________N，滑动摩擦力的大小与接触面的面积________（选填“有关”或“无关”）。图乙与图甲相比，图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更________（选填“稳定”或“不稳定”）。 模型02 探究液体压强与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学习探究液体内部的压强与哪些因素有关实验案例 【提出问题】液体内部的压强与哪些因素有关？ 【猜想与假设】液体的压强可能与液体的方向、深度、液体的密度等因素有关。 【设计实验】只改变某一个可能的因素，观察液体压强的变化。 【准备实验】液体压强计、水、烧杯、盐水 【实验过程及分析】 （1）探究液体压强与方向的关系 ①控制变量：控制探头所处深度、液体的密度相同；改变压强计的探头朝各个方向观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：U形管两边液面的高度差不变，即液体内部压强不变。由于探头所在液体深度相同、液体密度相同，探头朝向改变，液体压强不变，所以液体内部压强与方向无关。 ③结论：液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度处向各个方向的压强都相等。 （2）探究液体压强与深度的关系 ①控制变量：控制探头的朝向相同、液体的密度相同，改变探头所处液体的深度，观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：深度增加时，U形管两侧液面高度差变大，即液体内部的压强变大。由于液体密度相同，液体深度增加，压强增大，所以液体压强随深度的增加而增大。 ③结论：同种液体内部的压强随深度的增加而增大。 （3）液体内部的压强与液体密度的关系 ①控制变量：控制探头深度和方向均相同，改变液体的密度，观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：探头在盛有盐水时，U形管两侧液面高度差更大，即液体压强更大。由于探头所处深度和方向均相同，液体密度增大，压强增大，所以同一深度，液体压强随液体密度的增加而增大。 ③结论：同一深度处，液体密度越大，压强越大。 【实验结论】（1）液体内向各个方向都有压强。 （2）在同种液体的同一深度处，液体向各个方向上的压强都相等。 （3）液体内部的压强与液体深度有关，同种液体内部，深度越深，压强越大。 （4）液体内部的压强与液体密度有关，同一深度处，液体密度越大，压强越大。 二、明确探究液体内部压强的特点考查角度做到先知先觉是快速获得高分的技巧 1.U形管压强计的作用：通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小； 2.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性； 3.实验前的两个操作：（1）先检查U型管左右两边的液面是否相平； （2）检查装置的气密性：（用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）； 4. 两种实验方法： ①控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度； ②转换法：液体内部压强的大小无法直接测量，实验中我们是用压强计两侧的液面高度差来判断液体内部压强的大小； 5.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？ 答：气密性不好，拆下来重新安装； 6.使用的U型管是不是连通器：不是； 7.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察； 8.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律； 9. 实验结论： ①液体内部存在着向各个方向的压强； ②在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等； ③在同一液体内部，深度越深，压强越大； ④深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 解 真题·思维剖析 【例题2】（2024天津中考真题）某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水，实验时将压强计的探头放在水中，U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小，如图所示。 该小组同学利用上述器材进行实验，并在下表中记录了实验获得的数据。 实验序号 探头浸入水中深度h/cm 探头朝向 U形管两侧液面高度差/cm ① 10 向上 9 ② 15 向上 13 ③ 20 向上 17 ④ 15 向下 13 ⑤ 15 向左 13 请你解答如下问题： （1）分析表中______（填实验序号）三组数据可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等； （2）分析表中①②③三组数据，可初步得出结论：在同种液体中，____________； （3）若在以上实验器材的基础上，再增加足量的食用盐，还可以探究液体压强与__________是否有关。 变式演练 【模型2变式1】（2025四川成都一模）在“探究液体内部的压强”实验中，实验现象如图所示，U形管内液面的高度差越大，表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是（　　） A. 比较甲、乙两图，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大 B. 比较甲、丙两图，可得出结论：在不同液体中，深度越深压强越大 C. 比较乙、丙两图，可得出结论：液体密度越小，压强越大 D. 比较甲、丙两图，可得出结论：液体密度越大，压强越大 【模型2变式2】（2025山东青岛·模拟预测）如图所示，小明将压强计的探头放入水中某一深度处，记下U形管中两液面的高度差h，已知。下列操作能够使高度差h增大的是（     ） A．将探头向上移动一段距离 B．将探头水平向左移动一段距离 C．将探头放在食盐水中的同样深度处 D．将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度 【模型2变式3】（2025辽宁一模）小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。 （1）安装完实验器材后，小遥发现U形管两侧液面出现高度差，如图甲所示，接下来的操作：__________； （2）如图乙所示，从结构上看，压强计__________（选填“属于”或“不属于”）连通器； （3）通过比较丙、丁两图得出结论：同种液体，_________，压强越大； （4）若图丁中，探头在水中的深度为8cm，请你计算该处水的压强为______Pa； （5）小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向图丁烧杯中多次加盐水，发现U形管两侧液面高度差不断增大，于是得出“液体密度越大，压强越大”的结论。他的结论是_________（选填“正确”或“错误”）的，理由是_________。 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学习探究浮力大小与哪些因素有关实验案例提高探究能力 【实验目的】探究影响浮力大小的因素。 【实验器材】弹簧测力计、烧杯2个、水、圆柱体（A）、盐水。 【实验原理】（1）浸在液体中的物体都会受到向上的浮力；（2）浮力大小遵循阿基米德原理。 【实验步骤】（1）实验装置如图。 甲 乙 丙 丁 戊 （2）用弹簧测力计测量圆柱体受到的重力，如图甲所示，数据计入实验表格。 （3）用弹簧测力计挂着物体A慢慢部分（一半）浸入水中，如图乙所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （4）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入水中（A在水中上半部），如图丙所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （5）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入水中（A在水中下半部），如图丁所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （6）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入盐水中，如图戊所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （7）实验表格（参考数据，图中所示） 实验步骤 浸入液体内体积 弹簧测力计读数/N 1 0 8 2 V 7 3 V 6 4 V 6 5 V 5.6 （8）整理器材。 【实验结论】实验结果表明，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、液体的密度越大，浮力就越大。 【实验中注意的问题】 （1）在探究过程中，应注意沿竖直方向拉弹簧测力计，并且物体不能与容器底部或侧壁相接触； （2）应等弹簧测力计示数稳定后再读数； （3）实验时烧杯内的液体体积要适中，应以能浸没物体又不溢出为准； （4）探究过程中，把物体浸入液体时要缓慢，以免溅出液体。 二、对探究影响浮力大小的因素考查方向做到先知先觉是快速解题的技巧 1.实验方法：控制变量法（在探究浮力大小与物体浸入液体体积关系时，让金属块在同种液体中，改变物体浸入液体的体积；在探究浮力大小与液体密度关系时，让金属块浸没在不同液体中；在探究浮力大小与物体在液体中深度关系时，让金属块在浸没在同种液体中，改变物体在液体中的深度）； 2.浮力大小的测量：称重法：F浮=G-F弹（G是重力，F弹是弹簧测力计读数）；弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力越大； 3.实验原理：称重法； 4.弹簧测力计自身重力和细线以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差； 5.用手拉弹簧测力计的不知之处是：读取数据时易受晃动而影响测量结果； 6.通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是：排开液体的重力； 7.浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大； 8.浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体的密度越大，浮力越大； 9.浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关； 10.浮力大小与浸入液体内部体积关系：物体浸入液体内部体积不变，浮力不变；浸入液体的体积增大，浮力增大； 11.浮力大小与浸入液体内部深度关系：物体全部浸入液体内部，浮力与深度无关； 12.浮力大小与液体密度的关系：体积不变时，液体密度越大，浮力越大； 13.浮力大小和物体形状的关系：浸入液体内体积不变，浮力不变，和物体形状无关； 14.物体所受浮力大小规律：等于物体排开液体所受到的重力； 15.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现什么结果：会出现浮力大于物体排开水的重力； 16.换用不同的物体和液体重复实验目的是：避免实验偶然性，得出影响浮力大小影响的普遍性规律； 17.实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是：避免实验偶然性、使结论更具普遍性； 18.浮力大小的计算：F浮=ρ液gV排。 解 真题·思维剖析 【例题3】（2024重庆中考真题） 小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。 （1）将物块竖放后挂在弹簧测力计上，测出物块的重力为2.7N，然后将物块部分浸入水中，发现测力计示数减小的同时水面升高了，说明物块受到了竖直向______的浮力，并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时，浮力为______N； （2）接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验，由甲、乙、丙的数据可知：在同种液体中，物体排开液体的体积______，浮力越大；由丙、丁的数据可知：物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______； （3）然后将物块浸没在盐水中如图戊所示，分析数据可知：浮力大小与液体的密度有关：并通过计算得出所用盐水密度为______；若在实验前，弹簧测力计的指针在零刻度线以下，并未调零，则算出的盐水密度______； （4）同组的小王同学还想进一步探究：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关？于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，测力计示数为2.3N，与乙图数据对比，小王得出结论：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理，并说明理由：______。 变式演练 【模型3变式1】（2025陕西宝鸡·一模）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（　　） A. 金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N B. 利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C. 利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 D. 利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 【模型3变式2】（2025无锡一模）如图所示，某同学正在探究影响浮力大小因素。为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，接下来的操作是______，并观察弹簧测力计示数的变化。将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与______的关系。 【模型3变式3】（2025甘肃临夏一模） 如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置（在物体未浸入水中时，溢水杯中盛满水或酒精，g取）。 （1）物体完全浸没在水中时所受浮力为________； （2）由图甲中A、C、D可知，浮力与物体浸入液体的深度________（选填“有关”或“无关”）； （3）由图甲中A、D、E可知，浮力与液体的密度________（选填“有关”或“无关”）； （4）由实验数据可知，物体的密度为________； （5）完成实验后，小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系，借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘，并向溢水杯内缓慢加水，直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方，将木块缓慢放入溢水杯，待水不流出时，天平依然平衡，说明____________。 模型04 探究杠杆的平衡条件 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学透探究杠杆的平衡条件实验案例，提高探究水平 【实验目的】(1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程。 【提出问题】在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关 【猜想与假设】一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想： A.动力+动力臂=阻力+阻力臂 B.动力-动力臂=阻力-阻力臂 C. D.动力×动力臂=阻力×阻力臂 【实验设计】杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F₁、阻力F₂、动力臂l1和阻力臂l₂,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件。 【实验步骤】(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡； （2）在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离； （3）设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F₁,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F₂,测出杠杆平衡时的动力臂l₁和阻力臂l₂,把F₁、F₂、l₁、l₂的数值填入表格中。 (4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中 实验 序号 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 动力×动力 臂/(N·cm) 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 阻力×阻力臂/(N·cm) 1 1.0 10 10 0.5 20 10 2 2.0 15 30 1.5 20 30 3 4.0 10 40 2.0 20 40 … 【实验结论】分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F₁l₁=F₂l₂。 二、把握探究杠杆的平衡条件实验命题点是快速大题的技巧 （1）让支点处于杠杆中央的目的：减小杠杆自重对实验造成的影响。 （2）杠杆平衡螺母的调节：左高左调、右高右调。 （3）实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止，目的是便于测量力臂。 （4）本实验多次测量的目的是避免实验的偶然性，得出普遍规律。 （5）用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码，当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉，要使杠杆仍保持平衡，测力计的示数会变大，是因为拉力的力臂变小。 （6）实验数据分析。 （7）实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2) 解 真题·思维剖析 【例题4】（2024新疆中考真题）“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 变式演练 【模型4变式1】（2025浙江绍兴一模）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　） A. 图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动 B. 图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动 C. 图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动 D. 图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动 【模型4变式2】（2025四川泸州一模）在泸州市第36届青少年科技创新大赛上，秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置，活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆在水平位置平衡，说明该杠杆的重心在_______点。在A点叠放两枚硬币时，则可在E点叠放_______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变，在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币，有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡，这些点是_______。 【模型4变式3】（2025山西太原一模）“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 练 好题·题组通关 题组1. 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关试题精炼 1. （2025海南一模）如图是探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验装置。用弹簧测力计水平拉动木块在水平面上做匀速直线运动时，木块所受滑动摩擦力的平衡力是（ ） A. 木块受到的重力 B. 弹簧测力计对木块的拉力 C. 木块对弹簧测力计的拉力 D. 木块受到的支持力 2. （2025北京一模）小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小 B. 图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力 C. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关 D. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关 3. （2025江苏无锡市一模）在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为______N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与______的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是：______。 4. （2025天津一模）同学们在观看冰壶比赛时，发现了如下两个现象： 现象一：运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，滑行脚的鞋底为塑料制成； 现象二：运动员蹬冰时要用力； 他们认为上述现象与摩擦力的知识有关，于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题，并进行了如下探究。 【猜想与假设】根据同学们的发现，猜想滑动摩擦力的大小可能与______和______有关； 【设计并进行实验】 用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块受到的滑动摩擦力；进行了三次实验，如图所示： 【分析与论证】 （1）甲图中，木块受到滑动摩擦力为______N； （2）对比乙、丙两图，可得结论：__________________； （3）许多情况下摩擦是有用，人们常常设法增大它；请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施，并利用实验结论进行解释。（至少写出一例）________________________。 5. （2025山东潍坊一模）某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，提出了如下猜想： 猜想a：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关 猜想b：滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关 猜想c：滑动摩擦力的大小与接触面积有关 为了验证猜想，该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定，每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，第1次弹簧测力计的示数为0.3N，第2次弹簧测力计的示数为0.6N，第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。 （1）比较第2次和第3次操作，可验证猜想______是否正确；比较第3次和第4次操作，可验证猜想______是否正确（均填“a”“b”或“c”）。 （2）该同学查阅资料发现，物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度，称为动摩擦因数，则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为______。 （3）小明对实验装置进行了改进，如图乙所示，木板放在水平桌面上，木块叠放在木板上，细线一端连接木块，另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板，水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。 ①实验过程中，______（填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板； ②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小，你认为是否正确，并说明理由：____________。 题组2. 探究液体压强与哪些因素有关试题精炼 6．（2025福建一模）在探究液体内部压强与哪些因素有实验中，甲、乙两组同学正确实验的现象如图所示，U形管两侧液面的高度差hA＜hB，甲、乙两组烧杯中的液体密度分别为ρ1、ρ2，橡皮膜处的压强分别为p1、p2。下列说法正确的是（　　） ①若两压强计相同，则ρ1一定等于ρ2 ②若两压强计相同，则ρ1一定小于ρ2 ③若两烧杯中液体相同，则p1一定等于p2 ④若两烧杯中液体相同，则p1一定小于p2 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 7. （2025云南一模）实验小组用如图的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。 （1）为使实验现象明显，U形管中的液体选择__________的更好（选填“有色”或“无色”）； （2）在图甲中，固定探头在水中的深度，多次改变探头朝向，这是为了探究在同种液体内部的同一深度，液体向___________的压强大小关系； （3）比较甲、乙两图可知，在同种液体内部，深度越大，压强___________。比较__________两图可知，在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。 8. （2025四川南充一模）小明采用如图所示的装置，进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验： （1）实验前，小明用手指轻压金属盒橡皮膜，观察U形管中两液面是否出现高度差，若两液面______（选填“有”“没有”）高度差，则说明U形管压强计存在漏气问题； （2）实验中，小明通过观察______来比较液体内部压强的大小，这里应用的科学方法是______； （3）比较______两图，可以研究液体压强与液体深度的关系。 9. （2025四川遂宁一模）夏季汛期来临，暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升，此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因，他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想： A．液体压强大小可能与液体深度有关 B．液体压强大小可能与液体密度有关 为验证以上猜想，他利用相关器材完成了如下实验： （1）用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小，这种研究物理问题的方法是_________； A．控制变量法 B．模型法 C．转换法 （2）为了验证猜想A，比较①②两次实验操作，初步得出结论：液体的压强随深度的增加而_________； （3）为了验证猜想B，应比较_________（选填序号）两次实验操作，初步得出结论：深度相同时，液体的密度越大，压强越大； （4）亮亮通过以上探究得出结论：液体压强与液体深度和液体密度有关，所以大坝应修成_________（选填“上窄下宽”、“上宽下窄”）的形状，我们还应植树造林来减少水土流失。 题组3. 探究浮力大小与哪些因素有关试题精炼 10. （2025西藏一模）在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中，某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块，静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N，再将物体浸没在酒精中，静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N，如图所示，则物体在酒精中受到的浮力是______N，物体的体积是______m3。（酒精0.8×103kg/m3，g取10N/kg） 11. （2025湖南一模）物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用同一金属块依次进行如下步骤的操作： 根据上述实验步骤，完成下列问题： （1）步骤A中金属块重______N； （2）步骤B中金属块受到的浮力为______N； （3）分析______三步骤数据，初步得出浮力大小与液体密度有关； （4）若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数______1.6N（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （5）结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为______（，g取10N/kg）。 12. （2025山西一模）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。 实验思路： （1）选取体积相同、________不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较； 实验过程： （2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为______N；观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为_______N，并计算出物体B所受的浮力； 实验结论： （3）分析实验数据，可得出初步结论：___________。 13. （2025广东省一模）同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中，根据日常生活经验提出了以下猜想： ①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关； ②浮力大小与物体排开液体的体积有关； ③浮力大小与液体的密度有关。 实验步骤和数据如图所示（，g取10N/kg） （1）根据实验数据，小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是________N。 （2）为了验证猜想①，分析A与C、D三次实验，得出的结论是：浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________（选填“有”或“无”）关。 （3）为了验证猜想②，分析A与________三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （4）小聪为了验证猜想③，分析A与B、E三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是________（选填“正确”或“错误”）的，理由是________。 （5）细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是________。 14. （2025深圳一模）物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中，经过讨论提出如下猜想： 猜想1：浮力的大小与物体浸入的深度有关： 猜想2：浮力的大小与液体的密度有关： 猜想3：浮力的大小与物体的形状有关。 小组同学分别对以上猜想进行探究，以下是他们的实验过程。 （1）小凌根据A、B、C三图，认为猜想1是正确的；同组的小果根据A、C、D三图，认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象，小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______，与物体浸没在液体的深度无关。 （2）根据______三图，可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据，还可以测出物体的密度为______。（） （3）为了验证猜想3，小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验，实验步骤如下： ①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中，观察到铝片下沉至杯底； ②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中，观察到铝片漂浮在水面上。 根据以上现象，小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠，原因是______________。 题组4. 探究杠杆的平衡条件试题精炼 15．（2025湖南一模）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　） A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡 B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡 C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力 D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力 16. （2025哈尔滨一模）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 ___________位置平衡最便于测力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的 ___________有关。 17. （2025云南一模）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 （1）实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆________保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； （2）调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 12.0 1 24.0 2 2 5.0 1 10.0 3 3 10.0 2 150 4 3 12.0 3 18.0 ①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是_________（用表格中的字母表示）。多次实验的目的是_____（选填“A”或“B”）； A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 ②如图乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以_________（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向__________（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； （4）图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。请写出的表达式，l2=________（用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。 18. （2025湖南长沙一模）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。 （1）如图甲所示，实验开始前，应向________端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取________； （2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的________侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据； （3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 … … … … 2 … … … … 3 2.5 20.0 2.0 25.0 小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过________，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。 19．（2025湖北一模）在探究“杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为_________cm； （3）分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为_________（用F1、F2、l1、l2表示）； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 第3次实验的杠杆类型属于_________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠，请举一例：__________；并简要说明你的判断理由__________； （4）如图丙，F始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将__________。（填选项代码） A． 不变             B． 变小             C． 变大                 D． 先变大后变小 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 力学必考的四个重点实验 模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关 识·题型解读 命题特点+技巧解读+真题示例 明·模板构建 答题模板/技巧点拨+典型问答 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 模型02 探究液体压强与哪些因素有关 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关 模型04 探究杠杆的平衡条件 用·真题演练 真题示例+思路点拨/模板运用+规范答题+变式演练 练·模板运用 最新模拟、预测考向 练·模板运用 最新模拟、预测考向 识 中考·模型解读 高频模型 中考题型与分值分布 命题特点 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 （重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 各省中考物理命题，声现象四个力学重点实验会出现1—2道题，常以选择题、填空题、实验题出现，分值8分以内。在实验探究大题里这4个实验必须出现一个到2个题。所以重点训练好四个实验的解题思路和答题技巧是中考获得高分的举措。 模型02 探究液体压强与哪些因素有关（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 模型04 探究杠杆的平衡条件（重点） 选择题、填空题、实验题（2-6分） 善 总结·模型构建 模｜型｜构｜建 模型01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学会探究影响滑动摩擦力大小的因素实验案例做到应知尽知 【猜想与假设】在地面上推箱子前行时，箱子越重，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关；地面越粗糙，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。 【实验设计】用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变水平面的粗糙程度或压力的大小，控制其他条件不变，观察记录弹簧测力计的示数。 【实验过程】 (1)用弹簧测力计水平拉动木块在木板上做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数。 (2)用弹簧测力计水平拉动同一个木块和砝码在同一木板上做匀速直线运动、记录弹簧测力计的示数。 (3)用弹簧测力计水平拉动同一木块在棉布上做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数. 【实验记录】 实验序号 实验条件 弹簧测力计示数F/N 压力情况 接触面 1 一个木块 木板 5.0 2 一个木块、一个砝码 木板 7.0 3 一个木块 棉布 6.5 【实验分析】 (1)比较分析第1、2次实验记录，木块均在木板上水平匀速滑行，但压力大小不同，木块受到的滑动摩擦力大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大，即滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。 (2)比较分析第1、3次实验记录，木块所受的压力大小相同，但接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，即滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关。 【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【实验改进】方法：如图乙，拉动木块下面的长木板运动，保持弹簧测力计不动。 改进后优点：拉动长木板时，即使长木板没有匀速运动，对实验也没有影响，实验更容易操作；而且弹簧测力计相对于实验操作者静止，可使读数更准确。 二、了解探究影响滑动摩擦力大小的因素考查关键点做到先知先觉 1.本实验体现两个物理研究方法：控制变量法和转换法； 2.测量摩擦力大小是依据：二力平衡的知识来进行的； 3.要测出摩擦力大小物体应做什么运动：匀速直线运动； 4.转换法应用：通过拉力的大小来反映摩擦力的大小； 5.实验时水平匀速拉动物体的原因：使拉力与摩擦力二力平衡； 6.对实验目的进行分析，弄清楚自变量、因变量和需要控制的变量。 （1）探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系； （2）探究滑动摩擦力大小与接触面间压力的关系； （3）探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系； （4）探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系。 7.如何确定摩擦力大小：匀速运动时，弹簧测力计读数与摩擦力大小相等（二力平衡）； 8.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤：接触面相同，压力不同； 9.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤：压力相同，接触面不同； 10.测量误差产生原因：很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差； 11.实验中出现误差的改进方法：可以让弹簧测力计一端固定，另一端勾住木块，将木块水平放置在长木板上，然后直接拖动长木板，从而读出示数； 12.在木块移动时，如果提高拉力，木块受到的摩擦力大小会不变； 13.实验需要多次测量，得出多组数据的目的是：避免实验偶然性，得出普遍规律； 14.如果在木块移动过程中，不是匀速滑动而是加速滑动，弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大； 15.实验结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大； 16.弹簧测力计的读数； 17.控制变量法的使用； 18.实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关； 19.添加钩码的目的：为了探究摩擦力大小与压力的关系； 20.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子：汽车轮胎、自行车把、胶鞋等。 解 真题·思维剖析 【例题1】（2024江苏南京·中考真题）如图所示为验证“滑动摩擦力大小跟压力大小有关”的实验。 （1）如图1，根据 　　，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 　　运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。 （2）改进实验如图2所示，木板B放在光滑水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上。用大小10N的水平恒力F向左拉动B，使B以0.2m/s的速度向左做匀速运动，此时木块A所受摩擦力的方向为水平 　　（选填“向左”或“向右”），若增大拉力F，木板B受到的摩擦力将 　　（选填“变大”“变小”“不变”）。 （3）拔河比赛前，老师要求队员穿有较深花纹的橡胶底运动鞋，蕴含的物理原理是：压力一定时，　　，摩擦力越大。若甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，地面对甲的摩擦力为f甲，地面对乙的摩擦力为f乙，则 　　。 A.F甲＝F乙，f甲＞f乙 B.F甲＞F乙，f甲＜f乙 C.F甲＞F乙，f甲＝f乙 D.F甲＞F乙，f甲＞f乙 【答案】（1）二力平衡条件；匀速直线；（2）向左；不变；（3）接触面的粗糙程度越大；A。 【解析】（1）实验中，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。 （2）用大小为10N的水平恒力F向左拉动木板B，木板B相对于木块A向左运动，因此木板B受到木块A对它向右的摩擦力，由于力的作用是相互的，因此木板B对木块A的摩擦力水平向左。 摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，木板B受到的压力不变，而且接触面的粗糙程度不变，只增加拉力对摩擦力没有影响，因此摩擦力不变。 （3）摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关；在压力一定时，接触面的粗糙程度越大，摩擦力越大；甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，甲拉绳的力为F甲，F甲和绳子拉甲的力为作用力和反作用力，大小相等；同理，乙拉绳的力为F乙和绳子拉乙的力大小相等，因同一绳子上的力相同，故F甲＝F乙， 甲胜乙负是因为地面对甲的摩擦力为f甲大于地面对乙的摩擦力为f乙。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选：A。 变式演练 【模型1变式1】（2025四川自贡市一模）下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案，则下列说法中正确的是（ ） A. 通过甲、乙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响 B. 通过乙、丙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响 C. 通过乙、丙对比，可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响 D. 通过乙、丁对比，可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响 【答案】A 【解析】A. 甲、乙两次实验，控制接触面粗糙程度相同，改变压力，所以探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响．故A正确． B. C.乙、丙两次实验，压力和接触面粗糙程度都改变了，触面的大小相同．既不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响，也不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响．故B、C错误． D.乙、丁两次实验中，改变了接触面的大小，但没有控制压力相同，所以不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响．故D错误． 【模型1变式2】（2025山东青岛·模拟预测）如图所示，在“研究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，在木块上放一个砝码，用弹簧测力计拉动木块和砝码一起在长木板上滑动。当木块和砝码一起匀速滑动时，弹簧测力计的读数是3N，此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是_________N，砝码_________（选填“受”或“不受”）木块的静摩擦力作用。 【答案】 3 不受 【解析】木块在水平方向上受到弹簧测力计拉力和长木板对它的滑动摩擦力，木块做匀速直线运动，所以这两个力是一对平衡力，大小相等，因此，此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是3N。 砝码随木块一起做匀速直线运动时，砝码相对于木块没有相对滑动的趋势，所以砝码不受木块的静摩擦力作用。 【模型1变式3】（2025福建一模）某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。 （1）如图甲，用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做________（选填“匀速”或“变速”）直线运动，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小； （2）在图甲实验中发现，很难保持木块在（1）小题中的运动，且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进，如图乙所示，将弹簧测力计水平固定，通过拉力F′拉动长木板进行实验，测量数据记录如表所示： 实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N 1 平放 1.2 2 侧放 1.2 3 竖放 1.2 （3）根据实验数据可以得出：木块所受的滑动摩擦力大小应为________N，滑动摩擦力的大小与接触面的面积________（选填“有关”或“无关”）。图乙与图甲相比，图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更________（选填“稳定”或“不稳定”）。 【答案】（1）匀速 （3） 1.2 无关 （4）稳定 【解析】（1）根据二力平衡的原理，只有物体做匀速直线运动时，拉力才与滑动摩擦力大小相等。 （3）实验改进后，物体B相对于地面是静止的，物体B受到测力计的拉力和木板对物体B的滑动摩擦力是一对平衡力，其大小始终相等，木块所受的滑动摩擦力大小应为1.2N。 滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与木板运动的速度无关，所以实验时不必控制木板做匀速直线运动，便于操作，且实验时木块相对地面保持静止，弹簧测力计的示数更稳定，读数更方便。 模型02 探究液体压强与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学习探究液体内部的压强与哪些因素有关实验案例 【提出问题】液体内部的压强与哪些因素有关？ 【猜想与假设】液体的压强可能与液体的方向、深度、液体的密度等因素有关。 【设计实验】只改变某一个可能的因素，观察液体压强的变化。 【准备实验】液体压强计、水、烧杯、盐水 【实验过程及分析】 （1）探究液体压强与方向的关系 ①控制变量：控制探头所处深度、液体的密度相同；改变压强计的探头朝各个方向观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：U形管两边液面的高度差不变，即液体内部压强不变。由于探头所在液体深度相同、液体密度相同，探头朝向改变，液体压强不变，所以液体内部压强与方向无关。 ③结论：液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度处向各个方向的压强都相等。 （2）探究液体压强与深度的关系 ①控制变量：控制探头的朝向相同、液体的密度相同，改变探头所处液体的深度，观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：深度增加时，U形管两侧液面高度差变大，即液体内部的压强变大。由于液体密度相同，液体深度增加，压强增大，所以液体压强随深度的增加而增大。 ③结论：同种液体内部的压强随深度的增加而增大。 （3）液体内部的压强与液体密度的关系 ①控制变量：控制探头深度和方向均相同，改变液体的密度，观察U形管两侧液面高度差的变化。 ②现象及分析：探头在盛有盐水时，U形管两侧液面高度差更大，即液体压强更大。由于探头所处深度和方向均相同，液体密度增大，压强增大，所以同一深度，液体压强随液体密度的增加而增大。 ③结论：同一深度处，液体密度越大，压强越大。 【实验结论】（1）液体内向各个方向都有压强。 （2）在同种液体的同一深度处，液体向各个方向上的压强都相等。 （3）液体内部的压强与液体深度有关，同种液体内部，深度越深，压强越大。 （4）液体内部的压强与液体密度有关，同一深度处，液体密度越大，压强越大。 二、明确探究液体内部压强的特点考查角度做到先知先觉是快速获得高分的技巧 1.U形管压强计的作用：通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小； 2.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性； 3.实验前的两个操作：（1）先检查U型管左右两边的液面是否相平； （2）检查装置的气密性：（用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）； 4. 两种实验方法： ①控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度； ②转换法：液体内部压强的大小无法直接测量，实验中我们是用压强计两侧的液面高度差来判断液体内部压强的大小； 5.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？ 答：气密性不好，拆下来重新安装； 6.使用的U型管是不是连通器：不是； 7.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察； 8.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律； 9. 实验结论： ①液体内部存在着向各个方向的压强； ②在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等； ③在同一液体内部，深度越深，压强越大； ④深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 解 真题·思维剖析 【例题2】（2024天津中考真题）某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水，实验时将压强计的探头放在水中，U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小，如图所示。 该小组同学利用上述器材进行实验，并在下表中记录了实验获得的数据。 实验序号 探头浸入水中深度h/cm 探头朝向 U形管两侧液面高度差/cm ① 10 向上 9 ② 15 向上 13 ③ 20 向上 17 ④ 15 向下 13 ⑤ 15 向左 13 请你解答如下问题： （1）分析表中___________（填实验序号）三组数据可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等； （2）分析表中①②③三组数据，可初步得出结论：在同种液体中，____________； （3）若在以上实验器材的基础上，再增加足量的食用盐，还可以探究液体压强与__________是否有关。 【答案】（1）②④ （2）深度越深，压强越大 （3）液体的密度 【解析】（1）②④⑤三次实验只有探头方向不同，其他因素相同，故探究的是液体压强与方向的关系，根据实验数据可知，在同一液体的同一深度，向各个方向压强相等。 （2）分析表中①②③三组数据，只有深度不同，故探究的是液体压强与深度的关系，根据实验数据可知，同一液体，深度越深，压强越大。 （3）要探究体压强与液体的密度有关，则只改变液体密度，其他条件均保持不变，故再增加足量的食用盐。利用题中所给实验仪器，可以探究液体压强是否与液体的密度有关。 变式演练 【模型2变式1】（2025四川成都一模）在“探究液体内部的压强”实验中，实验现象如图所示，U形管内液面的高度差越大，表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是（　　） A. 比较甲、乙两图，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大 B. 比较甲、丙两图，可得出结论：在不同液体中，深度越深压强越大 C. 比较乙、丙两图，可得出结论：液体密度越小，压强越大 D. 比较甲、丙两图，可得出结论：液体密度越大，压强越大 【答案】A 【解析】A．甲、乙两图，同种液体，密度相同，探头所处深度不同，乙图中，深度较大，U形管内液面的高度差较大，说明乙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大，故A正确； B．甲、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度不同，没有控制探头所处深度相同，不符合控制变量法要求，因此不能得出在不同液体中，深度越深压强越大的结论，故B错误； C．乙、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度相同，丙图中，盐水的密度较大，U形管内液面的高度差较大，说明丙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：液体密度越大，压强越大，故C错误； D．甲、丙两图，根据B选项分析可知，不能得出液体密度越大，压强越大的结论，故D错误。 故选A。 【模型2变式2】（2025山东青岛·模拟预测）如图所示，小明将压强计的探头放入水中某一深度处，记下U形管中两液面的高度差h，已知。下列操作能够使高度差h增大的是（     ） A．将探头向上移动一段距离 B．将探头水平向左移动一段距离 C．将探头放在食盐水中的同样深度处 D．将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度 【答案】C 【解析】A．将探头向上移动一段距离，深度变小，橡皮膜受到的压强变小，U形管两边液面的高度差变小，故A错误； B．将探头水平向左移动一段距离，深度不变，橡皮膜受到的压强不变，U形管两边液面的高度差不变，故B错误； C．将探头放在食盐水中的同样深度处，液体的密度变大，橡皮膜受到的压强变大，U形管两边液面的高度差变大，故C正确； D．液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的，将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度，不会影响压强的大小，故D错误。故选C。 【模型2变式3】（2025辽宁一模）小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。 （1）安装完实验器材后，小遥发现U形管两侧液面出现高度差，如图甲所示，接下来的操作：__________； （2）如图乙所示，从结构上看，压强计__________（选填“属于”或“不属于”）连通器； （3）通过比较丙、丁两图得出结论：同种液体，_________，压强越大； （4）若图丁中，探头在水中的深度为8cm，请你计算该处水的压强为______Pa； （5）小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向图丁烧杯中多次加盐水，发现U形管两侧液面高度差不断增大，于是得出“液体密度越大，压强越大”的结论。他的结论是_________（选填“正确”或“错误”）的，理由是_________。 【答案】  （1）取下软管再重新安装 （2）不属于 （3）深度越深 （4） 800 （5） 错误 没有控制液体的深度相同 【解析】（1）U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强，当使用前发现U形管内水面已有高度差，只需要取下软管再重新安装，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的调节压强计时。 （2）上端开口，下端连通的容器叫连通器，液体压强计的左端是密闭的，所以不属于连通器。 （3）比较乙、丙两图可知，液体密度相同，丙中探头深度大，形管两侧液面的高度差大，液体压强也大，故可以得出的结论是：同种液体，深度越大，液体压强越大。 （4）探头在水中的深度为8cm时的压强为 （5）向丙图烧杯中多次加盐水，改变了液体密度的同时也改变了液体深度，没有控制液体的深度相同，故结论错误。 模型03 探究浮力大小与哪些因素有关 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学习探究浮力大小与哪些因素有关实验案例提高探究能力 【实验目的】探究影响浮力大小的因素。 【实验器材】弹簧测力计、烧杯2个、水、圆柱体（A）、盐水。 【实验原理】（1）浸在液体中的物体都会受到向上的浮力；（2）浮力大小遵循阿基米德原理。 【实验步骤】（1）实验装置如图。 甲 乙 丙 丁 戊 （2）用弹簧测力计测量圆柱体受到的重力，如图甲所示，数据计入实验表格。 （3）用弹簧测力计挂着物体A慢慢部分（一半）浸入水中，如图乙所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （4）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入水中（A在水中上半部），如图丙所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （5）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入水中（A在水中下半部），如图丁所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （6）用弹簧测力计挂着物体A，使其全部浸入盐水中，如图戊所示，此时弹簧测力计读数计入表格。 （7）实验表格（参考数据，图中所示） 实验步骤 浸入液体内体积 弹簧测力计读数/N 1 0 8 2 V 7 3 V 6 4 V 6 5 V 5.6 （8）整理器材。 【实验结论】实验结果表明，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、液体的密度越大，浮力就越大。 【实验中注意的问题】 （1）在探究过程中，应注意沿竖直方向拉弹簧测力计，并且物体不能与容器底部或侧壁相接触； （2）应等弹簧测力计示数稳定后再读数； （3）实验时烧杯内的液体体积要适中，应以能浸没物体又不溢出为准； （4）探究过程中，把物体浸入液体时要缓慢，以免溅出液体。 二、对探究影响浮力大小的因素考查方向做到先知先觉是快速解题的技巧 1.实验方法：控制变量法（在探究浮力大小与物体浸入液体体积关系时，让金属块在同种液体中，改变物体浸入液体的体积；在探究浮力大小与液体密度关系时，让金属块浸没在不同液体中；在探究浮力大小与物体在液体中深度关系时，让金属块在浸没在同种液体中，改变物体在液体中的深度）； 2.浮力大小的测量：称重法：F浮=G-F弹（G是重力，F弹是弹簧测力计读数）；弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力越大； 3.实验原理：称重法； 4.弹簧测力计自身重力和细线以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差； 5.用手拉弹簧测力计的不知之处是：读取数据时易受晃动而影响测量结果； 6.通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是：排开液体的重力； 7.浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大； 8.浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体的密度越大，浮力越大； 9.浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关； 10.浮力大小与浸入液体内部体积关系：物体浸入液体内部体积不变，浮力不变；浸入液体的体积增大，浮力增大； 11.浮力大小与浸入液体内部深度关系：物体全部浸入液体内部，浮力与深度无关； 12.浮力大小与液体密度的关系：体积不变时，液体密度越大，浮力越大； 13.浮力大小和物体形状的关系：浸入液体内体积不变，浮力不变，和物体形状无关； 14.物体所受浮力大小规律：等于物体排开液体所受到的重力； 15.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现什么结果：会出现浮力大于物体排开水的重力； 16.换用不同的物体和液体重复实验目的是：避免实验偶然性，得出影响浮力大小影响的普遍性规律； 17.实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是：避免实验偶然性、使结论更具普遍性； 18.浮力大小的计算：F浮=ρ液gV排。 解 真题·思维剖析 【例题3】（2024重庆中考真题） 小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。 （1）将物块竖放后挂在弹簧测力计上，测出物块的重力为2.7N，然后将物块部分浸入水中，发现测力计示数减小的同时水面升高了，说明物块受到了竖直向______的浮力，并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时，浮力为______N； （2）接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验，由甲、乙、丙的数据可知：在同种液体中，物体排开液体的体积______，浮力越大；由丙、丁的数据可知：物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______； （3）然后将物块浸没在盐水中如图戊所示，分析数据可知：浮力大小与液体的密度有关：并通过计算得出所用盐水密度为______；若在实验前，弹簧测力计的指针在零刻度线以下，并未调零，则算出的盐水密度______； （4）同组的小王同学还想进一步探究：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关？于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，测力计示数为2.3N，与乙图数据对比，小王得出结论：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理，并说明理由：______。 【答案】 （1）上 增大 0.3 （2）越大 无关 （3） 1.1 不变 （4） 没有控制物体排开液体的体积相同 【解析】（1）将物块部分浸入水中时，物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力，由于弹簧测力计的示数减小，则水对物体的作用力为竖直向上，即竖直向上的浮力。 物块部分浸入水中后，由于物体排开液体使液面上升， 即容器底的深度变大，则水对容器底部的压强变大，即水对容器底部的压强比放入物块前大。 当测力计示数如图甲所示时，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.4N，则浮力 （2）由图甲、乙、丙所示实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，则物体受到的浮力越大，由此可知，在同种液体中，物体排开液体的体积越大，浮力越大。 观察丙、丁两图可知，物体完全浸没于液体中，排开液体的体积不变，物体在水中的深度增加，弹簧测力计示数不变，受到的浮力不变，说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。 （3）物体的重力为2.7N，浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N，物体受到的浮力 排开水的体积 当物体完全浸没在盐水中时，受到的浮力 物体排开盐水的体积等于排开水的体积，盐水的密度 在实验前，弹簧测力计并未调零，由于浮力是弹簧测力计两次示数之差，所以计算得到的浮力是准确的，则算出的盐水密度不变。 （4）要探究物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关，需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同，小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，则在改变深度的同时，物体排开液体的体积也改变了，故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。 变式演练 【模型3变式1】（2025陕西宝鸡·一模）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（　　） A. 金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N B. 利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C. 利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 D. 利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 【答案】D 【解析】A．由图乙可知，金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力 故A错误； B．要探究浮力的大小与物体体积的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的体积；甲、乙两图中物体排开水的体积不同，故B错误； C．要探究浮力的大小与物体密度的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的密度；乙、丙两图中物体排开水的体积不同，故C错误； D．要探究浮力的大小与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，改变浸入液体的密度；丙、丁两图可以完成该探究，故D正确。故选D。 【模型3变式2】（2025无锡一模）如图所示，某同学正在探究影响浮力大小因素。为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，接下来的操作是______，并观察弹簧测力计示数的变化。将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与______的关系。 【答案】 (1)减小物体排开水的体积 (2)液体的密度 【解析】(1)为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，要控制排开液体的密度相同，只改变物体排开液体的体积，故接下来的操作是减小物体排开水的体积，并观察弹簧测力计示数的变化。 (2)将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。 【模型3变式3】（2025甘肃临夏一模） 如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置（在物体未浸入水中时，溢水杯中盛满水或酒精，g取）。 （1）物体完全浸没在水中时所受浮力为________； （2）由图甲中A、C、D可知，浮力与物体浸入液体的深度________（选填“有关”或“无关”）； （3）由图甲中A、D、E可知，浮力与液体的密度________（选填“有关”或“无关”）； （4）由实验数据可知，物体的密度为________； （5）完成实验后，小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系，借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘，并向溢水杯内缓慢加水，直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方，将木块缓慢放入溢水杯，待水不流出时，天平依然平衡，说明____________。 【答案】 （1）1 （2）无关 （3） 有关 （4） 4×103 （5） 见解析 【解析】（1）C图中物体完全浸没在水中，根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为 （2）图甲中A、C、D可知，物体浸没在水中的深度不同，弹簧测力计的示数相同，由称重法可知，受到的浮力相同，因此可得物体受到的浮力与进入液体中的深度无关。 （3）图甲中A、D、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度越大，弹簧测力计的示数越小，物体受到的浮力越大，说明物体受到的浮力与液体的密度有关。 （4）物体浸没在水中排开液体的体积与物体的体积大小相等，则物体的体积为 物体的密度为 （5）上述实验过程中，天平依然平衡，说明物体受到的浮力等于其排开液体的重力。 模型04 探究杠杆的平衡条件 『模型解读，给思维方法及解题规律』 一、学透探究杠杆的平衡条件实验案例，提高探究水平 【实验目的】(1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程。 【提出问题】在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关 【猜想与假设】一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想： A.动力+动力臂=阻力+阻力臂 B.动力-动力臂=阻力-阻力臂 C. D.动力×动力臂=阻力×阻力臂 【实验设计】杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F₁、阻力F₂、动力臂l1和阻力臂l₂,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件。 【实验步骤】(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡； （2）在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离； （3）设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F₁,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F₂,测出杠杆平衡时的动力臂l₁和阻力臂l₂,把F₁、F₂、l₁、l₂的数值填入表格中。 (4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中 实验 序号 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 动力×动力 臂/(N·cm) 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 阻力×阻力臂/(N·cm) 1 1.0 10 10 0.5 20 10 2 2.0 15 30 1.5 20 30 3 4.0 10 40 2.0 20 40 … 【实验结论】分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F₁l₁=F₂l₂。 二、把握探究杠杆的平衡条件实验命题点是快速大题的技巧 （1）让支点处于杠杆中央的目的：减小杠杆自重对实验造成的影响。 （2）杠杆平衡螺母的调节：左高左调、右高右调。 （3）实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止，目的是便于测量力臂。 （4）本实验多次测量的目的是避免实验的偶然性，得出普遍规律。 （5）用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码，当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉，要使杠杆仍保持平衡，测力计的示数会变大，是因为拉力的力臂变小。 （6）实验数据分析。 （7）实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2) 解 真题·思维剖析 【例题4】（2024新疆中考真题）“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 【答案】 （1）左 右 （2）3 30 （3）3.1 【解析】（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。 若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。 设杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件则有 解得拉力的力臂。根据数学三角函数知识可知夹角为30度。 （3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。 变式演练 【模型4变式1】（2025浙江绍兴一模）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　） A. 图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动 B. 图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动 C. 图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动 D. 图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动 【答案】A 【解析】图甲中，杠杆左端高、右端低，说明杠杆右端偏重，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向左端调节。 图乙中，设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L，杠杆左端力和力臂的乘积为 4G×2L=8GL 杠杆右端力和力臂的乘积为 3G×3L=9GL 8GL<9GL 杠杆不平衡，为了使杠杆水平位置平衡，由杠杆平衡条件可知，可以将右侧钩码向左移动减小力臂或者左侧钩码向左移动增大力臂，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【模型4变式2】（2025四川泸州一模）在泸州市第36届青少年科技创新大赛上，秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置，活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆在水平位置平衡，说明该杠杆的重心在_______点。在A点叠放两枚硬币时，则可在E点叠放_______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变，在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币，有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡，这些点是_______。 【答案】 D 6 B、C、D 【解析】杠杆在水平位置平衡时，其重心在杠杆的几何中心，即D点。 设杠杆上每两点间的距离为l，每个硬币的重为G，据题意及杠杆的平衡条件有 2G⋅3l=nG⋅l 解得，在E点放置的硬币枚数 n=6枚 保持A点叠放的硬币不变，那么在B、C、D这三点放硬币无法让杠杆两次水平平衡，因为BC两点上放置硬币时，动力和阻力在杠杆的同一侧且力的方向相同，而D点放置硬币时，阻力作用在杠杆的重心上，那么杠杆只受到一个动力的作用，也无法平衡。 【模型4变式3】（2025山西太原一模）“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 【答案】 （1）左 右 （2）3 30 （3）3.1 【解析】（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。 若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。 设杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件则有 解得拉力的力臂。根据数学三角函数知识可知夹角为30度。 （3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。 练 好题·题组通关 题组1. 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关试题精炼 1. （2025海南一模）如图是探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验装置。用弹簧测力计水平拉动木块在水平面上做匀速直线运动时，木块所受滑动摩擦力的平衡力是（ ） A. 木块受到的重力 B. 弹簧测力计对木块的拉力 C. 木块对弹簧测力计的拉力 D. 木块受到的支持力 【答案】B 【解析】木块所受滑动摩擦力方向为水平向左，所以还应该受到水平向右的力才可以保持平衡状态，而弹簧测力计对木块的拉力水平向右，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2. （2025北京一模）小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小 B. 图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力 C. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关 D. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关 【答案】C 【解析】A．图甲所示实验中，弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，由二力平衡可知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故A错误； B．图乙所示实验中，将铁块放在木块上，所以木板受到的压力等于木块的重力和铁块的重力之和，故B错误； CD．将铁块放在木块上，增大了木块对木板的压力，控制木块与木板间的接触面粗糙程度不变，所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关，故C正确，D错误。故选C。 3. （2025江苏无锡市一模）在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为______N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与______的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是：______。 【答案】 0.3 接触面的粗糙程度 见解析 【解析】由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数是0.3N，木块受到摩擦力是0.3N。 再将毛巾平铺在木板上进行实验，压力不变，改变接触面的粗糙程度，可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。 为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，接触面的粗糙程度不变，改变压力大小，在木块上面放不同个数的钩码，匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数。 4. （2025天津一模）同学们在观看冰壶比赛时，发现了如下两个现象： 现象一：运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，滑行脚的鞋底为塑料制成； 现象二：运动员蹬冰时要用力； 他们认为上述现象与摩擦力的知识有关，于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题，并进行了如下探究。 【猜想与假设】根据同学们的发现，猜想滑动摩擦力的大小可能与______和______有关； 【设计并进行实验】 用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块受到的滑动摩擦力；进行了三次实验，如图所示： 【分析与论证】 （1）甲图中，木块受到滑动摩擦力为______N； （2）对比乙、丙两图，可得结论：__________________； （3）许多情况下摩擦是有用，人们常常设法增大它；请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施，并利用实验结论进行解释。（至少写出一例）________________________。 【答案】【猜想与假设】接触面粗糙程度 压力 【分析与论证】 （1）0.6 （2）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 （3）蹬冰脚鞋底用橡胶制成，增大接触面粗糙程度 【解析】由于运动员蹬冰脚的鞋底和滑行脚的鞋底的材料不同，所以猜想摩擦力可能与接触面粗糙程度有关；由于运动员蹬冰时要用力，所以猜想摩擦力可能与压力有关，所以猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度和压力有关。 （1）图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，则弹簧测力计示数为0.6N，由于用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，则木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，木块受到的摩擦力等于拉力，故木块受到的摩擦力等于0.6N。 （2）观察乙、丙两图发现，压力大小相同，毛巾面更粗糙，弹簧测力计示数也更大，所以可得结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （3）由于蹬冰鞋不能打滑，所以需要增大摩擦力，故蹬冰脚鞋底用橡胶制成，通过增大接触面粗糙程度，来增大摩擦力。 5. （2025山东潍坊一模）某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，提出了如下猜想： 猜想a：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关 猜想b：滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关 猜想c：滑动摩擦力的大小与接触面积有关 为了验证猜想，该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定，每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块，第1次弹簧测力计的示数为0.3N，第2次弹簧测力计的示数为0.6N，第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。 （1）比较第2次和第3次操作，可验证猜想______是否正确；比较第3次和第4次操作，可验证猜想______是否正确（均填“a”“b”或“c”）。 （2）该同学查阅资料发现，物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度，称为动摩擦因数，则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为______。 （3）小明对实验装置进行了改进，如图乙所示，木板放在水平桌面上，木块叠放在木板上，细线一端连接木块，另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板，水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。 ①实验过程中，______（填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板； ②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小，你认为是否正确，并说明理由：____________。 【答案】（1） ①b ② c （2）1:2 （3） ① 不需要 ②不正确，理由见解析 【解析】（1）比较第2次和第3次操作，接触面粗糙程度相同，接触面积相同，压力不同，第3次操作中压力更大，弹簧测力计的示数也更大，滑动摩擦力也更大，说明滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关，可验证猜想b是否正确。 比较第3次和第4次操作，接触面的粗糙程度相同，压力相同，接触面积不同，两次操作中弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关，可验证猜想c是否正确。 （2）由第1次和第2次操作可知，木块与玻璃板间的动摩擦因数为 ，木块与木板间的动摩擦因数为，则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为 （3）向右拉动木板时，木块对木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，故不需要匀速拉动木板。 同一根细线上的力大小相等，故细线对木块的拉力等于细线对拉力传感器的拉力，由于木块处于静止状态，细线对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力，故拉力传感器的示数反映的是木块与木板间的滑动摩擦力大小，故小明的想法不正确。 题组2. 探究液体压强与哪些因素有关试题精炼 6．（2025福建一模）在探究液体内部压强与哪些因素有实验中，甲、乙两组同学正确实验的现象如图所示，U形管两侧液面的高度差hA＜hB，甲、乙两组烧杯中的液体密度分别为ρ1、ρ2，橡皮膜处的压强分别为p1、p2。下列说法正确的是（　　） ①若两压强计相同，则ρ1一定等于ρ2 ②若两压强计相同，则ρ1一定小于ρ2 ③若两烧杯中液体相同，则p1一定等于p2 ④若两烧杯中液体相同，则p1一定小于p2 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 【答案】B 【解析】①②若两压强计相同，根据转换法，乙中液体产生的压强大，据p＝ρgh可知，则ρ1一定小于ρ2 故①错误；②正确； ③④若两烧杯中液体相同，因探头深度相同，根据p＝ρgh，则p1一定等于p2，故③正确，④错误。故选：B。 7. （2025云南一模）实验小组用如图的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。 （1）为使实验现象明显，U形管中的液体选择__________的更好（选填“有色”或“无色”）； （2）在图甲中，固定探头在水中的深度，多次改变探头朝向，这是为了探究在同种液体内部的同一深度，液体向___________的压强大小关系； （3）比较甲、乙两图可知，在同种液体内部，深度越大，压强___________。比较__________两图可知，在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。 【答案】 （1）有色 （2）各个方向 （3）越大 乙、丙 【解析】（1）有色液体与周围环境间的差异更大，所以选择有色液体进行实验时实验现象更明显。 （2）固定探头在水中的深度，多次改变探头朝向，探头受到不同方向的液体压强，这是为了探究在同种液体内部的同一深度，液体向各个方向的压强大小关系。 （3）由图可知，乙中橡皮膜的深度更深，U形管两侧液体高度差更大，说明在同种液体内部，深度越大，压强越大。 由图乙、丙可知，深度相同时，丙中液体密度更大，U形管两侧液体高度差更大，说明在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。 8. （2025四川南充一模）小明采用如图所示的装置，进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验： （1）实验前，小明用手指轻压金属盒橡皮膜，观察U形管中两液面是否出现高度差，若两液面______（选填“有”“没有”）高度差，则说明U形管压强计存在漏气问题； （2）实验中，小明通过观察______来比较液体内部压强的大小，这里应用的科学方法是______； （3）比较______两图，可以研究液体压强与液体深度的关系。 【答案】 （1）没有 （2） U形管内液面的高度差 转换法 （3）乙、丙 【解析】（1）实验前，要先检查气密性，用手指轻压金属盒橡皮膜，观察U形管中两液面是否出现高度差，若两液面出现高度差，说明压强计不漏气，若两液面没有高度差，则说明U形管压强计存在漏气问题。 （2）实验中，通过观察U型管内液面的高度差来比较液体内部压强的大小，高度差越大表示压强越大，这里应用的科学方法是转换法。 （3）比较乙、丙两图，液体的密度相同，深度不同，压强不同，可以研究液体压强与液体深度的关系。 9. （2025四川遂宁一模）夏季汛期来临，暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升，此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因，他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想： A．液体压强大小可能与液体深度有关 B．液体压强大小可能与液体密度有关 为验证以上猜想，他利用相关器材完成了如下实验： （1）用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小，这种研究物理问题的方法是_________； A．控制变量法 B．模型法 C．转换法 （2）为了验证猜想A，比较①②两次实验操作，初步得出结论：液体的压强随深度的增加而_________； （3）为了验证猜想B，应比较_________（选填序号）两次实验操作，初步得出结论：深度相同时，液体的密度越大，压强越大； （4）亮亮通过以上探究得出结论：液体压强与液体深度和液体密度有关，所以大坝应修成_________（选填“上窄下宽”、“上宽下窄”）的形状，我们还应植树造林来减少水土流失。 【答案】 （1） C （2） 增大 （3）②③ （4） 上窄下宽 【解析】（1）实验中液体内部压强不易直接得到，通过U形管内液面高度差反映液体内部压强的大小，U形管内两侧液面高度差越大，探头处液体压强越大，使用了转换法。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）①②两次实验操作中，液体的密度相同，②中探头所在的液体深度较深，U形两侧液面高度差较大，因此②中探头处液体的压强较大。因此可初步得出结论：液体的压强随深度的增加而增大。 （3）为了验证猜想B，即液体压强大小可能与液体密度有关，应控制探头所处的液体深度相同，液体的密度不同，因此应比较②③两次实验操作。 （4）由于液体的压强随深度的增加而增大，河水的深度越深，压强越大，为了使拦河坝能承受更大的水压，应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。 题组3. 探究浮力大小与哪些因素有关试题精炼 10. （2025西藏一模）在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中，某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块，静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N，再将物体浸没在酒精中，静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N，如图所示，则物体在酒精中受到的浮力是______N，物体的体积是______m3。（酒精0.8×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】 0.8 【解析】根据称重法，可知物体在酒精中受到的浮力是 由阿基米德原理可知，物体的体积是 11. （2025湖南一模）物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用同一金属块依次进行如下步骤的操作： 根据上述实验步骤，完成下列问题： （1）步骤A中金属块重______N； （2）步骤B中金属块受到的浮力为______N； （3）分析______三步骤数据，初步得出浮力大小与液体密度有关； （4）若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数______1.6N（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （5）结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为______（，g取10N/kg）。 【答案】（1）2.6 （2） 0.4 （3） A、C、D （4）大于 （5） 【解析】（1）由图A可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.6N，故金属块重2.6N。 （2）图B中，弹簧测力计的示数为2.2N，由称重法可知，步骤B中金属块受到的浮力为 （3）探究浮力大小与液体密度的关系，根据控制变量法，要使金属块排开液体的体积相同，液体的密度不同，因此应分析A、C、D三步数据。C、D中，金属块完全浸入液体，排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，根据称重法可知金属块受到的浮力不同，因此可初步得出浮力大小与液体密度有关。 （4）若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，金属块排开液体的体积不变，液体密度减小，由可知，金属块受到的浮力减小，由可知，弹簧测力计的示数变大，即大于1.6N。 （5）由A、C可得，金属块完全浸没时，受到的浮力为 金属块的体积 12. （2025山西一模）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。 实验思路： （1）选取体积相同、________不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较； 实验过程： （2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为______N；观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为_______N，并计算出物体B所受的浮力； 实验结论： （3）分析实验数据，可得出初步结论：___________。 【答案】 （1）密度 （2）1.2 2.8 （3）浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关 【解析】（1）根据控制变量法的思想，要想探究浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度是否有关，应当选用体积相同，密度不同的物体A和B，然后浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。 （2）根据称重法，由甲图中可知物体A所受的浮力为 F浮A=F1-F2=3N-1.8N=1.2N 由乙图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.8N，因此物体B在水中受到的拉力为2.8N。 （3）根据称重法，由乙图中可知物体B所受的浮力为 F浮B=F3-F4=4N-2.8N=1.2N 因F浮A=F浮B，可知体积相同而不同密度的物体A和B，浸没在水中时受到的浮力相同，可得出结论：浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关。 13. （2025广东省一模）同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中，根据日常生活经验提出了以下猜想： ①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关； ②浮力大小与物体排开液体的体积有关； ③浮力大小与液体的密度有关。 实验步骤和数据如图所示（，g取10N/kg） （1）根据实验数据，小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是________N。 （2）为了验证猜想①，分析A与C、D三次实验，得出的结论是：浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________（选填“有”或“无”）关。 （3）为了验证猜想②，分析A与________三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （4）小聪为了验证猜想③，分析A与B、E三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是________（选填“正确”或“错误”）的，理由是________。 （5）细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是________。 【答案】（1）4 （2）无关 （3）B、C （4）错误 没有控制排开液体的体积相等 （5） 【解析】（1）由图可知，物体的重力为6N，浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N，根据称重法测浮力可知，物体浸没在水中受到的浮力大小为 （2）A与C、D三次实验中物体浸入液体的深度不同，根据称重法测浮力可知，A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等，则浮力大小相等，故可以得出的结论：浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。 （3）验证浮力大小与物体排开液体的体积有关，则需要保持液体的密度相同，改变物体排开液体的体积，故选择A与B、C三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （4）验证浮力大小与液体的密度有关，则需要保持物体排开液体的体积相等，改变液体的密度，A与B、E三次实验中，液体的密度不同，物体排开液体的体积也不同，未控制单一变量，故该操作时错误的，无法得出该结论。 （5）由（1）可知，物体浸没在水中时浮力为4N，则物体的体积为 物体在盐水中所受的浮力为 则步骤E中所用盐水的密度 14. （2025深圳一模）物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中，经过讨论提出如下猜想： 猜想1：浮力的大小与物体浸入的深度有关： 猜想2：浮力的大小与液体的密度有关： 猜想3：浮力的大小与物体的形状有关。 小组同学分别对以上猜想进行探究，以下是他们的实验过程。 （1）小凌根据A、B、C三图，认为猜想1是正确的；同组的小果根据A、C、D三图，认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象，小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______，与物体浸没在液体的深度无关。 （2）根据______三图，可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据，还可以测出物体的密度为______。（） （3）为了验证猜想3，小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验，实验步骤如下： ①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中，观察到铝片下沉至杯底； ②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中，观察到铝片漂浮在水面上。 根据以上现象，小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠，原因是______________。 【答案】 （1）增大 （2） ADE （3）见详解 【解析】（1）根据A、C、D三图可知，物体浸入液体的深度不同，但测力计的示数相同，说明浮力大小与物体浸没在液体的深度无关；根据A、B、C三图可知，物体浸入液体的体积不同，测力计的示数不同，说明浮力大小与物体浸入液体的体积有关，物体浸入液体体积越大，物体受到的浮力越大。 （2）根据A、D、E三图可知，物体浸入液体的体积相同，但液体的密度不同，测力计的示数不同，说明浮力大小与液体的密度有关。 [3]根据AC图可知 F浮​=G−F=4N−2N=2N 根据可得 因为物体浸没，所以 V=V排​=2×10−4m3 根据G=mg和​可得，物体的密度 （3）根据控制变量法可知，要探究浮力大小与物体形状的关系，应控制物体排开液体的体积相同，而实验中将另一薄铝片弯成碗状也放入该烧杯中，铝片漂浮在水面上，铝片排开液体的体积变大，所以小丽的结论不可靠。 题组4. 探究杠杆的平衡条件试题精炼 15．（2025湖南一模）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　） A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡 B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡 C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力 D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力 【答案】D 【解析】每个钩码重力为F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，设每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的乘 积为：1N×3L＝3N×L； A.在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠杆不能平衡，故A错误； B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故B错误； C.用弹簧测力计在B点拉，根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向使力臂小于0.1L时，根据杠杆平衡条件知，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误； D.用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。 16. （2025哈尔滨一模）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 ___________位置平衡最便于测力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的 ___________有关。 【答案】 水平 大小 【解析】因为重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力也是竖直向下的，当杠杆在水平位置平衡时，由力臂的定义，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小，故为了方便测量力臂大小，应使杠杆在水平位置平衡。 如果在右侧钩码下增加一个钩码，改变了右侧杠杆所受力的大小，使杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。 17. （2025云南一模）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 （1）实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆________保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； （2）调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 12.0 1 24.0 2 2 5.0 1 10.0 3 3 10.0 2 150 4 3 12.0 3 18.0 ①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是_________（用表格中的字母表示）。多次实验的目的是_____（选填“A”或“B”）； A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 ②如图乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以_________（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向__________（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； （4）图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。请写出的表达式，l2=________（用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。 【答案】（1） 平衡 仍能 （2） A 右端下沉 （3） 增大 左 （4） 【解析】（1）杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。 图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。 （2）由表中数据可知，每一组动力与动力臂的乘积都与其阻力与阻力臂的乘积相等，所以杠杆平衡的条件是：。 一次实验得出的结论具有偶然性，所以需要进行重复实验，获得多组数据，得出具有普遍性的规律。 故选A。 在右侧钩码下端加挂一个钩码，则 所以杠杆右端将下沉。 （3）水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力。 水桶盛满水后，阻力变大，可以向左移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。 （4）由杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 18. （2025湖南长沙一模）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。 （1）如图甲所示，实验开始前，应向________端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取________； （2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的________侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据； （3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 … … … … 2 … … … … 3 2.5 20.0 2.0 25.0 小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过________，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。 【答案】（1）右 力臂的大小 （2） 右 （3）见解析 【解析】（1）杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 在挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的主要是为了方便测量力臂的大小。当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这个距离可以直接从杠杆上读取出来。 （2）由于钩码的重力方向是竖直向下，小明取2个钩码，挂在支点左侧某处时，为了使杠杆在水平位置平衡，则取4个钩码应挂在支点的右侧进行实验。 （3）根据题意可知，第四次实验动力为，若动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，用剩下的钩码即使是一个钩码或者两个钩码都无法使得杠杆在水平位置平衡，从而完成不了实验；由此可知，需要改变动力臂的大小，由于第三次实验的阻力臂是25.0cm，所以第四次实验的阻力臂可为25.0cm，阻力为时，根据杠杆平衡条件可得 即 解得此时的动力臂为，即她应该通过调节左侧钩码的位置大约为10.7cm，右侧钩码数量为3个，右侧钩码的位置为25.0cm时，可使杠杆再次在水平位置平衡。 19．（2025湖北一模）在探究“杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为_________cm； （3）分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为_________（用F1、F2、l1、l2表示）； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 第3次实验的杠杆类型属于_________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠，请举一例：__________；并简要说明你的判断理由__________； （4）如图丙，F始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将__________。（填选项代码） A． 不变             B． 变小             C． 变大                 D． 先变大后变小 【答案】（1）右 （2）8.0 （3）F1l1=F2l2 费力 扫帚 扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂 （4）C 【解析】（1）实验前，杠杆左端下沉，杠杆右端上翘，则应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙所示，刻度尺的分度值为0.1cm，刻度尺的度数为8.0cm，则阻力臂l2为8.0cm。 （3）分析表中实验数据可知，杠杆的动力和动力臂的乘积等于杠杆阻力和阻力臂的乘积，即得出杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2。 由表格数据可知，第3次实验时的动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，该杠杆类型属于费力杠杆。 依据费力杠杆的动力臂小于阻力臂，可判断教室里的劳动工具中有这类杠的是扫帚。 （4）如图丙所示，F始终杠杆垂直，动力臂l1不变，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，阻力G不变，阻力臂l2变大，根据杠杆平衡的条件Fl1=Gl2，F的大小将变大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 / 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