期末专项培优:实验探究题 专项训练-2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.35 MB |
| 发布时间 | 2026-05-23 |
| 更新时间 | 2026-05-23 |
| 作者 | 拓智优等生教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58009629.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦初中物理力学核心实验,通过46道探究题系统覆盖动能、杠杆、浮力等12类实验,以问题链驱动科学探究,强化实验操作与结论推导能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|15题(如滑动摩擦力测量)|强调仪器使用与实验规范|从工具使用到数据读取,构建实验基础能力|
|因素探究|20题(如压力作用效果影响因素)|控制变量法应用与结论表述|围绕“提出猜想-设计实验-分析数据”逻辑链,深化科学思维|
|综合测量|11题(如密度计制作、机械效率计算)|实验原理与误差分析结合|整合力学概念,形成“原理应用-数据处理-误差评估”完整探究链|
内容正文:
期末专项培优:实验探究题
1.如图是小明探究“物体动能的大小与质量的关系”的实验装置。将钢球从某一高度处由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,木块被撞出一段距离。实验数据如下表:
实验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
25
2
40
20
49
3
60
20
(1)从表中数据可以知道,实验是通过观察 来判断钢球动能的大小;
(2)分析表中数据可以得出:在速度一定的情况下,物体的动能随其质量的增大而 ;
(3)查阅资料得知,①抛出去的篮球动能约为30J; ②行走的牛动能约为60J;③飞行的步枪子弹动能约为5×103J。分析数据可知:物体的 (选填“质量”或“速度”)对物体的动能影响较大。
2.小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示.
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.70%
2
2.0
0.2
1.0
0.6
66.7%
3
2.0
0.3
1.0
0.9
66.7%
4
3.0
0.3
1.4
0.9
71.4%
5
4.0
0.3
1.8
0.9
-
(1)利用甲图的滑轮组进行实验,要测量绳子自由端所受的拉力,应在弹簧测力计 (选填“保持静止”或“匀速上升”)时读数.
(2)表中的实验数据是利用 (选填“甲”或“乙”)图所示的滑轮组测
得的;第5次实验测得的滑轮组机械效率是 .(保留一位小数).
(3)分析表中数据,可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ,与所提升物体的重力大小 ;(均选填“有关”或“无关”)
(4)采用甲滑轮组进行实验,若弹簧测力计没有竖直向上拉,测得的机械效率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”).
3.小明和小华在饮料吸管的下端放入适量大头针作为配重,并将这一端用石蜡封闭,制作了一支简易密度计。
(1)将自制的密度计放入水中时,遇到了以下情况,请分析主要原因:
①密度计能漂浮但不能直立: ;
②密度计先直立漂浮而后逐渐下沉: ;
(2)改进后进行以下实验操作(如图甲、乙所示):(已知水的密度为ρ水)
①将密度计放入水中,测出密度计露出水面的高度l1;
②取出密度计擦干后放入待测液体中,测出密度计露出液面的高度l2;
③利用已知量和测得量,写出待测液体密度ρ液的表达式。
小明还漏测了一个物理量,请仿照②中划线部分补写: ;ρ液= (用ρ水和测得的物理量字母表示);
(3)小明和小华在各自的密度计上标出了①0.8g/cm3、②1.0g/cm3、③1.2g/cm3三条刻度线,其中第 条刻度线离封闭端最近,且刻度线间距 (相等/不相等);小明的密度计上刻度线疏、小华的密度计上刻度线密,则 (小明/小华)的密度计精度高。
4.如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中小明是通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将卡片旋转了一个角度,松手后发现小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小华同学将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。经讨论,同学们一致认为小明的实验优于小华的实验。其主要原因是_________(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
5. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆静止在图甲的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态.实验前小明调节杠杆平衡螺母,使杠杆水平静止,这样做的目的是 ;
(2)乙图中要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆 端下沉;
(3)如图丙,用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使其在水平位置平衡,此时杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;丁图中,将弹簧测力计从a位置转到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)在探究过程中,多次实验目的是: 。
6.某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究,他们采取了如下的方法:图甲把小桌放在海绵上;图乙在小桌上放一个砝码;图丙把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。
(1)实验中通过观察 来比较压力作用效果,这种方法称为 ;
(2)比较 两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)此实验 (选填“能”或“不能”)用木板代替海绵。
7. 在“探究重力与质量的关系”的实验中:
(1)使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在 方向调零;
(2)如图甲是根据实验数据描出的重力与质量的关系图像,由图像可知:物体所受重力的大小与它的质量成 ;
(3)在空间站用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究;
(4)如图乙所示,该弹簧测力计的分度值为 N,示数为 N。
8.在进行“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小林同学猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度和接触面间的压力大小这两个因素有关,他进行了如图甲所示的实验,实验数据如下表所示。
序号
压力/N
接触面种类
弹簧测力计示数/N
1
6
毛巾
2.2
2
6
棉布
1.8
3
6
木板
0.6
4
12
木板
1.2
(1)实验中,为保证实验数据的准确性,测量滑动摩擦力的大小时,应沿 方向,以相同大小的 (选填“力"或“速度”)匀速缓慢地拉动水平面上的滑块。
(2)由 (填序号)三次实验的数据,可以得到初步的实验结论:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)由34两次实验的数据,可以得到初步的实验结论:在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小随接触面间的压力增大而 。
(4)经过实验,小林发现实验中要使滑块匀速运动不容易做到,通过分析和在老师的指导下,他采取了如图乙所示的办法:将滑块用绳子固定,只需要拉动木板,无须保持匀速,也可以测得滑动摩擦力的大小,大大提高了实验的可操作性。这样操作合理,是因为在拉动木板运动时,滑块始终处于静止状态,它受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对它的拉力是一对 (选填"平衡力"或"相互作用力”)。
9.如图,小丽用小桌、海绵、砝码探究“影响压力作用效果的因素”的实验。
甲 乙 丙
(1)该实验是通过观察 来显示压力作用效果的。
(2)小丽通过甲、乙两图是为了探究压力作用的效果跟 的关系;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论,结论为: 。
10.小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时,利用一套器材依次完成如图所示的实验,其中甲、乙图中长木板正面朝上,丙图中长木板反面朝上,长木板的反面比正面粗糙。
(1)小明提出如下猜想:
①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;
②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
如果小明要验证猜想①,他应该选择甲、乙两图所示的实验来操作;如果小明要验证猜想②,他应该选择 两图所示的实验来操作;
(2)小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8N、1.2N,在图乙实验中,弹簧测力计的示数如图丁所示,示数为 N;
小明多次实验后得出结论:当接触面粗糙程度相同时,接触面所受的压力越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时, ,滑动摩擦力越大;
(3)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例: 。
11.如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力作用效果越明显;
(3)通过比较图乙和图丙,可以探究压力作用效果与 的关系;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强的大小关系为p (选填“>”,“<”或“=”);
(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的分析过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
12. 物理实验常常需要用到温度计、弹簧测力计、刻度尺、天平等测量工具。
(1)图1中温度计的示数为 ℃;图2中弹簧测力的示数为 N;
(2)图3刻度尺在使用前要先观察它的量程和 ;物体的长度为 cm;
(3)图4的天平在测量前应先用镊子将游码移至左端零刻度线处,再调节 。直至天平平衡。如图所示,加减砝码后天平再次平衡,此时杯子和液体质量为 g。
13.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究浮力的大小。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N;
(2)比较①④⑦三幅图可得出的结论是 ;
(3)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受到的重力的关系,进行了如下实验操作;
此实验操作的正确顺序是 (用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比较发现: (用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的的大小等于物体排开液体所受到的重力。
14.小明将橘子放入水中,静止时,橘子漂浮在水面上,如图甲所示。
(1)此时,橘子受到的浮力 重力(选填“>”、“=”或“<”)。将橘子皮剥开,会闻到淡淡的果香,这表明 ;
(2)将剥了皮的橘子放入水中,果肉沉入水底,如图乙所示。此时,果肉受到的浮力 重力(选填“>”、“=”或“<”),果肉的密度 水的密度(选填“>”、“=”或“<”);
(3)小明猜想,橘子在水中的浮沉情况可能只与浮力有关,小明的猜想 (选择“合理”或“不合理”),理由是 。
15.如题图所示,在“探究液体压强规律”的实验中:小明用如图①所示的压强计完成了图②、③、④所示三次实验;小慧用一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,完成了图⑤、⑥、⑦所示三次实验。
(1)小明实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图①,为了使U形管左右两侧的液面相平,正确的调节方法是 (选填“A”或“B”) 。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)小明对比图③和图④实验可得结论:相同 ,液体的 越大,压强越大。小慧用她的实验 (填对比实验的序号)也可得到相同结论,她看到图 中塑料瓶口的橡皮膜内凹程度更明显()。
16. 小明利用如图甲所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和注射器的自重可忽略不计。
(1)具体实验操作步骤如下:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图甲所示安装好器材,不断增加钩码的数量,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为4.6N;
步骤三:如图乙所示用刻度尺测出注射器所有刻度的长度为 cm;
步骤四:算出大气压强值为 Pa;
(2)同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,当在右端挂上2N的钩码时活塞开始滑动,此时弹簧测力计示数为0.6N,则活塞与针筒间的摩擦力为 N,若继续增加钩码的数量,则弹簧测力计的示数将 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
③小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值为 Pa。
17.在学习“阿基米德原理”时,通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟哪些因素有关。
(1)为了保证实验所测得数据的可靠性,甲图中,开始前应逐渐注水,先使溢水杯中的水面 (选填“达到”“接近”或“超出”)溢水口,等到溢水杯中的水静止后,再进行下一步操作。
(2)由实验可测量出,物块排开液体所受重力为 N。
(3)依次完成相关的操作,分析得出结论。
18.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的A、B、C三个实验.
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数.
(2)相对于A实验,B实验中木块上加砝码是为了增大 (选填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”)的压力,A、B两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关; 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,这里使用的研究方法是: .
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述A实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后进行探究,这种做法 (选填“正确”或“错误”),理由是 .
(4)小丽同学对实验装置进行改进,如图D所示,重复实验,发现效果更好.实验中,小丽同学 (一定/不一定)要匀速拉动长木板.
19.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,装置如图所示。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做 运动,这样做便于测量滑动摩擦力的大小。
(2)图丙中,弹簧测力计的示数下,为 。
(3)比较甲、乙两次实验,可以得出: ,滑动摩擦力越大。
(4)丙图中,若增大弹簧测力计的拉力,此时木块所受滑动摩擦力 . 选填“变大”“变小”或“不变”。
20.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力大小一定时,受力面积 ,压力作用效果越明显
(3)由甲、内两图可以探究压力作用效果与 的关系。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
21.如图是小丽实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 N;
(2)由A、C、D可知,浮力与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由A、D、E可知,浮力与液体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)以下是小丽在家中利用台秤、塑料杯、水、玻璃缸、记号笔来测量盐水的密度。
①将塑料杯放在台秤上,测出空塑料杯的质量为;
②如图甲,向玻璃缸中倒入适量的水,使空塑料杯漂浮在水面上,用记号笔记下水面在塑料杯上对应的位置b,此时塑料杯受到的浮力为 ;
③倒出玻璃缸中的水并擦干净,向玻璃缸里倒入适量的待测盐水,擦干塑料杯外面的水,使塑料杯漂浮在盐水面上(如图乙)。向塑料杯中倒水,直到盐水液面与 相平;
④取出塑料杯并擦干外面的盐水,用台秤测出其总质量为;
⑤盐水密度的表达式为 (用字母表示,水的密度为)。
22. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀.
(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置.
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力 动力臂 阻力 1 N,则阻力臂L2= m.
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是____.
A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到 F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图乙所示的结果.根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1= .(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)
23.在“推断物体不受力时的运动”的实验中,小明让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑,小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
(1)每次让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑的目的:是为了保证小车到达水平面的 相同。
(2)根据实验现象,可以得出结论:运动的物体受到的阻力越 ,速度减小的就越 ,它运动的时间就越长。
(3)进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减小,这时物体将 ,由此可知物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持。
24.某同学研究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,设计了如图甲所示的三次实验。第1、2次用的是相同的长木板,第3次用的是与第1、2次材料相同但表面粗糙的长木板。
(1)实验时,水平匀速拉动木块,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等;
(2)分析比较第1、2两次实验,可以得出的结论是 ;
(3)请在图乙中画出第1次实验中木块对长木板的力的示意图 。
25.如图是“利用杠杆测量玉石密度”的实验。
(1)如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”);
(2)如图乙所示,在溢水杯中装满水,将玉石缓慢浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶A中,再将玉石从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和玉石的A、B两个小桶分别挂在水平平衡的杠杆两端,移动两小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点离支点O的距离分别为10cm和4cm,若不考虑小桶重力,ρ水=1.0×103kg/m3,则该玉石密度的测量值为 kg/m3;
(3)若考虑小桶重力,则玉石的实际密度值比上述测量值 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
26.为了探究两款防滑垫的效果,小陈用弹簧测力计、运动鞋做了如下的实验。
(1)实验时将防滑垫固定于水平地面,用弹簧测力计沿水平方向拉运动鞋,使其做 直线运动,此时弹簧测力计的示数反映了滑动摩擦力的大小;
(2)小陈将运动鞋分别放置在A、B两款防滑垫上,拉动弹簧测力计待示数稳定后,则图甲中运动鞋受到的摩擦力大小为 N。
(3)对比甲、乙两图可判断出 (选填“A”或“B”)款防滑垫防滑效果更好,判断依据是:当 一定时,接触面越粗糙,摩擦力越 。
27.如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。器材有:木块A一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块。
(1)四次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向 拉着木块;
(2)比较甲、乙两次实验可探究滑动摩擦力大小与 的关系;比较 和 两次实验可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小华得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)在图甲实验探究过程中,小华沿水平方向匀速拉动物体时,测力计示数是2N,此时滑动摩擦力为 N,若拉力增大到3N,滑动摩擦力为 N;
(5)画出甲图中木块A受到的摩擦力示意图。
28.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)每次小车从斜面上的相同位置由静止开始下滑,目的是保证小车到达斜面底部的 ;
(2)通过比较甲、乙、丙三个图的实验现象可以得出:在初速度相同的条件下,小车受到的 越小,运动的 越大;
(3)假设水平面光滑,小车不受任何阻力,则小车将在水平面上做 运动;该研究过程中采用了 (选填“实验”或“实验加推理”)的方法。这个实验过程说明,物体的运动状态发生了改变(即速度大小或方向改变),那么一定是这个物体 。
29.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论——物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽利略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。这个实验如图,他是让小车从斜面的同一高度静止滑下,观察、比较小车在水平面运动的情况。
问:
(1)实验时让小车从斜面的同一高度静止滑下,其目的是让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的 。
(2)科学家们发现——物体运动的表面越光滑,物体受到的阻力就越小,因此物体运动的距离越长;并由此推想出进一步的结论,运动的物体如果不受外力作用,它将 。著名的牛顿第一定律,就是在此基础上总结出来的。牛顿第一定律 (填“能”或“不能”)用实验直接证明。
(3)在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,若不计空气阻力,在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的( )
A. B.
C. D.
30.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m),分别不从同的高度h和H(H>h),B是一个木块。
(1)小明通过观察 来判断小球动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙图可得实验结论:物体的动能大小与 有关。
(3)根据乙、丙两图可得出结论: ,这个结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(4)木块最终会停下来的主要原因是 ,在此过程中木块 。
31.如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数。则:
(1)如图乙、丙、丁、戊四种情况,图 中金属块所受到的浮力最小;
(2)分析 两图可知,浮力大小跟液体密度有关;
(3)分析丙、丁两图实验数据可得: ;
(4)为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图己所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宁认为这结论不可靠,主要原因是 ;
(5)如图庚所示ABCD四图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像是 (金属块未接触容器底)。
32.小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心木块,如图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g=10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度无关;
(3)通过d、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与液体 的关系。
33.小强同学利用小桌,海绵及肥皂“探究影响压力的作用效果的因素”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这里用的科学方法是 。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论: 。
(3)比较图 实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
(4)如图丁,小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块肥皂对海绵的作用效果与之前一样,他经过分析、论证得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是: (选填“正确”或“错误”)。
34.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
35.如图所示,是探究"影响滑动摩擦力大小因素"的实验。
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时依据 条件,应沿水平方向拉物块做 运动。
(2)甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填"甲”、“乙"或"丙")实验:单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到 两次实验得出的结论。
(3)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦大小与接触面积的大小有关:您认为该结论是 (选填"正确"或"错误")的, 理由是 。
(4)实验中发现:很难使木块做匀速直线运动,于是小明又设计了如图所示的实验装置,该装置的优点是 (选填"需要"或"不需要")长木板B做匀速直线运动。
36.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,勤勤和立立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)将实心物块挂在弹簧测力计下,然后将物块缓慢浸入水中,当物块在图甲中b、c、d位置时分别记录弹簧测力计的示数,其中图甲b中物块所受浮力大小为 N;
(2)分析图甲a、b、c三次实验可以得到结论:物体在水中受到的浮力大小与 有关;
(3)分析a、d、e三次实验,可知其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填“越大”或“越小”);
(4)勤勤通过a、b、c、d四次实验发现,物体浸没液体前,随着浸入深度越来越大,弹簧测力计示数一直在减小,但物体浸没之后弹簧测力计示数不变。于是得出结论:物体所受浮力的大小在浸没液体前,与浸入液体的深度有关;浸没之后与浸入液体的深度无关。勤勤的结论是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 ;
(5)由图甲a、d、e可知,物块的体积为 ,盐水的密度为 ;
(6)在实验过程中,立立同学想用自制的“密度计”测液体的密度。他将一个吸管的底部密封,并缠上铜丝,制成简易密度计。密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用表示,如图乙所示。立立将该密度计放入酒精中,密度计静止时为6cm,他在密度计上与液面相平的位置处标注;立立将该密度计放入水中,密度计静止时为8cm,他在密度计上与液面相平的位置处标注。利用上述数据,可计算出该密度计上密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为 cm(忽略铜丝的体积)。
37.为探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,小南进行了图甲所示的实验探究过程,并记录了相关数据,已知酒精的密度为ρ酒精=0.8×103kg/m3。
(1)实验前,应将弹簧测力计置于 方向并将指针调至“0”刻度线。
(2)比较实验甲、丙、丁可知:浸没在液体中的物体受到的浮力的大小跟 有关。
(3)根据图1的实验数据,可计算出物体浸没在酒精中受到的浮力为 N,物体的密度为 g/cm3。
(4)上述实验完成后,小南还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替圆柱体,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,发现其漂浮在水面上;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,放入盛水的烧杯中,发现其下沉至杯底。
①橡皮泥第一次受到的浮力 (选填“>”、“<”或“=”)第二次受到的浮力;
②由此小南认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了 对浮力大小的影响。
(5)实验过程中小南发现可以利用浮力知识来测量未知液体密度,于是他设计了一个漂浮装置:在大桶中装适量水,质量为100g、横截面积为10cm2、高度为50cm的薄壁柱形小筒竖直漂浮在水中,此时小筒的10cm刻度线与大桶水面相平,大桶水面处标记密度示数为0g/cm3,如图3所示。当她向小筒中倒入10cm深的未知液体,待小筒稳定后,小筒的25cm刻度线与大桶水面再次相平,则该未知液体密度应为 g/cm3;此时,小筒受到的浮力为 N。
38.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,这样做的目的是 。
(2)如图乙所示,在点挂2个重力均为的钩码,在点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数应为 N。
(3)如图丙所示,用弹簧测力计先后在、位置拉杠杆上同一点,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在位置竖直向上的拉力为,在位置斜向上的拉力为,则 (选填“>”“<”或“=”)。
(4)如图丁,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为、两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知 (选填“>”“<”或“=”)。
(5)学完杠杆知识后,小明在综合实践活动中制作杆秤。他取一根质量均匀分布的圆木棒,测得木棒长度为,质量为;一质量为的小盘和一质量为的螺母。如图戊所示,小明将小盘悬于棒的端,用细线在点提起木棒,木棒恰好水平平衡,则为 cm。小明用该杆秤称某物体的质量,平衡时的情形如图己所示,则该物体的质量为 kg。
39.晶晶在“探究相互作用力的关系”的实验中,取A、B两个相同的弹簧测力计,平放在水平桌面上,让它们互相钩挂在一起。
实验一:用两只手水平向左右两边拉A和B
实验二:固定B,用手水平向左拉A
如图所示,当弹簧测力计均静止时,观察弹簧测力计所显示的拉力大小,则:
(1)由图甲可知,所选弹簧测力计的分度值为 N;
(2)弹簧测力计A在竖直方向上受到的合力为 N;
(3)在第一次实验中,弹簧测力计A显示的是B对A的作用力F1,弹簧测力计B显示的是A对B的作用力F2,这两个相互作用力的关系是F1 F2(选填“<”“>”或“=”);
(4)如果每只手的拉力均相同,那么,在两次实验中弹簧测力计B的示数 (选填“相等”或“不相等”);
(5)晶晶想到还可以利用弹簧测力计来测量滑动摩擦力的大小,于是设计了图乙实验装置:弹簧测力计左侧固定在墙壁上,另一端钩住木块,木块放在木板中央,实验时拉着长木板沿水平地面向右做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图乙所示,则木块受到的摩擦力为 N,此时木板右端受到的拉力F应 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
40.李华同学发现建筑工人在铺设水泥路时,有时要在水泥里面掺入少量纤维材料.他想通过实验来探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度.关于水泥路面的牢固程度与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下猜想:
猜想1:与是否掺入纤维有关;
猜想2:与纤维掺入量有关;
猜想3:与纤维材料的种类有关。
经过思考后,他们利用图中装置,将铁锤通过电磁铁从某一高度处由静止释放,对水泥样品进行连续撞击,直至水泥样品断裂,收集的数据记录在下表中。
实验
序号
水泥样品
厚度/cm
水泥样品
面积/cm2
铁锤高度
/cm
掺入纤维
种类
纤维掺入
量/%
撞击
次数
1
4
100
50
无
无
20
2
4
100
50
A纤维
0.1
80
3
4
100
50
A纤维
0.12
95
4
4
100
50
A纤维
0.15
100
5
4
100
50
B纤维
0.1
90
6
4
100
50
C纤维
0.1
98
(1)铁锤撞击水泥样品时的动能是由 转化来的。实验时通过 来比较水泥样品的牢固程度。
(2)比较实验序号1、2的两组数据,可得出的结论是:水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维 (选填“有关”或“无关”)。
(3)比较序号2、3、4三组数据,可得出的结论是:在水泥中掺入适量纤维时,掺入纤维材料越多,水泥路面越 (选填“牢固”或“不牢固”)。
(4)比较序号2、5、6的三组数据, (选填能或不能)比较得出:在水泥中掺入等量不同纤维材料,掺入C纤维材料水泥路面最牢固,你判断的理由是
(5)为缩短上述样品的实验时间,需减少碰撞次数,可采用的方法是
41.小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为、、、,物体受到的浮力 ;
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体
物重G/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
浮力
空桶重
桶与排开水的总重
排开水重
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是: ;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因: ;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图(b)所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测力计B的示数逐渐 ,若弹簧测力计A的示数变化量为,弹簧测力计B的示数变化量为,则它们的大小关系是 (选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
42.“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平.这激发了小明同学探究液体内部压强的兴趣,实验如题17图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好.从结构来看,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体的 有关。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时,海水产生的压强为 Pa,每平方米的舱体受到的海水压力为 N(取ρ海水=1.0×103kg/m3)
(4)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
43.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是 ;
(2)杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在水平位置平衡,再在A、B两处各加挂一个钩码,杠杆的 端将会下沉,此后,小红又经过多次实验,得出的杠杆的平衡条件是 ;
(3)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重0.5N, 当杠杆在水平位置平衡时,测力计示数将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)IN
44.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向 调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。
(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是 。
(3)实验时,小明在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙所示,则在右侧B位置(右边位置第三格)应挂 个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。
(4)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计, 在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数 (选填“变大”或“变小”),原因是当拉力由倾斜变成垂直时,阻力、阻力臂不变,拉力的力臂 (选填“变大”或“变小”)。
45.小明根据杠杆平衡条件在家测量某液体的密度,其装置放在水平面上。如图所示,轻质杠杆OD和BC垂直固定在一起,BC压在电子秤上,O为支点,且测量过程中O点和C点位置保持不变。
(1)调节杠杆OD在水平位置平衡,其目的是 ;
(2)将一个质量不计的矿泉水瓶装满水,用细线将矿泉水悬挂在杠杆的D点上,记录此时电子秤的示数为m,测量悬挂点D到O的距离为l1;
当向左移动矿泉水瓶的悬挂点,则电子秤的示数 m(选填“大于”“等于”或“小于”);此时可以在A点沿 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)方向施加一个适当的力,电子秤的示数就能恢复为m;
(3)取下装水的矿泉水瓶,将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体,用细线将矿泉水瓶悬挂在D点。此时电子秤的示数大于m,则待测液体的密度 水的密度(选填“大于”“导于”或“小于”),向 (选填“左”或“右”)移动悬挂点的位置,且到电子秤的示数仍为m,测量此时悬挂点到O的距离为l2,则待测液体密度的表达式为 (水的密度用 表示)。
46.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小彤用同一滑轮组进行了三次实验如图所示,实验数据记录如下表:
次数
物重/N
物体上升距离/cm
测力计示数/N
测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
88.9
3
6
10
2.2
30
(1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升。
(2)表格中第3次实验的有用功为 ;机械效率为 (百分数前保留一位小数)。
(3)分析表中数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与 有关。
(4)根据实验结论,若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%,物体的重力可能为____
A.1N B.3N C.5N D.8N
(5)小彤改变动滑轮重,提升同一物体多次实验,根据所测数据绘制出图象丁。由图象可知:被提升物体重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越 。
(6)根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图象丁中的A点可知,被提升物体所受的重力一定 (填“小于”、“等于”或“大于”)40N。
参考答案
1.【答案】(1)木块滑行的距离
(2)增大
(3)速度
【解析】【解答】(1)在该实验中我们用到了转换的方法,即将钢球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较,即钢球推动木块运动的越远,其对木块所做的功就越多,即具有的动能就越大;反之就越小,故通过观察钢球推动木块移动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小。
(2)从表中数据可知,钢球下摆的高度相同,撞击木块时的速度相同,钢球的质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故结论为:在速度相同时,质量越大,动能越大,物体的动能随其质量的增大而增大。
(3)抛出去的篮球动能约为30J,行走的牛动能约为60J,飞行的步枪子弹动能约为5×103J,子弹的质量最小,速度最大,子弹的动能最大,这说明速度对物体的动能影响较大。
【分析】(1)实验中,通过观察钢球推动木块移动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小;
(2)在速度相同时,质量越大,动能越大;
(3)速度对物体的动能影响较大。
2.【答案】(1)匀速上升
(2)甲;74.1%
(3)无关;“有关
(4)偏小
【解析】【解答】(1)用甲图的滑轮组进行实验,要测量绳子自由端所受的拉力,应在弹簧测力计匀速上升时读数;
(2)①根据第1组数据可知,滑轮组承担重力的绳子段数,则选择的滑轮组为甲;
② 第5次实验测得的滑轮组机械效率是 :;
(3)根据实验1、2、3可知,当钩码的重力相等时,虽然高度增大,但是滑轮组的机械效率不变,即滑轮组的机械效率与上升的高度无关。
根据实验3、4、5可知,当高度不变时,钩码的重力越大,则滑轮组的机械效率变大,即:滑轮组的机械效率与物体重力大小有关。
(4) 采用甲滑轮组进行实验,若弹簧测力计没有竖直向上拉,则拉力增大,根据可知,测得的机械效率将变小。
【分析】(1)当弹簧测力计匀速上升时比静止时偏大,因为滑轮转动时会受到摩擦力;
(2)①根据计算承担重力的绳子段数n,据此确定选择的滑轮组。
②根据计算第5次测得滑轮组的机械效率。
(3)根据表格数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可;
(4)当测力计没有竖直向上拉时,确定拉力的大小变化,再根据分析滑轮机械效率的变化即可。
3.【答案】(1)吸管中放入的大头针太少(或配重太轻);吸管下端没有封严而进水
(2)测出密度计的总长度L;
(3)③;不相等;小明
【解析】【解答】(1)在饮料吸管的下端放入适量大头针作为配重,是为了使密度计的重心下移到密度计的下端,密度计能漂浮但不能直立,说明密度计的重心太高,吸管中放入的大头针太少造成的。
密度计先直立漂浮而后逐渐下沉,密度计的重力不变,说明密度计受到的浮力变小了,可能是吸管下端没有封严而进水,使密度计排开水的体积变小了,导致浮力变小。
(2)实验时测出密度计露出水面的高度和密度计露出液面的高度,要想知道密度计浸在水中的深度,还需要知道密度计的长度,所以还需要测出密度计的总长度L。
密度计在水中漂浮,受到的浮力为
密度计在液体中漂浮,受到的浮力为
密度计在水中和在液体中都处于平衡状态,所受的浮力等于重力,故
解得,液体密度为
(3)由可知,密度计所在的液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,即密度计在液体中的深度越小,距离封闭端最近,所以选③;
由可知,密度计浸在水中的深度和水的密度的乘积是个定值,所以密度计浸在液体中的深度与液体的密度成反比,因此密度上的刻度线是不均匀的,刻度线的间距不相等;
小明的密度计上刻度线较疏,相邻刻度线之间能够划分的分度值更小,所以精度更高。
【分析】(1)密度计的下面重力较小,不能竖直立在液体中,密度计沉底,是浮力减小了;
(2)根据密度计的长度和露出液面的长度,计算浸入液体的体积;根据漂浮物体受到的浮力等于重力,结合浮力相等和排开液体的深度,可以计算液体密度;
(3)密度计上的密度越大,位置越向下;根据浮力不变,液体密度越大, 浸入液体中的深度越小,密度计上的刻度越稀疏,测量越精确。
4.【答案】(1)钩码的个数
(2)不在同一直线上
(3)将卡片从中间剪开
(4)D
【解析】【解答】(1)实验中小明是通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
(2)小明将卡片旋转了一个角度,两边拉力的方向相反,大小相等,但作用力不在同一直线上,松手后发现小卡不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是 将卡片从中间剪开,观察两个力是否可以平衡。
(4)小明的实验改用小纸片替代木块,与桌面不接触,可以避免与桌面摩擦力的影响,纸片较轻,重力影响也可以忽略不计,故小明的实验优于小华的实验,其主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响。故D符合题意。
故选D。
【分析】1.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
2. 实验中应尽量减小其它作用力的影响,特别是与桌面的摩擦力。
(1)实验中物体两边受到的拉力与钩码的重力有关,故可以通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
(2)小明将卡片旋转了一个角度,两边拉力的方向和大小不变,但作用力不在同一直线上,松手后发现小卡不能平衡。根据控制变量法,设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
(3)根据控制变量法,为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应保持两个力的大小相同,方向相反的情况下,使两个作用力不在同一物体上,可将卡片从中间剪开,观察两个力是否可以平衡。
(4)在探究二力平衡时,应尽量减小其它作用力的影响,特别是与桌面的摩擦力,小明的实验改用小纸片替代木块,与桌面不接触,可以避免与桌面摩擦力的影响,纸片较轻,重力影响也可以忽略不计,故小明的实验优于小华的实验,其主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.【答案】(1)平衡;便于读取力臂,同时消除杠杆的自重对实验的影响
(2)4;左
(3)费力;变大
(4)避免偶然性,使实验结论具有普遍性
【解析】【解答】解:(1)如图杠杆在此位置处于静止状态,杠杆在此位置处于平衡状态。
杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,并且能消除杠杆重对实验的影响。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB
即3G×4L=FB×3L
解得FB=4G,需挂4个钩码使杠杆在水平位置平衡。
若在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则4G×4L>5G×3L
故杠杆不能在水平位置保持平衡,则杠杆的左端将下沉。
(3)若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆属于费力杠杆。
保持C点不变,当弹簧测力计从a位置转到b位置时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
(4)进行多次实验的目的是避免实验结论具有偶然性,使结论具有普遍性。
故答案为:(1)平衡;便于读取力臂,同时消除杠杆的自重对实验的影响;(2)4;左;(3)费力;变大;(4)避免偶然性,使实验结论具有普遍性。
【分析】 (1)杠杆于静止状态,处于平衡状态。
杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,并且能消除杠杆重对实验的影响;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆的平衡条件解答;
(3)根据力臂大小分析,此时杠杆属于费力杠杆;
根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大;
(4)进行多次实验的目的是避免实验结论具有偶然性,使结论具有普遍性。
6.【答案】海绵的凹陷程度;转化法;甲、乙;不能
【解析】【解答】(1)实验中将海绵的凹陷程度转换反映压力的作用效果,该方法为转换法。
(2)探究压力的作用效果与压力的关系,变量为压力,因此应选择图甲和图乙。
(4)改用木板,木板的形变程度发生不明显,因此实验中不能用木板代替海绵。
综上 第1空、海绵的凹陷程度; 第2空、 转换法;第3空、甲乙; 第4空、不能。
【分析】1、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中 压力作用效果 难以直接测量,所以需要通过海绵的凹陷程度进行测量;
2、压强的影响因素:公式为P=F/S,所以压强的大小和压力大小成正比,和受力面积成反比;压强大小于接触面材料无关,所以在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
7.【答案】(1)竖直
(2)正比
(3)不能
(4)0.2;2.4
【解析】【解答】(1)由于重力是竖直向下的, 使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在竖直方向调零;
(2)由图像可知: 质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受重力的大小与它的质量成正比;
(3)太空中物体处于失重状态,无法用弹簧测力计测出其重力, 在空间站用同样的器材不能完成该探究;
(4)由图知道,测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,示数为2.4N。
【分析】重力的方向是竖直向下的;物体所受重力的大小与它的质量成正比; 太空中物体处于失重状态,无法用弹簧测力计测出其重力;使用弹簧测力计时要看清它的量程和分度值。
8.【答案】(1)水平;速度
(2)123
(3)增大
(4)平衡力
【解析】【解答】(1)实验中,为保证实验数据的准确性,测量滑动摩擦力的大小时,应沿水平方向,以相同大小的速度匀速缓慢地拉动水平面上的滑块;
(2)由123三次实验的数据,可以得到初步的实验结论:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(3) 由34两次实验的数据,可以得到初步的实验结论:在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小随接触面间的压力增大而增大;
(4)改进实验后, 将滑块用绳子固定,只需要拉动木板,无须保持匀速,也可以测得滑动摩擦力的大小,大大提高了实验的可操作性。 是因为在拉动木板运动时,滑块始终处于静止状态,它受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对它的拉力是一对平衡力。
【分析】 (1)摩擦力的测量属于间接测量,弹簧测力计对木块的作用力是拉力,弹簧测力计不能直接测量出摩擦力大小,所以在实验中就需要使木块保持匀速直线运动,这样摩擦力与拉力二力平衡,利用二力平衡条件得出摩擦力大小;
(2)探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系,应控制压力相同而接触面的粗糙程度不同;
(3)探究摩擦力与压力的关系,应控制接触面的粗糙程度相同而压力不同;
(4)由于在拖动木块时,很难让滑块保持匀速直线运动状态,才导致了弹簧测力计的示数不稳定;当拉动长木板运动的过程中,滑块保持静止状态,根据二力平衡的条件知:此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,无论长木板是否做匀直线运动,滑块都处于静止状态(即平衡状态,这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以改进后不需匀速拉动木板,容易读数。
9.【答案】(1)海绵下陷的深度
(2)压力大小;乙丙;压力一定时,受力面积越小,压力作用的效果越明显
【解析】【解答】 (1) 该实验是通过观察海绵下陷的深度来显示压力作用效果的;
(2)由甲、乙 两图可知,受力面积相同,压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,且压力越大、海绵的凹陷程度越明显,故该实验是为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系 ;要探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系 ,应控制压力相同,受力面积不同。 由图示可知,应选乙、丙两个实验,两次实验得到的结论是:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 。
【分析】 (1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显;
(2) 根据控制变量法的要求,分析图示实验情景,根据实验所控制的变量与实验现象,得出实验结论。
10.【答案】乙丙;1.0;接触面粗糙程度越大;鞋底的花纹
【解析】【解答】(1)如果小明要验滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,则要控制接触面的粗糙程度不同,其余因素相同,应选择乙丙两组实验进行探究。
(2)弹簧测力计示数为1.0N。当压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)鞋底的花纹、杠杆运动员手上的镁粉是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦
故答案为:乙丙;1.0;接触面粗糙程度越大;杠杆运动员手上的镁粉。
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
增大摩擦力的方法:增加接触面的粗糙程度,如鞋底的花纹、杠杆运动员手上的镁粉,增加压力,如紧捏自行车的闸
11.【答案】海绵的凹陷程度;受力面积一定时,压力越大;受力面积;=;错误;没有控制压力大小相同
【解析】【解答】(1)实验是通过观察海绵凹陷程度可以来比较压力作用效果的,海绵凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
(2)由图可知,甲、乙受力面积相同,乙中压力更大,则海绵凹陷程度更大,说明在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)由图可知,乙、丙压力大小相等,乙的受力面积更小,则海绵的凹陷程度更大,说明在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,可用于探究压力作用效果与受力面积的关系。
(4)由图可知,由于丙和丁压力大小与受力面积大小都相同,由可知,压力作用效果相同,即p=。
(5)小明的分析过程是错误的,实验时同时改变了压力大小和受力面积大小,即没有控制压力大小相同。
故答案为: (1) 海绵的凹陷程度 ; (2) 受力面积一定时,压力越大 ; (3) 受力面积 ; (4) =; (5) 错误 ; 没有控制压力大小相同 。
【分析】本题考查了探究“影响压力作用效果的因素”时,控制变量法和转换法的运用,能得出相应的结论,并能运用它解释生活中的现象。压力的作用效果可以通过海绵的形变程度来体现;压力的作用效果与压力和受力面积有关,根据控制变量法的要求,根据实验所控制的变量、分析图示实验现象,然后得出实验结论。
12.【答案】(1)7;3.4
(2)分度值;2.25
(3)平衡螺母;61.8
【解析】【解答】(1)由图1知,液柱在0℃以上,其分度值为1℃,此时的示数为7℃;由图2知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
(2)由图3知,使用前要先观察它的量程和分度值,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以刻度尺的分度值为1mm;物块左侧与4.00cm刻度线对齐,右侧与6.25cm对齐,要估读到分度值的下一位,所以物块的长度为2.25cm。
(3)图4的天平在测量前应先用镊子将游码移至左端零刻度线处,再调节平衡螺母,直至天平平衡。如图所示,加减砝码后天平再次平衡,此时杯子和液体质量m=50g+10g+1.8g=61.8g。
故答案为:(1)7;3.4;(2)分度值;2.25;(3)平衡螺母;61.8。
【分析】 (1)使用温度计测量液体温度时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直,并注意区分温度是零上还是零下;
(2)首先看清弹簧测力计的分度值,然后根据指针位置读数;
(3)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(4)天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处,平衡螺母向上翘的一端调节,物体的质量等于砝码质量和游码对应刻度值的和。
13.【答案】1.2;在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大;dabc;G1-G2=G3-G4
【解析】【解答】(1)由图①和⑦可知,铜块浸没在盐水中时受到的浮力为:F浮盐水=G-F盐水=9N-7.8N=1.2N;
(2)比较①④⑦三幅图可知,物体浸入液体体积相同,由于V排=V浸,故排开液体的体积相同,而液体密度不同,弹簧测力计示数不同,故可知,浮力大小与液体密度有关,故可得出结论为:在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(3)第3空,第4空,为了减小误差且减少操作步骤,在小桶接水前,应先测出小桶重力,再测出物体重力,所以合理的实验顺序为dabc;通过分析数据可知物体所受浮力为:
F浮=G1-G2=2N-1.5N=0.5N
排开液体的重力为:
G排=G3-G4=1N-0.5N=0.5N
即G1-G2=G3-G4。
从而得出结论:浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。
故答案为:(1)1.2;(2)在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大;(3)dabc;G1-G2=G3-G4。
【分析】(1)根据F浮=G-F求浮力大小;
(2)比较①④⑦三幅图,物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,由此可得出结论;
(3)通过图a的弹簧测力计可读出物体的重力;通过a与b弹簧测力计的示数差可求出物体所受浮力的大小。
14.【答案】=;分子不停地做无规则运动;<;>;不合理;剥皮后的橘子的重力和受到的浮力都发生变化
【解析】【解答】(1)第1空,如图甲所示,小明将橘子放入水中且静止时,橘子漂浮在水面上,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,由浮沉条件可知,此时橘子受到的力为平衡力,即橘子受到的浮力等于重力。
第2空,将橘子皮剥开,会闻到橘子的果香,属于扩散现象,扩散现象可以表明分子在不停地做无规则运动。
(2)第3空,将剥了皮的橘子放入水中,果肉沉入水底,由二力平衡条件可知,橘子果肉浮力小于其重力,即果肉受到的浮力小于重力;
第4空,同时由物体的浮沉条件可知,果肉的密度大于水的密度。
(3)第5空,第6空,由控制变量法可知,在剥掉橘子皮后,橘子重力大小和体积同时变小,橘子排开水的体积也变小,所以剥皮后的橘子的重力和受到的浮力都变小,故无法判断橘子在水中的浮沉情况与浮力有关,故小明的猜想不合理。
故答案为:(1)=;分子不停地做无规则运动;(2)<;>;(3)不合理;剥皮后的橘子的重力和受到的浮力都发生变化。
【分析】(1)物体漂浮或悬浮时,物体受到的浮力等于重力,物体沉底时,物体受到的浮力小于重力;
(2)将橘子皮剥开,会闻到淡淡的果香,这是扩散现象,表明分子不停地做无规则运动;
(3)物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
15.【答案】薄;B;深度;密度;⑥⑦;⑥
【解析】【解答】探究液体压强规律时,(1)实验时,压强计的金属盒上的橡皮膜薄一些,较容易发生形变,实验效果较明显。
(2)图①中,实验前U形管左右两侧的液面有高度差,两管液面压强不相等,应取下软管重新安装,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)根据图③、④,探头深度相同,水与盐水密度不同,探头在盐水中时,U形管两边液面高度差较大,可得结论:相同深度,液体的密度越大,压强越大。
实验⑥⑦中,橡皮膜所处液体深度相同,液体密度不同,可以得到液体压强和液体密度的关系;由于水的密度大于酒精,则水的压强大于酒精压强,图⑥,水中塑料瓶口的橡皮膜内凹的更厉害。
【分析】(1)探究液体压强特点时,橡皮膜薄些,形变效果更明显;
(2)实验前,U形管左右两侧有液面高度差,需要拆除重新组装;
(3)当深度相同时,液体密度越大,压强越大;探究液体压强和深度关系,需要保持液体密度相同。
16.【答案】(1)5.00;1.15×105
(2)排尽气体;0.6;不变;1.0×105
【解析】【解答】1)据题可知刻度尺长度为5cm,根据可知,注射器的体积为2mL,长度为5cm,所以横截面积为2cm3/5cm=0.4cm2=0.4×10-4m2,根据P=F/S可知,P=4.6N/0.4×10-4m2= 1.15×105 Pa
综上第1空为5.00;第2空为1.15×105
2) 先将注射器内抽满水, 排水是为了排尽气体,据题可知,当弹簧测力计示数为0.6N时,活塞受力平衡,此时摩擦力等于拉力为0.6N,活塞和针管接触面粗糙程度不变,压力不变,所以摩擦力不变,弹簧测力计示数不变,大气压为4.6N-0.6N=4N,P=4N/0.4×10-4m2= 1.0×105 Pa
综上第1空为排尽气体;第2空为0.6;第3空为不变;第4空为1.0×105
【分析】根据压强的计算、刻度尺的使用填空
1、长度的测量:将待测物体紧贴刻度尺,视线平行刻度尺,认清刻度尺的分度值,读数时要精确到分度值后一位。
2、压强的计算:公式为P=F/S,据题可知,大气压为4.6N(摩擦力的影响导致大气压偏大),受力面积为0.4×10-4m2,据此计算大气压强,为减小摩擦力的影响, 在右端挂上2N的钩码时活塞开始滑动,此时弹簧测力计示数为0.6N, 进行该步骤,计算摩擦力大的大小,进而计算大气压。
17.【答案】(1)超出
(2)1
(3)无
【解析】【解答】1)为了减小误差,所以水杯中的水应该超过溢水口,等 溢水杯中的水静止后, 进行操作
综上第1空、超出
2)据题可知空杯子重力为0.5N,液体和杯子总重力为1.5N,所以排开液体的重力为1N
综上 第1空、1
【分析】根据浮力的计算填空
浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以影响浮力的大小排开水的体积,液体的密度,称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力
阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力
18.【答案】(1)匀速直线
(2)木块对木板;压力大小;AC;控制变量法
(3)错误;没有控制压力大小不变
(4)不一定
【解析】【解答】1) 将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为摩擦力的大小
2) 相对于A实验,B实验中木块上加砝码是为了增大 木块对木板 压力, A、B两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力大小有关,AC 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,这里使用的研究方法是控制变量法
综上第1空为木块对木板;第2空为压力大小;第3空为AC;第4空为控制变量法
3)由于切除一部分木块,导致木块对木板的压力发生变化,受力面积发生变化,所以 这种做法 错误
综上第1空为错误;第2空为没有控制压力大小不变
4) 小丽同学 不一定要匀速拉动长木板
综上 第1空为不一定
【分析】根据 影响滑动摩擦力大小的因素 、控制变量法填空
1、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,所以探究摩擦力与压力的关系时,需要控制接触面粗糙程度相同,探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同,
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
3、力和运动:物体做匀速直线运动时,受力平衡,所以木块做 匀速直线运动,弹簧测力计的示数为摩擦力的大小
19.【答案】(1)匀速直线
(2)2.4
(3)压力一定时,接触面越粗糙
(4)不变
【解析】【解答】1)当物体做匀速直线运动时,滑动摩擦力等于拉力,所以 必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做 匀速直线运动;
综上第一空为 匀速直线
2)据图可知 弹簧测力计的示数 2.4N;
综上 第1空为2.4
3)乙的拉力大,表明压力一定时,接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大
综上 第1空为压力一定时,接触面越粗糙
4)滑动摩擦力的大小与物体所受压力以及接触面光滑程度有关,所以 增大弹簧测力计的拉力 ,滑动摩擦力不变
综上第一空为不变
【分析】根据物体运动状态、摩擦力影响因素填空。
1、物体运动状态:物体做匀速直线运动时,物体受力平衡,所以弹簧测力计读数等于物体所受摩擦力
2、摩擦力影响因素:滑动摩擦力的大小只与物体所受压力以及接触面光滑程度有关,压力一定,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
20.【答案】(1)凹陷的程度
(2)越小
(3)压力大小
(4)错误;没有控制受力面积相同
【解析】【解答】(1)力可以改变海绵的形状,通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小。
(2)图甲、乙,压力相同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)图甲、丙,受力面积相同,丙图的压力大,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显,所以在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关,是错误的,因为没有控制受力面积不变,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量。
故答案为:(1)凹陷的程度;(2)越小;(3)压力大小; (4)错误;没有控制受力面积相同。
【分析】(1)压力的作用效果主要表现在物体的形变上,可以通过海绵的形变程度来反映压力作用效果是否明显。
(2)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)(4)在探究压力作用的效果与压力大小关系时,应保持受力面积一定,改变压力大小。
21.【答案】1;无关;有关;m1g;b;
【解析】【解答】探究浮力大小与哪些因素有关时,(1)根据图A,物体的重力为4N,物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数是3N,计算物体所受的浮力F浮=4N-3N=1N;
(2)根据图A、C、D,液体都是水,液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,测力计的示数相同,物体受到的浮力相同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
(3)根据图A、D、E,排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体所受浮力大小不同,可知,浮力与液体的密度有关。
(4)测量盐水密度时,塑料杯在水中漂浮,所受浮力F浮=G物=m1g,
向塑料杯中倒水,直到盐水液面与b相平,塑料杯两次排开液体的体积相等,根据ρ水gV排=m1g
即排开水的体积,塑料杯在盐水中漂浮时,所受浮力F浮'=G物'=m2g,则ρ盐水gV排=m2g
即盐水的密度,排开盐水的体积等于排开水的体积,则盐水的密度
【分析】(1)根据物体受到的重力和完全浸没时测力计的拉力差,计算浮力;
(2)当液体密度相同时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(3)探究物体所受的浮力大小与液体密度的关系时,需要保持排开的体积相等;
(4)根据排开的体积相等,结合排开不同液体的质量,计算液体的密度。
22.【答案】(1)水平
(2)0.15
(3)A
(4)F2L2+F3L3
【解析】【解答】(1)平衡时,应该让杠杆静止在水平位置。
故答案为:水平。
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,代入数据:
故答案为:0.15。
(3)A:铁架台自身重力足够大是为了保持稳定,不直接产生测量误差;
B选项中钩码重力不完全相等会影响力和力臂计算;
C选项中绳套重力偏大会额外增加阻力;
D选项中摩擦偏大会影响杠杆自由转动。
故答案为:A。
(4)根据图乙结果,杠杆在受到两个阻力时,平衡条件为动力与动力臂的乘积等于两个阻力与各自力臂乘积之和。
数学表达式为:F1L1 = F2L2 + F3L3
故答案为:F2L2 + F3L3。
【分析】本题综合考查杠杆平衡条件的探究实验。第(1)问考查实验操作要点,杠杆在水平位置平衡便于直接读取力臂;第(2)问直接应用杠杆平衡公式进行计算;第(3)问考查误差分析,需要区分哪些因素影响测量精度;第(4)问拓展探究多阻力情况下的平衡条件,考查学生对杠杆平衡原理的深入理解和归纳能力。解题的关键是掌握杠杆平衡的基本原理F1L1=F2L2,理解力臂的测量方法,以及能够分析实验误差来源。
23.【答案】(1)速度
(2)小;慢
(3)做匀速直线运动;不需要
【解析】【解答】 (1)根据控制变量法,在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同。
(2)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,可以得出结论:运动的物体受到的阻力越小,速度减小的就越慢,它运动的时间就越长。
(3)进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减小,这时物体将做匀速直线运动,由此可知物体的运动不需要力来维持。
【分析】(1)根据控制变量法,在实验过程中,要控制小车下滑到水平面的速度相同。
(2)根据实验现象分析。
(3)根据(2)推理得出结论。
24.【答案】二力平衡;接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
【解析】【解答】(1)水平匀速拉动木块,根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力。
(2)分析比较第1、2两次实验可得:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3) 木块受到重力,导致对木板有向下的压力作用,受到向右的拉力,受到向左的摩擦力,所以木板受到水平向右的摩擦力作图如下:
故答案为:二力平衡;接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【分析】1)力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,试验中根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
25.【答案】右;2.5×103;偏大
【解析】【解答】(1)如图,杠杆右端偏高,左端偏重,平衡螺母应向上翘的右端移动。
(2)溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在水中,石块排开的水的体积等于小桶中水的体积;将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为10cm和4cm,若不考虑小桶重力,根据杠杆平衡条件可知 ρ水V水gl1=ρ石V石gl2 ,溢出水的体积等于石块的体积,即V石=V水,代数求解得出石块的密度。
(3)考虑小桶重力,根据杠杆平衡时有(G水+G桶)l1=(G石+G桶)l2,l1>l2,所以ρ水V水l1<ρ石V石l2,即玉石密度,即石块密度的测量值偏大。
【分析】1、杠杆的调平:调平原理为动力×动力臂=阻力×阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂;
2、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂,题目不考虑小桶重力,则水的重力和力臂的乘积等于石头的重力和力臂的乘积;据此求解石头的重力,结合密度公式计算石头的密度考虑烧杯的质量,则(G水+G桶)l1=(G石+G桶)l2,l1>l2,据此分析误差。
26.【答案】(1)匀速
(2)2.6
(3)B;压力;大
【解析】【解答】 解:(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉运动鞋,使其在水平做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,运动鞋受到的拉力和摩擦力是平衡力,运动鞋受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由甲图可知,弹簧测力计的示数为2.6N,则运动鞋受到的摩擦力为2.6N。
(3)乙图中运动鞋受到的摩擦力为3N,两图中压力相同,表明B接触面的粗糙程度比A大,由此判断B款更防滑,依据是:当压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
故答案为:(1)匀速直线;(2)2.6;(3)B;压力;大。【分析】 (1)弹簧测力计需在力的方向调零;
鞋子在水平面上进行匀速直线运动,根据二力平衡,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力大小相等;
(2)先观察弹簧测力计的分度值,再读数;
(3)根据所受摩擦力大小,比较哪款防滑垫好;压力相同,接触面的粗糙程度越粗糙,摩擦力越大。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉运动鞋,使其在水平面做匀速直线运动,表明运动鞋受到的拉力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,运动鞋受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由(1)可知,运动鞋受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,由甲图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为2.6N,则运动鞋受到的摩擦力为2.6N。
(3)[1][2][3]乙图中运动鞋受到的摩擦力为3N,两图中压力相同,表明B接触面的粗糙程度比A大,由此判断B款更防滑,判断依据是:当压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
27.【答案】(1)匀速直线
(2)压力大小;乙;丙
(3)错误
(4)2;2
(5)
【解析】【解答】(1)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块受平衡力的作用,由二力平衡知识可知,此时木块所受的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时应控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,故选择甲、乙两图进行实验。根据控制变量法可知探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,应控制压力大小不变,改变接触面粗糙程度,故选择乙、丙两图进行实验。
(3)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的。
(4)在甲探究过程中,小华正确操作,即水平拉物体做匀速直线运动时,测力计示数是 ,根据二力平衡的条件,拉力与摩擦力为一对平衡力,所以,摩擦力大小为 ;若拉力增大到 时,但影响滑动摩擦力的压力和接触面的粗糙程度均不改变,所以,摩擦力大小仍为 。
(5)因为木块做匀速直线运动,在水平方向上受拉力与摩擦力一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力水平向右,故摩擦力水平向左,如图所示:
【分析】(1)探究滑动摩擦力的影响因素时,拉动物体要匀速直线运动;
(2)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大, 物体受到的摩擦力越大;探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度的关系时,需要保持压力一定;
(3)探究滑动摩擦力和接触面积的关系时,需要保持压力一定;
(4)物体匀速直线运动时,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;拉力增大时,滑动摩擦力不变;
(5)物体受到的摩擦力和物体的相对运动方向相反。
28.【答案】(1)速度相同
(2)阻力;距离
(3)匀速直线;实验加推理;受到力的作用
【解析】【解答】(1)采用控制变量法,每次让小车从斜面上的同一位置由静止释放,目的是确保小车到达斜面底端时的初速度相同。
(2)在三种表面中,木板最光滑,小车受到的摩擦力最小,因此在木板上滑行的距离最长,速度减小最慢。通过对比同一小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出结论:在初速度相同的条件下,水平面越光滑(阻力越小),小车滑行得越远。
(3)若水平面绝对光滑(无阻力),小车将保持原有速度不变,永远做匀速直线运动。
该实验通过在不同粗糙程度的水平面上进行实验,并基于实验现象进行合理推理,得出“不受阻力时物体做匀速直线运动”的结论,因此采用了实验加科学推理的方法。
若物体的运动状态(速度大小或方向)发生改变,则必然受到力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。
【分析】1、探究阻力对物体运动的影响:试验仪器由小车、斜面,不同粗糙程度的水平面;试验方法:控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如阻力对物体运动的影响因素有:不同材料的水平面,速度,在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 不同材料的水平面对物体的速度影响时,需要小车速度相同,故 每次均让小车从斜面顶端(相同位置)由静止下滑 。
2、试验步骤:将小车放置在斜面相同位置静止下滑,观察小车在不同材料水平桌面的移动长度;据此可知,阻力越大,小车速度减小的越快,阻力越小,小车速度减小的越慢,据此可以推断阻力为0时,小车将做匀速直线运动。
(1) 由控制变量法,每次小车从斜面上的相同位置由静止开始下滑,目的是保证小车到达斜面底部的速度相同。
(2) [1][2]木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,通过比较同一小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,小车受到的阻力越小,运动得越远。
(3)[1]假设水平面光滑,小车不受任何阻力,则小车的运动速度不会减小,所以小车将在水平面上做匀速直线运动。
[2]该研究过程中,实验是在不同粗糙程度的水平面上进行的,得出小车在不受阻力时做匀速直线运动,结论是在实验的基础上,通过合理的推理得到的,所以采用了实验加推理的方法。
[3]如果物体的运动状态发生了改变(即速度大小或方向改变),那么一定是这个物体受到了力的作用,即力是改变物体运动状态的原因。
29.【答案】(1)速度
(2)做匀速直线运动;不能
(3)C
【解析】【解答】(1)为了使小车在粗糙程度不同的平面上以相同的初速度开始运动,实验时应控制小车从斜面的同一高度由静止滑下。这样可确保小车到达水平面时的初始速度相同。
(2)物体在水平面上运动的表面越光滑,受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越长。进一步推理可知,若物体不受阻力,其速度将不会减小,并保持匀速直线运动。
牛顿第一在上述推理基础上提出,其核心条件是物体不受外力作用。由于现实中无法实现完全不受力的环境,因此该定律无法通过实验直接验证,而是基于理想化推理得出的结论。
(3)
初始状态:货物与飞机一同以相同的水平速度匀速飞行(忽略空气阻力)。
惯性作用:当货物被释放后,由于惯性,仍保持与飞机相同的水平速度,因此始终位于飞机的正下方。
空间排列:先释放的货物下落时间更长,位置更低;后释放的货物依次位于上方。故三包货物在空中呈竖直排列,故C正确。
故选C。
【分析】1、探究阻力对物体运动的影响:试验仪器由小车、斜面,不同粗糙程度的水平面;试验方法:控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如阻力对物体运动的影响因素有:不同材料的水平面,速度,在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 不同材料的水平面对物体的速度影响时,需要小车速度相同,故 每次均让小车从斜面顶端(相同位置)由静止下滑 。
2、试验步骤:将小车放置在斜面相同位置静止下滑,观察小车在不同材料水平桌面的移动长度;据此可知,阻力越大,小车速度减小的越快,阻力越小,小车速度减小的越慢,据此可以推断阻力为0时,小车将做匀速直线运动。
3、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
(1)为了让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的速度,需要让小车从斜面的同一高度静止滑下。
(2)[1]物体运动的表面越光滑,物体在水平面上受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越长。由此推理,如果物体不受阻力,则它运动的速度将不会减小,它将做匀速直线运动。
[2]著名的牛顿第一定律,就是在此基础上总结出来的,这一定律的前提条件是物体不受力的作用,所以它不能由实验得出来。
(3)在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,三包货物在没有离开飞机前与飞机一起做匀速直线运动,当投下第一包货物时,由于货物具有惯性,要保持原来的运动速度向前运动。因为不计空气阻力,所以货物可以保持原来的运动速度(和飞机的运动速度一致)向前运动,在飞机的正下方。投下第二包货物同样要保持和飞机相同的速度向前运动,所以第二包货物在第一包货物的正上方;第三包货物与此同理。故在地面上的人看到三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是如图中的C图。
30.【答案】木块B移动的距离;转换法;不能;速度;当速度一定时,物体的质量越大,动能越大;超载;受到摩擦力的作用;受到的摩擦力大小不变
【解析】【解答】(1)小明通过观察木块B移动的距离来判断小球动能的大小,这种研究方法是转换法;
若水平面绝对光滑,木块保持匀速直线运动,故实验不能达到探究目的;
(2)甲、乙两图中,质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达水平面的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,可以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关。
(3)乙、丙两图中,质量不同两个钢球从同一斜面的同一高度由静止滑下,到达水平面的速度相同,木块移动的距离不同,可得出结论:当速度一定时,物体的质量越大,动能越大,故这个结论可用于解释汽车超载带来的危害。
(4)木块最终会停下来的主要原因是受到的摩擦力的作用,在此过程中压力和接触面的粗糙程度不变,故滑动摩擦大小不变。
【分析】(1)转换法:通过观察木块B移动的距离来判断小球动能的大小;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,将保持静止或匀速直线运动状态;
(2)(3)动能的大小与物体的质量和速度有关;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
31.【答案】(1)乙
(2)丁、戊
(3)浸没在同种液体中的同一物体,其所受的浮力与其所处的深度无关。
(4)橡皮泥排开的液体的体积不同
(5)D
【解析】【解答】(1)由图甲可知,物体的重力4.8N,则乙、丙、丁、戊四种情况中,物体所受的浮力分别为:
乙图
丙图
丁图
戊图
比较可得,在乙图中,物体所受的浮力最小。
(2)要浮力大小跟液体密度有关,则对比实验中,只有液体的密度不同,而其他条件相同。图丁、戊中,液体的密度不同,但是物体均浸没在液体中且浸没的深度相同,所以我们可以通过比较这两个图来得出浮力大小与液体密度的关系。
(3)图丙、丁两图中,物体均浸没在水中,则物体排开液体的密度、体积相同,只有所处的深度不同。由(1)可知,F丙=F浮丁,所以我们得出结论:浸没在同种液体中的同一物体,其所受的浮力与其所处的深度无关。
(4)要探究“浮力的大小与物体的形状是否有关”,应控制物体的排开的液体的密度、体积相同,只有物体的形状不同。如图己所示的实验中,左图中橡皮泥完全浸在水中,而右图中橡皮泥有一部分露出了水面,则两次实验中橡皮泥排开的液体的体积不同,所以我们无法得出“浮力的大小与物体的形状是关”的结论。
(5)物体从接触水面至完全浸没于水中的过程中,因排开水的体积越来越大,所以其所受的浮力越来越大,则弹簧测力计的示数将越来越小;待物体完全浸没后,物体排开液体的体积不再变化,即物体所受的浮力不再变化,所以弹簧测力计的示数也不再变化。由以上分析可知,弹簧测力计的示数会先变小,然后保持不变。如图庚所示的A、B、C、D四个图中,图D符合分析。
【分析】(1)根据物体的重力和物体进入液体中测力计的示数差,计算浮力大小;
(2)当物体排开液体的体积相同时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(3)液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力和深度无关;
(4)探究浮力大小和物体的形状的关系,要保持液体密度和排开体积相等,改变物体的形状;
(5)物体在逐渐进入液体中,受到浮力后,拉力变小,完全进入后,浮力不变,拉力不变。
32.【答案】(1)1
(2)c、d
(3)密度
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体的重力为
物体浸没在水中所受的浮力为
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比c、d。
(3)由图d、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
【分析】(1)根据物体的重力和进入液体中测力计示数差,计算浮力;
(2)探究浮力和深度的关系时,需要保持液体密度和排开液体的体积相同;
(3)当排开液体的体积相同时,可以探究浮力和液体密度的关系。
33.【答案】(1)形变程度(或凹陷程度);转换法
(2)当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显
(3)乙丙;受力面积
(4)错误
【解析】【解答】 (1)通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显;通过海绵的凹陷程度反映作用效果,是转换法;
(2)甲、乙两图,受力面积大小相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以可得当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)图乙和图丙,压力大小相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,压力作用效果不同,可得在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;用到了控制变量法;
(4)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
故答案为:(1)凹陷程度;转换法;(2)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;(3)乙、丙;受力面积;(4)错误。
【分析】 (1)压力作用效果用物体形变大小来反映,用到的是转换法;
(2)分析甲、乙,得出压力作用效果与压力大小的关系;
(3)分析比较压力相同受力面积的不同的图示;探究压力作用效果与受力面积的关系,需使压力大小相同,受力面积不同,用控制变量法;
(4)一个物理量受多个因素的影响,探究该物理量跟其中一个因素的关系时,必须控制其它因素不变。
34.【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
【分析】(1)物体由于带水测重力会引起误差;烧杯内有残留的水,会产生误差;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;
(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)根据,求出体积及浮力大小。
35.【答案】(1)二力平衡;匀速直线
(2)甲;乙、丙
(3)错误;未控制压力相同
(4)不需要
【解析】【解答】(1) 第1、 2空、 实验时,为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,此时滑动摩擦力与拉力大小相等。故1空填“二力平衡”,第2空填“匀速直线”;
(2) 第1空、 甲、乙、丙三次实验中,甲实验压力最小,接触面的粗糙程度最小,所以摩擦力最小。故该空填"甲";
第2空、 单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是压力相同,通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故乙、丙两次实验符合题意。故该空填"乙、丙";
(3)第1、 2空、要探究滑动摩擦力与接触面积大小之间的关系,需要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面积,而甲、丁两次实验未控制压力相同,故该结论是错误的。故1空填“错误”,第2空填“未控制压力相同”;
(4) 第1空、 小明设计的实验装置,木块A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,不需要长木板B做匀速直线运动。故该空填"不需要"。
【分析】(1)首先阐述了通过使物体做匀速直线运动来测量滑动摩擦力的原理,即利用二力平衡条件,让摩擦力与拉力相等来进行测量,这是实验的基本方法和依据。
(2)接着在比较不同实验时,根据压力和接触面粗糙程度的不同分析摩擦力大小,指出甲实验的特定情况以及乙、丙实验与实际现象的关联。
(3)然后在探究滑动摩擦力与接触面积关系时,强调了控制变量的重要性,指出甲、丁实验因未控制好压力这一变量而得出错误结论,强调了科学实验中控制变量法的关键作用。
(4)最后说明小明设计实验装置的优势在于不需要长木板做匀速直线运动就能测量摩擦力。
36.【答案】(1)1.4
(2)物体排开液体的体积
(3)越大
(4)不合理;将长方体竖挂在弹簧测力计下,使长方体浸入水中直至刻度线处,然后将长方体横挂在弹簧测力计下,使长方体浸入水中直至刻度线处,两次弹簧测力计的示数相同,说明浮力相同,所以浸没前,物体浸入水中的深度不一样,如果排开液体的体积相同,浮力相同,在浸没液体前,浮力与深度无关。
(5)200;1.2×103
(6)11
【解析】【解答】(1)由图甲a可知,物块受到的重力是4.8N,由图甲b可知物体受到的拉力为3.4N,物块所的浮力大小为:F浮1=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N;
(2)由图甲a、b、c所示实验可知在同种液体中,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大,说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)由图甲a、d、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度不同,可探究浮力大小与液体的密度的关系。盐水的密度较大,物体在盐水中,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到:其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(4)勤勤的结论是不合理的,
控制浸入水中体积相同,先将长方体竖挂在弹簧测力计下,使长方体浸入水中直至如图刻度线处,然后将长方体横挂在弹簧测力计下,使长方体浸入水中直至如图刻度线处,两次弹簧测力计的示数相同,说明浮力相同,所以浸没前,物体浸入水中的深度不一样,如果排开液体的体积相同,浮力相同,在浸没液体前,浮力与深度无关。
(5)由图甲a和d得到物块受到的浮力:F浮2=G-Fd=4.8N-2.8N=2N,
物块的体积为:;
由图甲a和e得到物块受到的浮力:F浮3=G-Fe=4.8N-2.4N=2.4N
物块排开盐水的体积等于物块的体积,盐水的密度:;
(6)设吸管长度为h,底面积为S,密度计重力为G,将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,酒精的密度为0.8g/cm3,即0.8×103kg/m3,
密度计漂浮在酒精中,根据浮沉条件可知,浮力等于重力,即F浮酒精=G;
结合阿基米德原理得:ρ酒精gV排酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×(h-6×10-2m)×S=G ①,
将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,密度计漂浮在水中,根据浮沉条件可知,浮力等于重力,即F浮水=G,
结合阿基米德原理得:ρ水gV排水=1×103kg/m3×10N/kg×(h-8×10-2m)×S=G ②,
由①②可得长度为:h=0.16m,
该密度计上对应密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L',
则ρ水gV排水=1×103kg/m3×10N/kg×(h-8×10-2m)×S=ρ液体g(h-L'),
解得:L'=0.11m=11cm。
【分析】(1)根据称重法F浮=G-F计算浮力大小;
(2)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(3)根据称重法比较弹簧测力计的示数从而比较浮力的大小;
(4)浸没前,物体浸入水中的深度不一样,如果排开液体的体积相同,浮力相同,在浸没液体前,浮力与深度无关;
(5)由图甲a和d得到物块受到的浮力,根据阿基米德原理可得排开液体的体积;由图甲a和e得到物块受到的浮力,根据阿基米德原理可得排开液体的密度;
(6)根据密度计所受浮力不变,可以求得刻度线到密度计顶端的距离。
37.【答案】(1)竖直
(2)排开液体的体积
(3)3.2;1.5g/cm3
(4)>;橡皮泥排开水的体积
(5)1.5;2.5
【解析】【解答】(1)由于需要测竖直方向的拉力,所以应将弹簧测力计置于竖直方向;
(2) 比较实验甲、丙、丁,当物体均浸没在酒精和水中时,弹簧测力计示数不同,说明浸没在液体中的物体受到的浮力的大小跟 液体密度有关;
(3)第1空,浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数,即F浮=G-F示=6N-2.8N=3.2N;第2空,由F浮=ρ液gV排,可得,因为物体浸没在酒精中,所以V物=V排=3.2×10-4m3,物体质量,再由;
(4)①第一次,橡皮泥漂浮在水面,F浮=G,第二次,橡皮泥下沉,F浮<G,所以第一次受到的浮力小于第二次所受到的浮力;② 两次橡皮泥形状不同同时,排开水的体积也不同;
(5)第1空,①当小筒漂浮在水面,所受浮力为F浮=ρ水gV排,V排=Sh1(h1=10cm);
②当她向小筒中倒入未知液体后,小筒的25cm刻度线与大桶水面再次相平, 此时,小筒所受浮力F浮'=ρ水gV排',V排'=Sh2(h2=25cm);
③G液=mg=ρ液gV液=ρ液gSh3(h3=10cm);
④因为小筒注入液体前后均漂浮,所以F浮=G筒,F浮'=G筒+G液;所以,F浮'-F浮=G筒+G液-G筒,即ρ水gV排'-ρ水gV排=G液;
ρ水gSh2-ρ水gSh1=ρ液gSh3,可得;
第2空,V排'=Sh2=10cm2×25cm=250cm3=2.5×10-4m3,F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N。
【分析】(1)弹簧测力计测力时,应让弹簧测力计弹簧的轴线和所测力在一条直线上;
(2)根据实验过程物体浸没在不同液体中,排开液体体积相同,由控制变量法分析判断;
(3)根据F浮=G-F示,可计算物体在酒精中的浮力,再利用F浮=ρ液gV排,计算出物体排开酒精的体积即物体的体积,再带入密度计算公式计算出结果;
(4)利用浮沉条件:物体漂浮时,F浮=G物,物体下沉时,F浮<G物;实验中需要控制浸入液体体积不变;
(5)液体注入小筒前后,小筒所受浮力之差等于注入的液体的重力,根据这个关系,利用小筒浸入液体的深度和液体的深度,列出等式,带入条件即可得到结论。
38.【答案】(1)平衡;左;便于测量力臂
(2)1.5
(3)<
(4)>
(5)5;2.25
【解析】【解答】(1)①如图甲所示,杠杆静止时,则杠杆处于平衡状态。
②根据甲图可知,杠杆的左端上翘,则左端轻右端重,则应将平衡螺母向左调节。
③当杠杆在水平位置平衡后,力的作用点到支点之间的长度就是力臂,通过上面的刻度就能直接读取出来,因此杠杆在水平位置平衡时,能方便测量出力臂的大小。
(2)设杠杆上每一小格长为l,则力F1的力臂为3l,F2的力臂为2l,根
据杠杆的平衡条件得到:;
解得:F2=1.5N。
(3)根据图片可知,将测力计绕C点从a位置变到b位置时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力逐渐增大,即;
(4)根据丁图可知,GA、GB的力臂lA<lB,则根据杠杆的平衡条件可得,胡萝卜的重力;
(5)①木棒的粗细和密度一致,则它的重心在中点,即距离A端40cm处。
根据杠杆平衡条件得到:;
;
解得:lOA=5cm;
②设物体的质量为m',已知螺母质量m螺母=150g,因为未放置螺母和被称量的物体时,杠杆已经平衡,故称量物体质量时,不需考虑小盘的质量、圆木棒的质量对称量的影响,
如图己所示可知,,
由杠杆的平衡条件可得:;
即。
【分析】 (1)①杠杆的平衡状态包括静止或匀速转动状态;
②平衡螺母总是向较轻的一侧调节;
③根据力臂的读取方法解答;
(2)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2计算弹簧测力计的示数;
(3)根据图片分析动力臂的长度变化,根据杠杆的平衡条件分析拉力的大小变化即可;
(4)比较两部分萝卜的力臂大小,然后根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析;
(5)①均匀木棒重力的作用点位于几何中心处,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出OA长;
②用该杆秤称某物体的质量时,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出该物体的质量。
(1)[1]杠杆的平衡状态包含静止或匀速转动,如图甲所示,杠杆静止,处于平衡状态。
[2]实验前调节杠杆到水平位置平衡时,可根据“左高左调,右高右调”的调节方法调节,图甲中杠杆右端下沉,左端上翘,故若要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节。
[3]杠杆在水平位置平衡后,实验时力的作用点到支点之间的刻度差就是其力臂大小,因此杠杆在水平位置平衡时,能方便测量出力臂的大小。
(2)作用在A点的力F1=2G钩码=2×0.5N=1N
设杠杆上每一小格长为l,则杠杆在水平位置平衡时,力F1的力臂为3l,作用在B点的力F2的力臂为2l,根据杠杆的平衡条件可知,有
解得F2=1.5N
(3)根据杠杆的平衡条件分析,将测力计绕C点从a位置变到b位置,钩码的重力不变,其阻力臂不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,而动力臂在从a到b的过程逐渐减小,根据杠杆的平衡条件可知,动力逐渐增大,即
(4)由图丁可知,GA、GB的力臂lA、lB的大小关系为lA<lB,则根据杠杆的平衡条件可得,
(5)[1]因为木棒质量均匀分布,木棒AB长度为80cm,其重心在中点,即距离A端40cm处。
根据杠杆平衡条件可得
即
解得lOA=5cm
[2]设物体的质量为m',已知螺母质量m螺母=150g,因为未放置螺母和被称量的物体时,杠杆已经平衡,故称量物体质量时,不需考虑小盘的质量、圆木棒的质量对称量的影响,所以由杠杆的平衡条件可得
如图己所示,可知
则
39.【答案】(1)0.1
(2)0
(3)=
(4)相等
(5)2.2;大于
【解析】【解答】(1)根据图片可知,1N里面有10个小格,每小格代表:1N÷10=0.1N,则所选弹簧测力计的分度值为0.1N。
(2)由于弹簧测力计静止,处于平衡状态,因此在竖直方向受到平衡力的作用,合力为0N。
(3)由于物体间力的作用是相互的,B对A有力的作用的同时,A对B也有力的作用,这两个力符合作用力与反作用力的 要求,因此这两个力是一对相互作用力,大小相等,即F1=F2。
(4)每只手的拉力均相同,故两次实验手对A的拉力相等;由于A处于静止状态,水平方向上受到的是平衡力作用,即手 对A的拉力大小等于B对A的拉力大小,故两次实验B对A的拉力大小相等。根据物体间力的作用是相互的可知,A对B的 拉力大小等于B对A的拉力大小,则A对B的拉力大小相等,即在两次实验中弹簧测力计B的示数相等。
(5)①图乙中,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为2.2N,由于木块处于平衡状态,所受拉力与摩擦力为一对平衡力, 因此,木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2.2N;
②由于木板和木块之间,木板和桌面之间都存在摩擦力,因此此时木板右端受到的拉力F应大于弹簧测力计的示数。
【分析】 (1)根据图片确定测力计的量程和分度值;
(2)物体处于平衡状态时受到的合力为0N;
(3)根据相互作用力的特点分析;
(4)根据相互作用力的特点和平衡力的特点分析两次实验中弹簧测力计B的示数;
(5)①根据图片读出测力计的示数,根据平衡力的知识计算木块受到的摩擦力;
②注意地面也会对木板施加摩擦力。
40.【答案】重力势能;水泥样品断裂时所承受的撞击次数;有关;牢固;能;在水泥中掺入C纤维材料,水泥样品断裂时所承受的撞击次数最多,说明该水泥路面最牢固;增加铁锤下落时的高度或增加铁锤质量
【解析】【解答】(1)铁锤下落过程中,重力势能转化为动能。实验通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数反映水泥样品的牢固程度。
(2)比较实验序号1、2的两组数据,其他情况相同,但第一次实验不参入纤维,第二次实验参入纤维,第二次承受的撞击次数多,可知水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维有关。
(3)比较序号2、3、4三组数据,其他条件相同时,随着参入纤维的量增加,水泥样品承受的撞击次数多随之增加。说明掺入适量纤维时,掺入纤维材料越多,水泥路面越牢固。
(4)比较序号2、5、6的三组数据,其他条件相同时掺入纤维的种类不同,水泥样品承受的撞击次数不同;掺入C纤维时,水泥样品承受的撞击次数最多。所以能说明,在水泥中掺入等量C纤维材料水泥路面最牢固。
(5)可增加铁锤下落时的高度或增加铁锤质量,以增大撞击水泥样品时的动能。
【分析】(1)根据机械能转化分析;实验中通过比较样品断裂时所承受的撞击次数来判断样品的牢固程度;
(2)实验中水泥样品厚度、水泥样品面积和铁锤高度高度相同,因水泥样品的牢固程度可能与否掺入纤维、与纤维掺入量有关、与纤维材料的种类有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,分析相关实验找出相同量和不同量,得出与变化量的关系;
(3)要减少撞击次数,可增大重锤的重力势能,根据影响重力势能的因素分析即可。
41.【答案】;物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或);将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水;变小;变大;=;B
【解析】【解答】(1)实验步骤如图(a)所示,甲中的弹簧测力计的示数即为物体的重力大小,则物体受到的浮力:。故该空填“ ”;
(2)根据表格数据可知,物体a、b的实验数据可知:
F浮1=0.5N,G排1=0.5N;
F浮2=0.6N,G排2=0.6N;
小李得出的结论是:物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力。故该空填“ 物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或) ”;
(3) 小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,则实验操作中造成这种结果的原因:将物体c浸入水中之前,若溢水杯中没有装满水。故该空填“ 将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水 ”;
(4) ①逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法测浮力:F浮=G-F',可知弹簧测力计A的示数逐渐变小。故该空填“ 变小 ”;
而重物排开水的体积越大时,薄塑料杯内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数逐渐变大。故该空填“ 变大 ”;
②薄塑料杯的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即它们的大小关系是:。故该空填“=”;
(5)A.由称重法测浮力可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B.薄塑料杯不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系。故B正确。
故该空填“ B ”。
【分析】 (1)根据称重法求出物体受到的浮力;
(2)分析比较表中的浮力与排开水的重力关系得出结论;
(3)在实验中,排除测量误差因素的影响,从溢出水的体积小于排开水的体积考虑;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计A的示数变化;重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系;
(5)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
42.【答案】(1)薄;不是
(2)增大;密度
(3)1×108;1×108
(4)变大
【解析】【解答】(1) 第1空、 在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。故该空填” 薄 “;
第2空、 U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,一端开口,所以不是连通器。故该空填” 不是 “;
(2) 第1空、 比较图乙、丙两次实验,两容器中的液体密度相同、金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,由此可知:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。故该空填” 增大 “;
第2空、 比较乙,丁两次实验,金属盒在两种不同液体中的深度相同,U形管中液面高度差不同,由此可知:液体内部压强与液体密度有关。故该空填” 密度 “;
(3) 第1空、 奋斗者”号深潜到10000m深处时, 受到海水产生的压强为
海水 。故该空填” 1×108 “;
第2空、 由 可得,每平方米外壁要承受到的海水压力为
。故该空填” 1×108 “;
(4) 第1空、 图乙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后 (液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大,容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由 知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以橡皮膜的压强变大。故该空填” 变大 “。
【分析】强调了在实验中橡皮膜薄的好处是能使测量更灵敏,以及通过压强计的结构特点判断其不是连通器。通过对比不同实验情况,根据控制变量法,得出液体压强与深度和液体密度的关系。利用液体压强公式计算特定深度下海水产生的压强和每平方米外壁承受的压力。通过分析加入清水混合后对容器底部压强的各个影响因素,得出压强变化情况,在分析过程中考虑了液体密度变化和深度变化对压强的综合影响。
43.【答案】(1)右;便于测量力臂
(2)4;左;F1L1=F2L2
(3)大于
【解析】【解答】(1)①根据甲图可知,杠杆的左端下沉,那么杠杆的右端重,左端轻,因此平衡螺母应该向右调节;
②使杠杆在水平位置平衡,调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于测量力臂;
(2)①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:2G×2L=nG×1L,解得:n=4;
②再在A、B两处各加挂一个钩码,左边:3G×2L=6GL;右边:5G×1L=5GL;
比较可知,左端乘积大,则杠杆左端下沉;
③杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2。
(3)当测力计斜向下拉时,动力臂减小,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,测力计的示数将大于1N。
【分析】(1)①平衡螺母总是向轻的那端调节;
②当杠杆在水平位置平衡时,钩码产生的拉力竖直向下,那么悬挂点到支点之间杠杆的长度就是力臂,通过刻度可直接读出来;
(2)①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算;
②比较力和力臂的乘积大小,从而确定杠杆的平衡状态;
(3)根据动力臂的长度变化确定拉力的大小变化。
44.【答案】(1)右
(2)为了直接从杠杆上读出力臂
(3)4
(4)变小;变大
【解析】【解答】(1)根据哪边高往哪边调,右边高,所以向右边调。
(2)在水平位置平衡,是为了便于直接测量力臂。
(3)根据杠杆的平衡条件,F1L1=F2L2,4×3=3×n,所以n=4个。
(4)从C移到D,拉力的力臂变大,所以拉力变小。
故答案为:右; 为了直接从杠杆上读出力臂;变小;变大
【分析】(1)根据杠杆平衡,哪边高往哪边调。
(2)在水平位置平衡,因为重力是竖直向下的,与水平位置是垂直的,是为了便于直接测量力臂。
(3)杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。
(4)根据杠杆的平衡条件,力臂的变化导致力的变化。
45.【答案】(1)方便测量力臂
(2)大于;竖直向上
(3)大于;右;
【解析】【解答】(1)力臂是支点到力的作用线距离,调节杠杆OD在水平位置平衡,那么可以在杠杆上测量力臂,比较方便。
(2)从图中可以看到,当向左移动矿泉水瓶的悬挂点,这个力臂 变大,矿泉水自身的重力 大小不变,力臂 大小不变,设轻质杠杆BC对轻质杠杆OD向上的力是 ,这个向左移动的过程中,O点和C点位置保持不变,轻质杠杆OD和BC垂直固定在一起,杠杆还是处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知
则轻质杠杆BC对轻质杠杆OD向上的力 在变大,力的作用是相互的,那么轻质杠杆OD对轻质杠杆BC的力也在变大,根据二力平衡可知,轻质杠杆OD对轻质杠杆BC的力,和电子秤对轻质杠杆BC的力,是一对平衡力,这两个力大小相等,则电子秤对轻质杠杆BC的力在变大,力的作用是相互的,轻质杠杆BC对电子秤的力也在变大,电子秤的示数应该变大,即电子秤的示数大于m;这时可以在A点沿竖直向上方向施加一个适当的力,对轻质杠杆BC受力分析,它受到在A点沿竖直向上方向的力,电子秤对它竖直向上的力,轻质杠杆OD对轻质杠杆BC竖直向下的力,这三个力相互平衡,电子秤对它竖直向上的力比原来的要小,力的作用是相互的,它对电子秤的力会变小,即电子秤的示数变小,能恢复为m。
(3)此时电子秤的示数大于m,说明了电子秤受到的压力变大,轻质杠杆BC对轻质杠杆OD向上的力 在变大,杠杆还是处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知
力臂 和力臂 大小不变,这时 较大,则 比 要大,即 比 要大,这两个矿泉水瓶是相同的,都装满水和液体,则这些水的体积和液体的体积相等,即 ,根据密度公式 可知, ,待测液体的密度大于水的密度。
因为这时电子秤的示数大于m, 比 要大,要使电子秤的示数仍为m,即电子秤的示数变小, 应该变小,根据杠杆的平衡条件可知
、 不变, 需要变小,那么需要 变小,从图中可以看到,应该向右移动悬挂点的位置。
由上述可知,将一个质量不计的矿泉水瓶装满水,用细线将矿泉水悬挂在杠杆的D点上,记录此时电子秤的示数为m,测量悬挂点D到O的距离为l1,根据杠杆的平衡条件可知
将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体,用细线将矿泉水瓶悬挂在D点,向右移动悬挂点的位置,且到电子秤的示数仍为m,测量此时悬挂点到O的距离为l2,根据杠杆的平衡条件可知
联立上面两条式子,可得
式子展开可得
这两个矿泉水瓶是相同的,都装满水和液体,它们体积相等, ,化简可得
待测液体密度的表达式为 。
【分析】(1)调节杠杆平衡,使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂的大小;
(2)杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大;
(3)杠杆处于平衡状态,结合动力、动力臂、阻力、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分析求解质量,进而求解密度的关系。
46.【答案】(1)匀速
(2)0.6J;90.9%
(3)物体的重力
(4)D
(5)低
(6)大于
【解析】【解答】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升。
(2)由表中数据可得,第3次的总功为:W总=Fs=2.2N×0.3m=0.66J,
第三次的有用功为:W有=Gh=6N×0.1m=0.6J;
第3次实验中滑轮组的机械效率为:
(3)纵向分析数据可得结论:用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
(4)根据“用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高”可知,若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%,物体的重力应该大于6N,故D符合题意,ABC不合题意;
故选D;
(5)根据图丁可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
(6)根据图丁可知,当动滑轮重为10N时,滑轮组的机械效率为80%;
忽略摩擦和绳子重力,根据滑轮组的机械效率得到:;解得:G=40N;但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,
若提升相同高度,则物体的重力会大于40N。
【分析】(1)在实验过程中,应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,受到平衡力的作用,测力计示数才等于拉力大小;
(2)根据W总=Fs计算总功,根据W有=Gh计算有用功,根据计算第3次实验中滑轮组的机械效率;
(3)根据表格数据分析影响机械效率高低的影响因素;
(4)根据(3)得出的结论分析解答;
(5)根据图丁分析机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论;
(6)若忽略绳重和摩擦,根据即可求出被提升物体所受的重力,再从考虑摩擦的角度分析即可。
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