内容正文:
中考复习《新情景实验》专题
运用控制变量法进行实验探究
1.一次课堂上老师展示了小朋友荡秋千的图片,同时提出了一个问题:秋千摆动一次的时间与哪些因素有关呢?同学们做出猜想:
猜想一:可能与小朋友的质量有关;
猜想二:可能与摆动的幅度有关;
猜想三:可能与绳长有关。
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示装置,用细线系着小球模拟秋千进行实
验,得到了下表中的数据。
实验次数 小球质量m/g 摆长L/m 摆动的幅度s/m 小球摆动往返10次所用时间t/s
1 20 0.8 0.10 18.0
2 20 1.0 0.14 20.0
3 20 1.2 0.10 22.0
4 30 1.0 0.14 20.0
5 30 1.0 0.10 20.0
(1)实验序号2、4的数据可以验证猜想 ,结论是
。
(2)初中物理在探究 时也用到了本实验的研究方法。
一
在其他条件一定时秋千摆动一次的时间与小朋友的质量无关
电流与电压(或电阻)的关系
2.汽车在行驶过程中,急刹车后,要滑行一段距离才能停下来。汽车滑行的距离究竟与哪些因素有关呢?小梦所在学习小组的同学们设计了如图所示的实验:将小车分别放在同一光滑斜面的不同高度处,让它由静止开始滑下,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上的滑行距离s,测量结果记录在下表中。请你参与小组探究中,一起完成下列问题。
实验次数 接触面 h/cm s/cm
1 木板 4 20
2 木板 6 25
3 木板 8 30
4 棉布 4 12
5 棉布 6 18
6 毛巾 4 8
(1)实验中将小车分别放在同一光滑斜面的不同高
度处,让它由静止开始滑下的目的是
。
(2)分析表格中的实验数据,可知汽车滑行的距离
与车速 (选填“有关”或“无关”),与
路面的 有关。
(3)利用此装置模拟研究汽车超速带来的安全隐患
时,你的做法是 。
使小车到达水平面时的速度不同
有关
粗糙程度
让同一小车从斜面的不同高度处由静止滑下,观察小车滑行的距离
3.小明和同学打乒乓球时,注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下,落地点时远时近。小明思考:运动着的小球从桌上滚落后,小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢?他的猜想如下:
猜想一:小球的落地点到球台的水平距离s可能与小球离开
桌面的速度大小有关。
猜想二:小球的落地点到球台的水平距离s可能与桌子高度H有关。
然后,小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图
所示的装置,并进行了实验,得到了部分数据如表。
同一钢球,H=1.2 m
实验次数 钢球高度h/m 落地点到桌子的水平距离s/m
1 0.1 0.65
2 0.2 0.96
3 0.3 1.16
(1)在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下,其目的是
。
(2)分析表中数据你可得到的结论是:
。
使钢球到达桌面的速度不同
在钢球的质量和桌子高度相同
时,钢球离开桌面的速度越大,落地时的水平距离越大
技巧点拨 在研究物理问题时,某一物理量受两个或两个以上物理量(因素)影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,需要控制其他的量不变,改变某一个量,比较所研究的物理量与该量之间的关系,叫做控制变量法。用控制变量法得出结论的一般模式为“在……一定(相同)时,……与……有关(成正比)”。
4.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关。
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验。如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,将铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿陷入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
1 20 20 1.9
2 20 30 2.9
3 20 40 3.8
4 30 20 2.9
5 40 20 4.1
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小,物理中这种研究问题的方法叫做 。
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析,可得出的结论是: 。
(3)为了验证猜想二,需选择的是表中 (填实验序号)三组的实验数据进行分析。
桌腿陷入沙子的深度
转换法
1、4、5
在高度相同时,物体质量越大,重力势能就越大
1、2、3
5.小梦乘坐竖直升降电梯从一楼到六楼,刚上升时有一种向下沉的感觉,快到六楼时却有一种向上飘的感觉。小梦猜想这种感觉应该与人对电梯地板的压力大小有关。于是小梦把压力传感器放在电梯地板上,将一物体放在压力传感器上,探究电梯上升过程中压力传感器示数变化,每隔1 s记录一次数据,记录数据如下表所示:
时间t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
压力F/N 10.0 11.5 11.0 10.5 10.0 10.0 10.0 10.0 9.5 9.0 8.5 10.0
时间t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
压力F/N 10.0 11.5 11.0 10.5 10.0 10.0 10.0 10.0 9.5 9.0 8.5 10.0
(1)根据上表数据,请在图中绘制出电梯整个上升过程中压力传感器示数F随时间t
变化的图象。
(2)分析图象可知物体的重力为 N,由图象还可以获取的
信息有____________________________________
(写出一条即可)。
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在0~1 s,地板对物体向上的支持力大于重力,即
电梯做加速运动
技巧点拨 (1)分析、处理实验数据可分为两种情况:①运用控制变量法对比实验数据,找出不同实验次数中的某些量相同,而只改变一个量造成的所研究的物理量的变化情况,进而得出结论;②分析同次实验数据及各次实验数据的对比从而得出某种物理规律。(2)根据实验数据绘制图形的关键是制定符合条件的坐标系,然后找出由横坐标和纵坐标确定的对应点,连线得到图形。
6.小明看到医生在给病人输液时,手指轻弹输液管,有气泡向上运动,但他发现气泡在不同位置上升的快慢是不同的,气泡上升的速度与哪些因素有关呢?为了探究气泡运动速度与倾斜角的关系,小明使用如图甲所示的装置进行实验,测出玻璃管在不同倾斜角下气泡运动的速度,情况如下表:
自来水液柱长度:30 cm 气泡长度:4.1 mm
夹角θ/度 85 75 65 55 45 35 25 15 5 0
运动时间t/s 32.3 20.0 15.3 12.5 11.6 11.8 12.5 14.5 19.5 25
平均速度(cm/s-1) 0.93 1.50 1.96 2.40 2.59 2.54 2.40 2.07 1.54
(1)当θ角为0度时,气泡运动的平均速度是 m/s。
(2)请根据记录的数据在如图乙中先描点,再用平滑的曲线画出速度随倾斜角θ变化的图象。
0.012
(3)分析表格中的数据或自己描画的曲线图可得结论:随倾斜角θ的减小,气泡运动速度是 。
先变大后变小
7.建筑节能保温,材料的选择是关键。小明选择钟表、烧杯、冷水、热水、温度计,还有用塑料、纸、泡沫制成相同带盖子的杯子,探究不同材料的隔热性能。
步骤1:在塑料杯盖上扎个小洞,向杯中倒入半杯冷水。
步骤2:将杯盖盖好,在盖子的小洞中插一支温度计,将塑料杯放入烧杯中,再在烧杯中加入热水至塑料杯盖下方约1 cm(如图所示),观察并记录水温上升5 ℃所用的时间。
步骤3:选择另外两个杯子重复上述步骤进行实验。
(1)实验装置中,杯子可以代表建筑物的墙壁, 可代表外界大气,实验通过 反映材料隔热性能的优劣。
(2)请你设计一个记录实验数据的表格。
杯中冷水的温度上升5 ℃所用的时间
热水
材料 冷水温度上升5 ℃所用的时间/min 隔热性能
塑料
纸
泡沫
(3)分析实验方案,请你提出改进建议:
。
应控制冷水的初温相同,
倒入杯中冷水的质量相同,温度计的玻璃泡不要碰容器底等
技巧点拨 (1)隔热性能是物体的一个性质,难于直接测量,应运用 转换 法设计实验方案,运用该物理研究方法仔细分析实验方案。(2)设计表格时第一行一般为记录的项目,一般还需要增加三行即具体测量量或计算量的记录,其目的是多次实验取平均值减小误差或多次实验寻找普遍规律。(3)对实验方案、过程中的评估,一是考虑是否控制了影响物理量的因素,从而是否影响最终的测量结果;二是实验仪器的正确使用。
8.微信朋友圈都在传播一则“用水果电池给手机充电”的视频,为了验证视频所述的真假,小明决定探究“水果电池的电压与哪些因素有关”。首先他对影响因素做了如下猜想:
猜想一:水果电池的电压与水果的种类有关。
猜想二:水果电池的电压与插入水果的金属材料有关。
猜想三:水果电池的电压与插入水果的金属之间的距离有关。
接着他买了柠檬、橘子、苹果、梨、菠萝、橙子、猕猴桃等水果,又找到了铁钉、粗铜丝、铝片、电压表和一些导线。他在探究猜想一、二时进行了正确操作实验,数据如下表所示。为了探究猜想三,他从收集到的器材中选择了菠萝、铁钉、电压表和导线进行了探究,请你解答下列问题。
实验次数 水果种类 插入水果的金属材料 金属之间的距离s/cm 电压U/V
1 苹果 铁钉 0.5 0.2
2 粗铜丝 0.5 0.3
3 粗铜丝 1.0 0.4
4 菠萝 铁钉 0.5 0.24
5 粗铜丝 0.5 0.34
6 粗铜丝 1.0 0.44
7 橘子 铁钉 0.5 0.32
8 粗铜丝 0.5 0.42
9 粗铜丝 1.0 0.62
(1)根据表中的实验数据,写出一条实验结论:
。
(2)探究猜想三时,他还应从收集到的器材中选择 ,才能完成实验。
同种水果电池的电压
和插入水果的金属材料有关。(插入水果的金属材料一定时,水果电池
的电压和水果的种类有关)
粗铜丝(或铝片)
(3)用电压表判断水果电池正负极的方法
。
(4)由以上实验数据可知给手机充电时,需要将多个水果电池 接入电路。
电压表指针正常偏转时,
与正接线柱相连的金属是水果电池的正极;电压表指针反向偏转时,与
负接线柱相连的金属是水果电池的正极
串联
学无止境,希望同学们继续努力!
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