2026年浙江省科学中考实验探究方略《物理篇 第4讲 探究运动和力的关系 》第1004篇

第4讲 探究运动和力的关系 浙教版初中科学中考实验探究方略汇编（物理篇）1004 主讲：当代知青 时间：2026年 01 探究力及其大小的测量 回归教材 1.力的定义：力是物体对物体的作用，其中施加力的物体叫做施力物体，另一个物 体叫做受力物体。 2.产生条件：①必须有两个或两个以上物体。 ②物体间必须有相互作用。 3.定义解读：①每个力都涉及两个物体，孤立的一个物体是不会出现力的作用。 ②接触着的两物体之间不一定有力，不接触的两物体之间不一定没有 力，关键看是否相互作用。 3.力的作用效果 ①力能改变物体的形状。 ②力能改变物体的运动状态。 力能改变物体运动的速度大小。 力能改变物体运动的运动方向。 物体的运动状态 4.微小量放大法（转换法）的应用 ①探究挤压玻璃瓶是否能发生形变：如图所示的实验装置，当用 力挤压装满水的玻璃瓶时，会看到细玻璃管内的水面明显上升。 考点：玻璃管越细，受力发生的形变引起液柱的变化越明显。 ②探究挤压桌面是否能发生形变：如图所示的装置，用 力F按压平面镜之间的桌面时，经两平面镜反射后照 到墙面上的光点位置将下降；这个实验说明力能改变 物体的形状；这个实验中用到的科学方法是转换法。 5.研究弹簧的弹力 ①把弹簧的上端固定在长方形木板上，让弹簧自然下垂。在木板上 用笔标出弹簧下端的位置。用手向下拉弹簧的下端，观察弹簧长 度变长；这时手有被向上拉的感觉。 ②将弹簧拉得更长，手拉的力感觉越大。 ③撤去拉力，弹簧的长度恢复到原来长度。 ④弹簧秤原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长长度也越长。 6.弹簧测力计的使用方法 ①使用前先检查指针是否在零刻度上；②称量时不能超过量程；③使用前把它的挂钩轻轻来回拉动几次以免弹簧被壳卡住；④测量时要使弹簧伸长方向跟力的方向在一条直线上；⑤读数时，视线需与指针相平。 考场实践 1.生活中处处有科学，我们可以利用气球做小实验来说明一些科学知识。 （1）如图甲：轻推气球，气球从静止变为运动， 说明 。 （2）如图乙：左球挤右球，两球都变形了， 说明 。 （3）如图丙：用手掌和手指同时挤压气球的两端，出现了不一样的形变效果， 说明 。 力能改变物体的运动状态 力的作用是相互的 压力的作用效果和受力面积有关 解析：（1）如图甲：轻推气球，气球从静止变为运动，说明力能改变物体的运动状态； （2）如图乙：左球挤右球，两球都变形了，两球都受到力的作用，说明力的作用是相互的； （3）如图丙：用手掌和手指同时挤压气球的两端，对气球的力大小相同，观察到与手掌接触的 气球形变较小，而用手指顶着的气球形变明显，说明压力的作 用效果和受力面积有关。 2.如图所示装置，用力F按压平面镜之间的桌面。经2 个平面镜反射后照到墙面上的光点位置将 ; （选填“上升”、“不变”或“下降”）；这个实验 说明力能 。该平面镜反射装置的 作用是 。 下降 改变物体的形状 将微小形变放大，使实验现象更明显，便于观察 解析：用力F按压平面镜之间的桌面时，桌面中间变形下降，两个平面镜将向中间倾斜，光束的入射角减小，由光的反射定律可知，反射角减小，则光点会在平面镜上由上向下移动，光束的位置相对降低，所以经2个平面镜反射后照到墙面上的光点位置将下降；说明力能改变物体的形状；桌面受力作用后发生的形变不明显，不易观察，该平面镜反射装置的作用是将桌面的微小形变放大，使实验现象更明显，便于观察。 3.某科学兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置，当用力挤压装满水的玻璃瓶时，会看到细玻璃管内的水面明显上升。下列关于实验中涉及的科学方法或科学分析的说法，正确的是（　　） A．为了使实验现象更明显，可以使用更粗的玻璃管 B．细玻璃管内水面上升的原因是水的温度升高 C．该实验说明在挤压过程中水的体积发生了变化 D．实验中利用细玻璃管内水面的变化来放大玻璃瓶的微小形变 解析：A选项玻璃管越细，玻璃瓶受力发生的形变引起液柱的变化越明；B选项细玻璃管内水面上 升的原因是玻璃瓶发生形变；C选项此实验说明力可以改变物体的形状；D选项在实验过程 中，玻璃瓶受力发生的微小形变用细玻璃管内水面的变化来放大。此说法正确。 D 02 探究重力大小的相关因素 回归教材 1.重力的方向： ①将小球悬挂在铁架台的横杆上,待小球静止,观察细线方向,在图甲中画出细线位置。 ②将铁架台倾斜一个角度，观察细线的方向，在图乙中画 出细线的位置。 ③根据实验现象确认重力的方向。 甲 乙 总结：无论物体是静止的或运动，无论物体做什么运动，无论外界条件如何变化，重力的方向总是竖直向下。 2.重力的大小： ①提出问题：重力的大小可能跟什么因素有关呢？ ②建立假设：重力的大小跟物体的体积有关，体积越大，重力越大； 重力的大小跟物体的质量有关，质量越大，重力越大。 ③设计实验：检验假设1：质量相同的铜块和木块，木块的体积大。用弹簧秤测得 两者受到的重力相等。 检验假设2：将体积相同的铝块和铜块分别放在天平的两个托盘上， 铜块的质量较大。用弹簧秤测得铜块受到的重力大。 实验表明：重力的大小跟物体的质量有关，跟物体的体积无关。 ④实验过程：把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力。 钩码数/只 1 2 3 4 质量/千克 重力/牛 重力/质量(牛/千克) ⑤数据处理：以质量为横坐标，重力为纵坐标，建立如图的直角坐标系。 根据表格中的数据，在坐标系上描点， 连接这些点。 G/牛 m (千克) O 0.05 0.1 0.15 0.2 2.0 1.5 1.0 0.5 ⑥实验结论：物体受到的重力跟它的质量成正比， 重力和质量的比值大约是9.8N/kg 考场实践 1.在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给A、B两小组分别提供了铁质和铝质钩码若干，利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。 （1）使用弹簧测力计前应先 。 （2）A小组利用铁质钩码在某次测量时弹簧测力计如图甲所示，该弹簧测力计的分度值是 ；多次实验后根据实验数据绘制了如图乙所示的G-m图象，可以得出的结论是 。 （3）小科将A、B两组所得的实验数据绘制在同一张坐标图上，则正确的是 。 在竖直方向上调零 0.2N 物体所受的重力跟它的质量成正比 C 解析：（1）使用弹簧测力计前应先在竖直方向上调零。因为重力的方向是竖直向下的，所以要在竖直方向对弹簧测力计进行调零，以保证测量的准确性。（2）图中弹簧测力计的量程为0-5N，分度值为0.2N，示数为1N。根据实验数据绘制的G-m图象为过原点的直线，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。（3）因为物体所受重力大小与质量成正比，重力与质量的比值g是一个定值，与物体的种类无关，所以A、B两组所得的实验数据绘制在同一张坐标图上时，图线应该是重合的;(4)因为受弹簧自身重力和影响，当把弹簧悬挂起来后，它的长度会比放在水平桌面上长一些，因此，图像中当横轴上的拉力为0时，纵轴上的长度应该有一定的数值才行。 （4）老师将弹簧测力计的弹簧拆了下来，进行了“弹簧的伸长量跟受到拉力的关系”的实验。他先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为L0，再把弹簧竖直悬挂起来，用竖直向下的力F拉弹簧下端，测出弹簧的长度为L，把L-L0作为弹簧的伸长量x，作出的F-x图像是 ，说明理由 。 B 弹簧自身重力也会使弹簧伸长 A. B. C. D. 2.兴趣小组探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”时，实验记录如下表： 物体 质量（kg） 重力（N） 重力和质量的比值 物体一 0.1 0.98 9.8 物体二 0.2 1.96 9.8 物体三 0.3 2.94 9.8 物体四 0.4 3.92 9.8 （1）分析表中的实验数据，可以得出的结论是 。 （2）上表中计算物体重力与质量的比值的目的是 。 （3）本实验多次测量获得多组数据的目的是 （选填编号） ①为了求平均值，使测得的数据更准确，减小误差；②为了寻找普遍规律 物体所受的重力跟它的质量成正比 为了分析处理数据，找出规律 ② 03 牛顿第一定律与惯性 回归教材 1.阻力对物体运动的影响 ①在水平木板上分别铺上毛巾和棉布，如图甲和乙，让小车从斜面的顶端由静止 开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离，并记录结果。 ②在水平木板上不铺任何材料，如图丙，重复上述实验。 表面的材料 小车受到的摩擦力 （填“大、较小、小”） 小车运动的距离(厘米) 毛巾 棉布 木板 实验表明： 水平面越光滑，小车运动时所受的阻力越小，运动的距离越长，速度减小的越慢。 实验方法：控制变量法；让同一辆小车在同一个斜面的同一高度处静止 下滑；是使小车在水平面上开始的速度相同。 2.物体的惯性 实验 推理 研究方法： 推理 实验 + 探究不同阻力对物体运动的影响 推测物体不受力作用时物体的运动 牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即物体具有惯性，故牛顿第一定律也叫惯性定律。 考场实践 1.为探究阻力对物体运动的影响，某同学利用如图所示的装置进行实验：①如图甲，将毛巾铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。②如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。③如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 （1）实验操作中的错误之处是 。 （2）纠正错误后，重新进行实验。三次实验时都让小车从斜面顶端由静止下滑，目 的是 。 （3）得出结论：小车所受阻力越小，运动距离越远。推测：在 情况下， 小车将保持原来的速度一直运动下去。 把毛巾、棉布铺在斜面上 使小车到达水平面时具有相同的初速度 不受力的 解析：（1）让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑，为了使小车到达水平面时的速度相等； 所以步骤1、2中毛巾、棉布不能铺在斜面上，只能铺在水平木板上改变水平面的粗糙程度； （2）让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度； （3）由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，速度减小得越慢，由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，在该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。 2.探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。 （1）若实验中小车滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？ 。（2）实验最终可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证 据是 。 （3）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。 不需要 小车在木板上运动的距离最远 阻力对小车的影响情况 解析：（1）本实验中，通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况，三次实验在毛巾、棉布、木板上运动距离不同，可以说明阻力对小车运动的影响，无需要重新实验； （2）由实验现象可知，小车在毛巾表面运动的距离最近，在木板表面运动的距离最远，据此可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论； （3）通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况，这叫转换法。 04 探究二力平衡的条件 回归教材 1.实验中定滑轮的作用是改变力的方向。 2.向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块两边所受的拉力相等，木块 处于静止状态。再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍然处 于静止状态，出现这种现象的原因是桌面与木块有摩擦力，于是把木块换成小车， 并选择较光滑的实验桌面，继续完成实验。 3.为了减小摩擦力的影响，用如图所示装置，在两边的绳套上挂等重的钩码，此时 塑料板两侧受到的拉力大小相等，放开塑料板后可看到塑料板将处于静止状态。 塑料板比钩码要轻得多（塑料板重力远远小于两边的拉力） （探究同体） 4.在两边的绳套上挂不等重的钩码，此时塑料板两侧受到 的拉力大小不相等，放开塑料板后，可看到塑料板将会 向钩码重的一侧运动。（探究等大） 5.在两边绳套上挂等重的钩码，将塑料板稍向下移动，此 时塑料板两侧受到拉力虽然大小相等，但方向并非严格 相反，放开塑料板后，可看到塑料板会向上运动。 （探究反向） 6.在两边绳套上挂等重的钩码，并将塑料板扭转一个角度， 使塑料板两侧绳子相互平行，此时塑料板两侧受到的拉力 虽然大小相等、方向相反，却不在同一条直线上，放开塑 料板后，可看到塑料板会转动。（探究共线） 7.二力平衡的条件 ①两力必须作用在同一物体上(同体)。 ②两力的大小相等(等大)。 ③两力的方向相反(反向)。 ④两力必须作用在同一条直线上(共线)。 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，那么这两个力就相互平衡。虽然上述结论是在物体静止的情形时得出的，但它也同样适用于物体匀速直线运动。 考场实践 1.利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”。 （1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两 个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉 力方向相反，且在一条直线上。当卡片平衡时， 卡片两边所受的拉力大小 。 （2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片 ，释 放时观察其是否保持平衡。 （3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象。由此可以 得到二力平衡的又一个条件是 。 相等 旋转一定角度 必须在同一物体上 （4）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的 。 （5）某同学将两个滑轮没有安装成相同高度如图乙所示，你认为能否用该装置进行 实验 （选填“能”或“不能”）。 忽略卡片重力对实验影响 能 解析：（1）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量相等时，对小卡片的拉力相等，小卡片平衡； （2）为了验证两力是否在同一直线上，保持卡片两边所受的拉力不变，用手将卡片转过一定角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡； （3）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片，由于二力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的又一个条件是必须在同一物体上； （4）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响； （5）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。 05 探究影响摩擦力大小的因素 回归教材 1.如图甲所示，在水平放置的长木板上放一块木块，用弹簧测力计拉木块，使它在长木板上做匀速直线运动，测出木块运动时受到的摩擦力并将结果记录在表中。 丙 2.如图乙所示，在木块上放砝码，增大木块与长木板之间的压力，测出木块运动 时受到的摩擦力，并将结果记录在表中。 3.在长木板上铺上棉布，以增大接触面的粗糙程度，按图丙的方式测出木块运动时受到的摩擦力，并将结果记录在表中。 4.结论：滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关，与面积大小无关。 考场实践 1.小科发现地面沾水容易使人滑倒，摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢？他利用长条形地砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器，按图甲装置进行了探究。 （1）根据 知识，当弹簧测力计拉着运动鞋在水平地砖上做匀速直线运动时，滑动摩擦力大小等于拉力。 （2）用喷雾器向地砖表面均匀喷雾从而改变地砖的潮湿程度，实验后测得数据如表，分析数据可得出结论： 。 二力平衡 摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小 （3）磨损的旧鞋也易使人滑倒，小科推测这与鞋底的粗糙程度有关。于是用同样的方法（如图乙所示）测得同款新、旧运动鞋（新鞋重4N，旧鞋重5N）的摩擦力大小，并得出结论新运动鞋鞋底更粗糙。该结论是否正确并说明理由。 。 （4）实验中发现很难拉着运动鞋做匀速直线运动，于是设计了如图丙所示的装置，该装置的优点有 （写出一点）。 正确，新鞋压力比旧鞋小，但测量的摩擦力比旧鞋大，所以可得出新鞋鞋底较粗糙　 无需使地板砖的做匀速直线运动，便于操作 喷雾次数 0 2 4 6 8 10 摩擦力f/N 3.2 3.6 4.0 3.0 2.8 2.6 解：（1）当弹簧测力计拉着运动鞋在水平地砖上做匀速直线运动时，运动鞋在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小； （2）分析数据得出结论：摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小； （3）根据题意可知新鞋的压力比旧鞋小，但是测量的摩擦力却比旧鞋大，所以可得出新鞋鞋底较粗糙，结合图中信息能判断出新鞋鞋底更粗糙； （4）图丙装置鞋子保持静止，受力平衡，拉力等于摩擦力，则图丙装置的优点在于：鞋子相对于地面静止，弹簧测力计示数稳定，便于读数；同时，无需使地板砖的做匀速直线运动，降低了实验操作难度。 2.如图所示是小科“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程： （1）该探究用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，根据 　 　 原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等。 （2）小科分析甲、丙，发现F1≠F3，说明滑动摩擦力的大小与　接触面粗糙程度　 有关；分析甲、乙，发现F1＜F2，由此可以得出结论：　 。 二力平衡 接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大 （3）小科在探究后反思：操作中不能保证匀速拉动物体，所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后，将实验装置改成如图丁所示，改进后与改进前相比有什么优点？ 。　 木块处于静止状态，受到摩擦力与拉力是一对平衡力与木板的运动状态无关 解析：（1）根据二力平衡原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等； （2）甲、丙压力相同，接触面粗糙程度不同，F1≠F3，说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关。 甲、乙实验中，接触面粗糙程度相同，甲的压力小于乙，F1＜F2，得出结论：当接触面粗糙程度 相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； （3）如图丁，木块相对于地面处于静止状态，受到的测力计的拉力与受到的木板施加的摩擦力为一 对平衡力，大小相等，故在他拉动木板的过程中，不需要匀速拉动长木板。 感谢聆听！ $