内容正文:
实验专题训练二(力学)
【典型例题】
实验❶ 测量物质的密度
1.小明使用天平和量筒测量石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,如图甲所示,是小明刚调节完天平平衡的情形。请你指出他调节过程中遗漏的操作步骤游码未归零。补上遗漏步骤后,为使天平重新平衡,应将平衡螺母向右调节;.
(2)用调好的天平称石块的质量,测量结果如图乙所示,则石块的质量为28.4g,接着他在量筒中倒入30mL的水,再将石块浸没在水中,水面位置如图丙所示,则石块的密度为2.84g/cm3;
(3)以下操作会导致石块密度的测量值偏大的有:BC(多选,填字母序号)
A.读取量筒示数时视线俯视液面 B.先测石块的体积后测石块的质量
C.石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上
2.综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为1.0g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=ρ水H/ρ液(用ρ水、ρ液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离不相等(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果偏大(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将提高
实验❷ 研究影响滑动摩擦力大小的因素
3.如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)实验过程中,用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时滑动摩擦力大小 等于(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计示数。在利用图甲装置进行实验时,运动过程中木块A的速度突然变大,则木块A受到的滑动摩擦力将 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=1N,F2=2N,F3=1.5N的拉力,拉着物块A匀速前进,为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较 甲、丙 两次实验。
(3)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起做匀速直线运动(如丁图所示),此时弹簧测力计示数为F4,则F4= 3.0 N;此运动过程中,物块B受到的摩擦力为 0 N。
实验❸ 探究阻力对物体运动的影响
4.如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置.
(1)实验时,将棉布铺在水平木板(选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离;去掉棉布,再次让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离.
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离变大.推理可知:如果小车运动时不受阻力,它将保持匀速直线运动.
(3)如果要测量小车在棉布上运动时所受阻力的大小,正确做法是:用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动读出测力计示数.
实验❹ 探究浮力的大小跟哪些因素有关
5.小陶子在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,做了如图所示的实验,请你根据他的实验探究回答下列问题:(已知物体A的底面积为20cm2)
(1)步骤A所示弹簧测力计的示数为8N;用弹簧测力计挂着物体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出),观察并记录测力计的示数。
(2)在实验步骤C中物体所受浮力F浮=2N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关;分析实验步骤A、C、E,可以说明浮力大小跟液体密度有关。
(4)他还根据相关数据算出了步骤B中物体下表面受到水的压力是1N,步骤E中盐水的密度是1.2×103kg/m3。
(5)小陶子还想利用一个密度为0.9g/cm3的小球来测量某液体的密度,具体方法如下:
①取一个容积为100mL的空烧杯,并放入小球;
②在烧杯中缓慢倒入密度为0.8g/cm3酒精,发现倒入32g的酒精后,恰好将烧杯装满;
③取出小球,擦干表面的酒精,并将烧杯中的酒精倒掉,擦干烧杯再次放入小球,然后缓慢倒入某液体,发现倒入56g的该液体恰好将烧杯装满。则:
该小球在该液体中的状态是漂浮(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”),小球的质量是54g,该液体的密度是1.1g/cm3。
【反馈练习】
1.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是____C_____;
A.向U形管中注入一些水 B.将U形管中水倒出一些 C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与方向是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较,不能(能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
2.小明用不同的力将手掌压在各种不同物体表面上向前推,发现感受不同,猜想滑动摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面的粗糙程度、③接触面的材料种类,为了验证猜想是否正确,他进行了以下探究:
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,小明将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块,使其做匀速直线运动,此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)如图甲、丙所示,小明将同一木块分别放在粗糙程度不同的木板一、木板二上测量滑动摩擦力的大小,此过程控制不变的影响因素是:压力的大小和接触面的材料种类;
(4)实验中发现弹簧测力计示数不易稳定,改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,可能的原因是:长木板表面粗糙程度不同。
3.小明利用1mL的轻质注射器等器材组成图示实验装置测量大气压.当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数如图所示.
(1)为得到活塞横截面积,需要量取的局部长度为2.50cm.
(2)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次水平向右加速拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.4N.此过程中活塞受到的摩擦力方向为水平向右.
(3)利用以上数据可计算出大气压强是0.95×105Pa.已知实验时实为1标准大气压,则造成该偏差的最可能原因是:实验操作时,未排尽空气.
4.小明同学利用以下器材设计甲和乙两种方案测量金属球的密度,按图所示完成以下步骤。
方案甲:器材:天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计,不吸水)
(1)他先将天平放在水平桌面上,游码置于“0”刻度线,调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)接着他按如图A所示的方法来称量金属球的质量,其中有两个错误:
①左码右物; ②用手拿取砝码。
(3)改正错误后,正确测出金属球的质量和体积,如图B和图C所示;密度的测量值是7.2g/cm3;
方案乙:器材:电子秤、溢水杯、水
①用电子秤测出金属球的质量,如图D所示。
②将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图E所示。
③缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量,如图F所示。
(4)金属球密度的测量值是7.5g/cm3。实验中取出金属球时会带出一些水,则金属球密度的测量值将不变(选填偏大、不变或偏小);
(5)评估:在所有操作均正确的情况下,小明同学发现两种方案测量结果依然有差异,进一步分析发现产生差异的原因是电子秤测量的体积比量筒测量体积时更精确
5.如图所示是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置.实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下表:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.3
8.4
1
60%
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度的关系.第1次实验中,斜面的机械效率为___20%___.
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越大.若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持斜面的倾斜程度不变.
(3)分析表格中拉力数据,可以得出结论:斜面越陡,越不省力(选填“省力”或“费力”).
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实验专题训练二(力学)
【典型例题】
实验❶ 测量物质的密度
1.小明使用天平和量筒测量石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,如图甲所示,是小明刚调节完天平平衡的情形。请你指出他调节过程中遗漏的操作步骤__________________。补上遗漏步骤后,为使天平重新平衡,应将平衡螺母向______调节;
(2)用调好的天平称石块的质量,测量结果如图乙所示,则石块的质量为_________g,接着他在量筒中倒入30mL的水,再将石块浸没在水中,水面位置如图丙所示,则石块的密度为_________g/cm3;
(3)以下操作会导致石块密度的测量值偏大的有:_________(多选,填字母序号)
A.读取量筒示数时视线俯视液面 B.先测石块的体积后测石块的质量
C.石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上
2.综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为______g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=____________(用ρ水、ρ液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离____________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将____________。
实验❷ 研究影响滑动摩擦力大小的因素
3.如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)实验过程中,用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时滑动摩擦力大小_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计示数。在利用图甲装置进行实验时,运动过程中木块A的速度突然变大,则木块A受到的滑动摩擦力将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=1N,F2=2N,F3=1.5N的拉力,拉着物块A匀速前进,为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较_________两次实验。
(3)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起做匀速直线运动(如丁图所示),此时弹簧测力计示数为F4,则F4=_______N;此运动过程中,物块B受到的摩擦力为_______N。
实验❸ 探究阻力对物体运动的影响
4.如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置.
(1)实验时,将棉布铺在__________________(选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离;去掉棉布,再次让小车从__________________滑下,观察小车滑行的距离.
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离_________.推理可知:如果小车运动时不受阻力,它将_____________________.
(3)如果要测量小车在棉布上运动时所受阻力的大小,正确做法是:用弹簧测力计_____________________
________________________读出测力计示数.
实验❹ 探究浮力的大小跟哪些因素有关
5.小陶子在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,做了如图所示的实验,请你根据他的实验探究回答下列问题:(已知物体A的底面积为20cm2)
(1)步骤A所示弹簧测力计的示数为______N;用弹簧测力计挂着物体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出),观察并记录测力计的示数。
(2)在实验步骤C中物体所受浮力F浮=______N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟___________________________有关;分析实验步骤A、C、E,可以说明浮力大小跟_______________有关。
(4)他还根据相关数据算出了步骤B中物体下表面受到水的压力是______N,步骤E中盐水的密度是____________kg/m3。
(5)小陶子还想利用一个密度为0.9g/cm3的小球来测量某液体的密度,具体方法如下:
①取一个容积为100mL的空烧杯,并放入小球;
②在烧杯中缓慢倒入密度为0.8g/cm3酒精,发现倒入32g的酒精后,恰好将烧杯装满;
③取出小球,擦干表面的酒精,并将烧杯中的酒精倒掉,擦干烧杯再次放入小球,然后缓慢倒入某液体,发现倒入56g的该液体恰好将烧杯装满。
则:该小球在该液体中的状态是_________(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”),小球的质量是______g,该液体的密度是_________g/cm3。
【反馈练习】
1.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的____________来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是______;
A.向U形管中注入一些水 B.将U形管中水倒出一些 C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与_________是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较,_________(能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
2.小明用不同的力将手掌压在各种不同物体表面上向前推,发现感受不同,猜想滑动摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面的粗糙程度、③接触面的材料种类,为了验证猜想是否正确,他进行了以下探究:
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,小明将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块,使其做_____________________,此时滑动摩擦力大小_________弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与_______________有关;
(3)如图甲、丙所示,小明将同一木块分别放在粗糙程度不同的木板一、木板二上测量滑动摩擦力的大小,此过程控制不变的影响因素是:压力的大小和________________________;
(4)实验中发现弹簧测力计示数不易稳定,改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,可能的原因是:长木板________________________。
3.小明利用1mL的轻质注射器等器材组成图示实验装置测量大气压.当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数如图所示.
(1)为得到活塞横截面积,需要量取的局部长度为_________cm.
(2)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次水平向右加速拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.4N.此过程中活塞受到的摩擦力方向为_______________.
(3)利用以上数据可计算出大气压强是___________Pa.已知实验时实为1标准大气压,则造成该偏差的最可能原因是:实验操作时,_________________________________.
4.小明同学利用以下器材设计甲和乙两种方案测量金属球的密度,按图所示完成以下步骤。
方案甲:器材:天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计,不吸水)
(1)他先将天平放在水平桌面上,游码置于“0”刻度线,调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)接着他按如图A所示的方法来称量金属球的质量,其中有两个错误:
①________________________; ②用手拿取砝码。
(3)改正错误后,正确测出金属球的质量和体积,如图B和图C所示;密度的测量值是________g/cm3;
方案乙:器材:电子秤、溢水杯、水
①用电子秤测出金属球的质量,如图D所示。
②将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图E所示。
③缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量,如图F所示。
(4)金属球密度的测量值是_________g/cm3。实验中取出金属球时会带出一些水,则金属球密度的测量值将_________(选填:偏大、不变或偏小);
(5)评估:在所有操作均正确的情况下,小明同学发现两种方案测量结果依然有差异,进一步分析发现产生差异的原因是_____________________________________________。
5.如图所示是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置.实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下表:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.3
8.4
1
60%
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟__________________的关系.第1次实验中,斜面的机械效率为______.
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越______.若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持_____________________不变.
(3)分析表格中拉力数据,可以得出结论:斜面越陡,越不_________(选填“省力”或“费力”).
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