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八年级物理下册期末复习实验专题

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八年级物理下册期末复习实验专题

1.小明在练习使用弹簧测力计,如图甲所示

(1)小明在甲图中使用的问题是 。

(2)他将测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,测力计的指针位置如图乙所示。此测力计的量程是0~ N.若此时他将一个3N重的物体悬挂于挂钩上,静止后,测力计的示数应 3N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)在老师的指导下,小帆调整好了测力计,将某物体悬挂好,物体静止后,指针指在如图丙所示的位置,此时物体的重力G= N。

2.某校物理实验兴趣小组的几位同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了如下的实验探究:第一组:探究“物体重力的大小跟物体形状的关系”,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表一所示。 表一 被测物体 形状 重力 4.8N 橡皮泥 正方形 4.2N 圆形 3.6N 三角形

分析上述的实验数据,第一组的同学得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。请你对此实验过程与实验结论作出评价。 (1)评价:

结论是否正确: 原因: 第二组:探究“物体的重力的大小跟物体的质量的关系”,图1就是实验装置,实验过程中他将实验数据记录在设计的表二中。 表二 1 2 3 4 5 钩码的个数 ﹣5 10 15 20 25 钩码的质量(m/102kg) 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 弹簧测力计的读数(N) (2)请你在方格纸中作出关于重力G(竖轴)与质量m(横轴)的关系图象图2。

(3)分析实验数据可以得出的结论:

3.如图所示,使一薄钢尺的下端固定。现分别用不同的力去推它,使其发生(a)(b)(c)(d)各图中所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么:

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(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关的是图 和图 ; (2)能说明力的作用效果跟力的方向有关的是图 和图 ; (3)能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是图 和图 。 (4)本实验用到的实验方法是 法。

4.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车从同一斜面的相同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)根据实验结果可以得出,平面越光滑,小车运动路程越长,木块受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。

(2)进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动。 (3)下列实验中用到以上研究方法的是 。 A.用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质 B.用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布

C.用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小 D.探究液体蒸发快慢与什么因素有关

(4)另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面,你建议他们怎样改进? 。

(5)如果在此实验所给器材基础上,添加一个木块,运用这些器材可探究的是 。 A.物体动能大小与质量是否有关 B.物体动能大小与速度是否有关 C.A、B都可以探究

D.A、B都不可以探究。

5.在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。

(1)实验时固定斜面,让小车从斜面上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 (选填“相同”或“不相同”);

(2)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越 ,在水平面上运动的距离越 ,速度减小得越 ;

(3)如果水平面绝对光滑,小车不受阻力作用,则小车将做 运动;

(4)如果小车从斜面上滑行到棉布表面上时,小车受到的重力突然消失,则小车将 A.立即停止运动 B.做减速直线运动直至停止 C.做匀速直线运动

6.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:

(1)小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小

(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究

(3)为了验证具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,小华下一步的操作是: (4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的

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实验优于小明的实验,其主要原因是

A.减少摩擦力对实验结果的影响 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.小卡片容易扭转

(5)利用图丙装置能否探究二力平衡的条件,并说明理由: 7.图1是瑞瑞同学探究二力平衡条件时的实验装置。

(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码(实验中每个钩码的质量相同),使作用在小卡片上两个拉力的方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小。

(2)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究作用在同一物体上、 的两个大小相等、方向相反的力能否平衡。

(3)在图1所示情况下,再将小卡片剪成两半,是为了验证是否只有作用在 的两个力才能平衡。 (4)知道二力平衡的条件后,瑞瑞同学按如图2甲所示做了另一个实验,使放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,测出F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图2乙所示。由图象可知,当t=1s时,物体处于 状态;当t=5s时,物体受到的摩擦力为 N,物体做 运动。

8.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。

(1)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做 运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为 N。

(2)比较甲、乙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与 有关;比较 两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。

(3)实验现象说明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重 (选填“大”或“小”)的。同学参加比赛,同时在比赛中选用图丁中 (选填“(a)”、“(b)”或“(c)”)类型的鞋。

9.学校运动会要举行拔河比赛,某班体育委员为如何挑选队员而发愁,请你通过下列物理实验帮他解决这个问题。

【理论分析】拔河比赛过程中,甲队对乙队的拉力 乙队对甲队的拉力。假如甲队获胜,则甲队与地面间的摩擦力 乙队与地面间的摩擦力。(均填“大于”“小于”或“等于”)

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【实验名称】探究影响滑动摩擦力大小的因素。

【实验器材】木板、玻璃板、钩码、木块、弹簧测力计。 【实验过程】

(1)实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做匀速直线运动,这样做可以根据 的知识得出摩擦力的大小。

(2)通过比较图甲和乙两图实验说明:在压力相同、接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 (填“有关”或¨无关”);通过比较甲、丙两图实验说明:在接触面粗糙程度相同时,滑

动摩擦力的大小与 有关;通过比较甲、丁两图实验说明:在压力相同时,滑动摩擦力的大小与 有关。

【实验结论】实验现象说明,挑选队员时,在班上挑选体重 (填“大”或“小”)的同学参加比赛赢的可能性较大。

10.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。

(1)开始实验时,该同学用较小的力拉木块,木块没动,此时摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力;该同学要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 运动;

(2)按甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 有关。由甲、丙两图实验可得出的结论是 。

(3)此实验的不足之处是很难保证木块做这样的运动,若在图甲中木块运动时速度突然变大,滑动摩擦力将 。

11.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。 (1)本实验的科学探究方法是: ;

(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论: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;

(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 (选填“正确”或“不正确”)

(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了: 来减少压力作用的效果;压路机的碾子很重,这是利用了: 来增加压力作用的效果。

12.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。

(1)小亮是通过观察 来探究压力的作用效果的。 (2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制 不变。从该实验中得出的结论是 ,压力的作用效果越明显。

(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是: ,然后将两瓶矿泉水正立在海绵上。

(4)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬纸代替海绵,原因是硬纸板

的 。 13.如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验,除②图杯中装的浓盐水外,其余杯里装的都是水。

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(1)压强计是通过 U 形管中液面的 来反映被测压强大小的;使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果 U 形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”); (2)比较②③两次实验,可以得出的结论是:液体内部压强大小跟液体 有关,当 相同时, 越大,液体压强越大;

(3)比较 三次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系,可以得出的结论是: ; (4)比较①③④三次实验,可以得出的结论是: 。 14.某实验小组进行了如下探究:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲),然后倒插在水银槽中(如图乙)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm(如图丙)。

(1)此时大气压强的数值 760mm水银柱产生的压强(填“大于”、“小于”或“等于”);

(2)将图丙中玻璃管竖直向上提起1cm,管口仍在水银槽的水银面以下,稳定后管内外水银面的高度差为 mm;

(3)将玻璃管倾斜(如图丁),管口仍在水银槽的水银面以下,水银柱也没到达试管底部,此时管内外水银面的高度差 760mm(填“大于”、“小于”或“等于”);

(4)实验后,同学们进行了反思,小明说,由于水银对人体有害,可以换用水做实验。小明提供的改进办法可行吗?为什么? 15.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下

(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= cm。

(2)如图乙,把注射器活塞推推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器简,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= N。 (3)该同学所测得的大气压强值为 Pa。

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16.生活中处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如图a、b、c几个有趣的实验:

(1)双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟 有关;

(2)往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,这表明了 的存在;

(3)如图a所示,将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上,用力向它的侧面吹气它会滚动,但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动,这表明 。 (4)如图b所示,在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出上、下两个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从两个小孔流了出来,其中下孔流出的水喷得更急,这表明: ; (5)如图c丙所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”)。

17.如图1所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U型管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。

(1)如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度 a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U型管中 (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa.(g=10N/kg)

(2)图2是某种喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器未工作时,细管A内外气压相等,细管A内外液面 ,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,细管A内液面上方气压 细管A外液面上方的气压,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出,如果此时喷雾器停止工作,细管A中的液体将 。 18.探究浮力的大小 数据 如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 结论 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 (填“大”或“小”),说明浮力的大小与 有关 ②图丁中金属块受到的浮力人小等于 N ③比较图 可知,浮力的大小与液体的密度有关。 数据 结论 如图,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验: ④木块受到的浮力F浮= N。 6

⑤木块排开的水所受的重力G排水= N。 ⑥比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小 (填“大于”、“等于”或“小于”)它排开的水所受的重力。 19.小红在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究回答下列问题:

(1)铁块缓慢放入水中的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐变 ,说明物体受到的浮力大小与 有关

(2)比较图 两幅图可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关; (3)浸没在水中物体受到浮力大小为 N

20.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。

(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中,此时吸管受到的浮力 重力(选填“等于”“大于”或“小于”)。

(2)将吸管放到水中的情景如图1所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图2所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(选填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h= 。

(3)小明根据图如图1在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (选填“上”或“下”)方。

(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了如图3所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 。

21.在学习了密度计的知识后,小明同学自制了一支密度计,通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中,观察到密度计静止后的现象如图(a)、(b)、(c)和(d)所示。 (两支密度计的重力相同)

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①观察比较图(a)、(b)可以判断:液体 密度大(选填“甲”或“乙”)。 ②观察比较图(c)、(d)可知,自制密度计 判断出液体甲、乙密度的大小关系(选填“能”或“不能”),且对比密度计A、B可知,它们的刻度线都是 的(选填“均匀”或“不均匀”),其中自制密度计B的刻度线间距较小,其原因是 。

22.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。

(1)物体A浸没在水中的浮力是 N。

(2)为了探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积是否有关,可以选图中的步骤A和步骤C与步骤A和步骤 的浮力计算结果进行比较。

(3)对比步骤F与步骤 ,可知物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度有关。

(4)如图所示的步骤B到E,当铁块的底部从接触水面开始,到铁块浸没,直至浸没到更深的位置,图中能表示此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是 。

(5)在实验的基础上,根据有关实验数据,可得盐水的密度为 kg/m(g取10N/kg)。

23.如图所示,将一根细线上端固定,下端系上一小铁球,该装置便是“单摆”,实验小组的同学用该“单摆”探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”,将铁球从某一高度由静止释放,铁球摆到竖直位置时,撞击水平面的木块,将木块撞出一段距离。

(1)本实验使铁球获得动能的操作方法是 ,铁球动能的大小是通过观察 来判断的。 (2)如图甲、乙所示,将质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手,m2>m1,两个小球运动到B点时速度相同,此时撞击放在水平面上的同一木块,木块被撞后在水平方向移动的距离如图所示。则单摆的运动速度与铁球的 无关,由甲、乙两图可知,物体的质量越大, 越大。 (3)如图丙所示,将质量为m2的铁球移动到与竖直方向成θ2角时放手,∠θ2>∠θ1,铁球运动到B点时撞击同一木块,比较 两图可知,物体的速度越快,动能越大。

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24.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平桌面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

(1)要探究动能大小与物体质量的关系应是球到达底部的 相同。

(2)由甲、丙两次实验可以得出的结论是 。

(3)该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的实例中也采用这种研究方法的有 。

A.卢瑟福建立原子的核式结构模型 B.用磁感线来描述磁场

C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少

D.探究压力作用效果与哪些因素有关时,通过小桌子陷入沙中的深度来体现压力的作用效果 (4)若桌面过于光滑,则 (选填:“更利于”、“不利于”)探究得出结论。

(5)若利用这个装置探究牛顿第一定律时,让同一小球从斜面的同一高度滑下,在木板上比在毛巾上运动的距离远,小球克服木板的摩擦力做的功W1,小球克服毛巾的摩擦力做的功为为W2,则W1 W2(大于/等于/小于)

25.如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。

(1)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越 ,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关。 (2)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关。

(3)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。

26.沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想: 猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;

猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关; 猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。

他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把, 体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。

为验证猜想,他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落,测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2,如图甲所示;然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落,质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3,且h1<h2<h3.请你完成下列内容:

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(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过 来反映的;

(2)分析图甲所示的实验现象,可得出结论:当物体的 、 相同时, 越大,重力势能越大;

(3)分析图乙所示的实验现象,发现两球运动的路径不同,但陷入花泥的深度相同,由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 (选填“有关”或“无关”);

(4)综合分析图甲、乙所示的实验现象,还可得出的结论是: 。 27.某科学兴趣小组在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小科提出如下猜想:猜想一:弹簧的弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;猜想二:弹簧的弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为此,小科选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一,设计了如图所示的实验装置进行探究,实验步骤如下:

①将弹簧A和B分别放在水平面上,一端固定。

②在弹性限度内,用物块将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量△L。 ③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。 ④改变弹簧的形变量,重复步骤②③。 结果记录如下: 实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离/cm 6 s1 ① 弹簧A 6 s2 ② 弹簧B 9 s3 ③ 弹簧A 9 s4 ④ 弹簧B (1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离,这种研究方法叫转换法。小科同学认为,若水平面是光滑的,木块将一直运动下去,从而无法通过转换法来反映弹性势能的大小。但小明否定了小科的观点,他认为水平面光滑时,可以通过测量 来反映弹性势能的大小。

(2)为了探究小科的猜想二,可选用实验次数①和②的数据进行比较分析。若s1≠s2,说明 。 28.小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。

(1)如图1所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零? 。

(2)针对小球的运动,从势能与动能相互转化的角度提出一个问题并回答。

问题: ?回答: 。

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(3)将轨道BC段改为水平,如图2所示。小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能? 。以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线。(如图3)

(4)小球在MN段运动的过程中受到哪些力的作用? 。维持小球运动的原因是什么? 。 29.如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时杠杆处于 状态(填平衡或非平衡),其原因是 。

(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的 端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将 即可。

(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为 的实验方案更好,请说明你的理由 。

(4)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由 。 30.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在图甲所示的位置。

(1)杠杆的位置如图甲所示,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是 。 (2)某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,小明同学认为他的做法不合理,理由是 。 (3)如果乙图左右两侧各加挂一个钩码,杠杆的 端会下降。

(4)利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重0.5N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 N.如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将 (选填:“变大”“不变”或“变小”)。

31.小金用如图 所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆,使挂 在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为 5N 的钩码挂在A 点时,人的拉力 F为4N,钩码上升 0.3m 时,动力作用点 C上升 0.5m。

(1)求此时机械效率 η1为多大?

(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到 B 点,再次缓慢提升杠杆,使动力作用点 C 仍然上升 0.5m.问:人的拉力 F 与第一次相比 (选 填“变大”“变小”或“不变”).比较此时的机械效率 η2 η1(选填“大于”、“小于”或“等于”),理由是

32.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直

向上拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:

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(1)物体提升的高度是 cm,拉力是 N,该滑轮组的机械效率η= ;

(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

33.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表。 实验次钩码总重钩码上升的高测力计示数测力计移动距机械效率G/N F/N η 数 度h/m 离s/m 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 6 0.1 2.4 0.3 83% 4 4 0.1 1.4 0.5 57% 5 4 0.2 1.4 1.0 57% (1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖起向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数。

(2)第1次实验测得机械效率为 。(结果保留两位有效数字) (3)分析表中数据可知:第4次实验是用 图做的。(选填“a”、“b”或“c”)

(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、4次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 。

(5)分析第4、5次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。 34.如表是小华测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 动滑轮重物重钩码上升高度动力动力作用点滑轮组的机G/N h/m F/N 移动距离s/m 械效率η G动/N 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 ① 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7% (1)请在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)在实验过程中,应 拉动弹簧测力计。 (3)将表格中的数据补充完整① 。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m所用时间是1.5s,则动力的功率为 W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 (相等/不相等),则可初步判断猜想是错误的。

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36.小明设计的“测量斜面的机械效率”的实验,如图所示。用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起,构成一个斜面。

(1)实验过程中沿斜面拉着小车做匀速直线运动,在 (选填“静止时”或“运动中”)读出拉力。 (2)在此过程中拉力做的有用功为 ,斜面的机械效率为 ,小车所受摩擦力 拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(3)改变木块所垫的位置,可以探究斜面的机械效率跟 的关系。 37.如表是小华测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 动滑轮重物重钩码上升高度动力动力作用点滑轮组的机G/N h/m F/N G动/N 移动距离械效率η s/m 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 ① 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7% (1)请在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)在实验过程中,应 拉动弹簧测力计。 (3)将表格中的数据补充完整① 。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m所用时间是1.5s,则动力的功率为 W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 (相等/不相等),则可初步判断猜想是错误的;

(6)请你为小华同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法: 。

二.解答题(共1小题)

38.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下: 次钩动钩码弹簧测弹簧测机械效数 码滑上升 力计 力计 率 重轮的距的示数上升的/N 重/N 离/cm 距离/cm /N 1 2 0.8 5 1 15 66.7% 2 4 0.8 5 1.7 15 \\ 3 6 0.8 5 \\ 15 83.3% 13

(1)在实验操作中应该使钩码 (选填“快速”或“缓慢”)上升;

(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字);

(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J; (4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 有关。 (5)分析表中数据可知,

,可能的原因是: 。

(6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G′,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是 。 A.η=

B.η= C.η=

D.η=1﹣

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八年级物理下册期末复习实验专题

参考答案与试题解析

一.实验探究题(共37小题)

1.小明在练习使用弹簧测力计,如图甲所示

(1)小明在甲图中使用的问题是 所测拉力与测力计外壳不平行 。

(2)他将测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,测力计的指针位置如图乙所示。此测力计的量程是0~ 5 N.若此时他将一个3N重的物体悬挂于挂钩上,静止后,测力计的示数应 大于 3N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)在老师的指导下,小帆调整好了测力计,将某物体悬挂好,物体静止后,指针指在如图丙所示的位置,此时物体的重力G= 2.6 N。 【分析】(1)使用过程中所测力的方向必须与弹簧的轴线方向在同一条直线上。

(2)由图示簧测力计确定它能测的最大力,然后确定其测量范围;使用弹簧测力计之前要对测力计指针进行调零;

(3)由图示弹簧测力计确定其分度值,读出其示数。 【解答】解:(1)使用过程中所测力的方向必须与弹簧的轴线方向在同一条直线上;由图可知,错误之处是所测拉力与测力计外壳不平行;

(2)由图甲所示可知,弹簧测力计的测量范围是0~5N;由图示可知,弹簧测力计指针没有指在零刻度处,指针没有调零,用该弹簧测力计测3N重的物体时,弹簧测力计所示大于3N。 (3)由图乙所示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.6N。 故答案为:(1)所测拉力与测力计外壳不平行;(2)5;大于;(3)2.6

【点评】掌握弹簧测力计的使用及读数方法、知道物体在平衡状态下受平衡力作用是正确解题的关键。

2.某校物理实验兴趣小组的几位同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了如下的实验探究:第一组:探究“物体重力的大小跟物体形状的关系”,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表一所示。 表一 被测物体 形状 重力 4.8N 橡皮泥 正方形 4.2N 圆形 3.6N 三角形 分析上述的实验数据,第一组的同学得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。请你对此实验过程与实验结论作出评价。 (1)评价:

结论是否正确: 错 原因: 用刀雕刻橡皮泥过程中质量变小

第二组:探究“物体的重力的大小跟物体的质量的关系”,图1就是实验装置,实验过程中他将实验数据记录在设计的表二中。 表二 1 2 3 4 5 钩码的个数 ﹣5 10 15 20 25 钩码的质量(m/102kg) 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 弹簧测力计的读数(N) (2)请你在方格纸中作出关于重力G(竖轴)与质量m(横轴)的关系图象图2。 (3)分析实验数据可以得出的结论: 同一地点物体的重力与其质量成正比

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【分析】(1)在研究重力大小与形状的关系时,要控制质量一定; (2)利用描点法把表二中的数据作出图象; (3)根据表二中数据判断是正比还是反比关系。 【解答】解:(1)同学把橡皮泥用刀削成各种形状,没有控制橡皮泥的质量相等,所以这个结论不可靠; (2)据表格中的数据可知,描点连线做出图象即可,如图所示:

(3)据同学的实验数据可以看出,重力增加的倍数和质量增加的倍数相同,是成正比的。 故答案为:(1)错;用刀雕刻橡皮泥过程中质量变小;(2)见上图;(3)同一地点物体的重力与其质量成正比;

【点评】注意控制变量法在具体实验操作中的应用;有根据数据判断出成正比还是反比的能力。

3.如图所示,使一薄钢尺的下端固定。现分别用不同的力去推它,使其发生(a)(b)(c)(d)各图中所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么:

(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关的是图 a 和图 b ; (2)能说明力的作用效果跟力的方向有关的是图 a 和图 c ; (3)能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是图 a 和图 d 。 (4)本实验用到的实验方法是 控制变量 法。 【分析】(1)力的三要素:力的大小、方向和作用点。力的三要素同时影响力的作用效果。 (2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状。 (3)用控制变量法研究力的作用效果和力的三要素之间的关系。 【解答】解:由题知,力的大小关系为F1=F3=F4>F2;

(1)研究力的作用效果跟力的大小的关系时,应选择力的方向和作用点都相同、而力的大小不同的图a和b;

(2)研究力的作用效果跟力的方向的关系,应选择力的大小和作用点都相同、而力的方向不同的图a和c;

(3)研究力的作用效果跟力的作用点的关系时,应选择力的大小和力的方向都相同、而力的作用点不同的图a和d;

(4)控制变量法是一个物理量有多个影响因素时,保持其他量不变,改变其中的一个量,观察物理量和这个改变量之间的关系。所以本实验运用的是控制变量法。 故答案为:(1)a;b;(2)a;c;(3)a;d;(4)控制变量。

【点评】本题主要考查学生对力的三要素的理解和掌握,以及对控制变量法的理解。

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4.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车从同一斜面的相同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)根据实验结果可以得出,平面越光滑,小车运动路程越长,木块受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”)。

(2)进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将做 匀速直线 运动。 (3)下列实验中用到以上研究方法的是 D 。 A.用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质 B.用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布

C.用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小 D.探究液体蒸发快慢与什么因素有关

(4)另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面,你建议他们怎样改进? 降低小车在斜面上的高度 。

(5)如果在此实验所给器材基础上,添加一个木块,运用这些器材可探究的是 B 。 A.物体动能大小与质量是否有关 B.物体动能大小与速度是否有关 C.A、B都可以探究

D.A、B都不可以探究。 【分析】(1)不同材料的表面光滑程度不同,对小车的阻力就不同,阻力越小,小车运动的距离会越长,速度减小得会越慢;

(2)当表面完全光滑,阻力为0时,小车的运动距离也会无限长,速度也将不再减小,即做匀速直线运动。

(3)根据推理法分析;

(4)减小速度能减小小车运动的距离;

(5)探究动能大小的影响因素时采用的是转换法。 【解答】解:(1)接触面越光滑时,对小车的阻力越小,小车在平面上运动的距离越长,速度减小得越慢; (2)如果水平面绝对光滑,阻力完全消失时,小车在水平方向上不再受到力的作用,速度将不再减小,因此将会做匀速直线运动。

(3)探究“阻力对物体运动的影响”时采用了控制变量法和推理法; A、用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质采用的是推理法; B、用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布是利用了转换法;

C、用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小是利用了转换法; D、探究液体蒸发快慢与什么因素有关采用的是控制变量法; 故选:A;

(4)减小速度能减小小车运动的距离,故可以降低小车在斜面上的高度;

(5)如果在此实验所给器材基础上,添加一个木块,小车从不同高度的斜面上滑下时会撞击木块,根据木块被撞击的距离能判定动能的大小与速度的关系。 故选:B。 故答案为:(1)慢;(2)匀速直线;(3)A;(4)降低小车在斜面上的高度;(5)B。

【点评】在本题的实验中,首先用到了控制变量法,这里主要控制的是小车在平面上运动时的初速度;在得出一定的实验规律后,再通过科学推理,得出理想状态下的推论,判断物体在不受力时的运动状态,这种方法属于理想实验法,也可称为极端假设法,值得我们学习和借鉴。

5.在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。

(1)实验时固定斜面,让小车从斜面上 同一 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 相同 (选填“相同”或“不相同”);

(2)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越 小 ,在水平面上运动的距离越 远 ,速度减小得越 慢 ;

(3)如果水平面绝对光滑,小车不受阻力作用,则小车将做 匀速直线 运动;

(4)如果小车从斜面上滑行到棉布表面上时,小车受到的重力突然消失,则小车将 C

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A.立即停止运动 B.做减速直线运动直至停止 C.做匀速直线运动

【分析】(1)为完成“阻力对物体运动的影响”的实验,应采用控制变量的思想,即保持小车到达水平面时的速度相同;

(2)毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,根据实验现象得出结论; (3)根据(2)运动变化的趋势推理想像;

(4)根据牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态和匀速直线运动状态,理解应用去判断。 【解答】解:(1)让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是,当小车到达水平面时,使小车的速度相同;

(2)毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,阻力变小,根据实验现象可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远,速度减小得越慢;

(3)由(2)知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远;如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将做匀速直线运动;

(4)如果小车从斜面上滑行到棉布表面上时,重力突然消失,由于对接触面没有了压力,也就不存在摩擦力,则小车由于惯性仍保持原来的运动状态,做匀速直线运动。故C正确。 故答案为:(1)同一;相同;(2)小;远;慢;(3)匀速直线;(4)C。

【点评】本题探究“阻力对物体运动的影响”,考查控制变量法和科学推理法的运用以及对牛顿第一定律的理解。

6.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:

(1)小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 钩码的数量 来改变拉力的大小

(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 不能 (选填“能”或“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是否平衡 (3)为了验证具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,小华下一步的操作是: 将小卡片剪开

(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 A

A.减少摩擦力对实验结果的影响 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.小卡片容易扭转

(5)利用图丙装置能否探究二力平衡的条件,并说明理由: 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 【分析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;

(2)将物体转过一定角度,两个力将不在同一直线,可通过物体是否平衡探究一会平衡力是否在同一直线上;

(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以将小卡片分成两个物体,观察两个物体的运动情况;

(4)从摩擦力对实验的影响进行分析;

(5)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,在一条直线上,在同一物体上,只有装置能符合这几个要素的探究要求,即可以达到探究目的。

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【解答】解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;

(2)将小卡片转过一个角度,松手后小卡片将会转转动,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)把小卡片一剪为二,变为两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态;

(4)将木块直接放在水平桌面上,由于木块与桌面间的摩擦力较大,会影响效果,所以利用小卡片更好,故A正确。

(5)因为小卡片很轻,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。 故答案为:(1)钩码的数量;(2)不能;不在同一直线上的两个力是否平衡;(3)将小卡片剪开;(4)A;(5)能;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。

【点评】探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,用空中悬着的小卡片代替放在水平桌面的物体,简化实验,便于操作。

7.图1是瑞瑞同学探究二力平衡条件时的实验装置。

(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码(实验中每个钩码的质量相同),使作用在小卡片上两个拉力的方向相反,并通过调整 钩码的数量 来改变拉力的大小。

(2)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 不能 (填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究作用在同一物体上、 同一直线上 的两个大小相等、方向相反的力能否平衡。 (3)在图1所示情况下,再将小卡片剪成两半,是为了验证是否只有作用在 同一物体上 的两个力才能平衡。

(4)知道二力平衡的条件后,瑞瑞同学按如图2甲所示做了另一个实验,使放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,测出F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图2乙所示。由图象可知,当t=1s时,物体处于 静止 状态;当t=5s时,物体受到的摩擦力为 2 N,物体做 匀速直线 运动。 【分析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;

(2)将物体转过一定角度,两个力将不在同一直线,可通过物体是否平衡探究一会平衡力是否在同一直线上;

(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以将小卡片分成两个物体,观察两个物体的运动情况; (4)由图乙的v﹣t图象可以判断物体在不同时刻的运动情况;由图甲的F﹣t图象可以得出物体在不同时刻所受到的推力大小;

由图乙v﹣t图象找出物体什么时候处于平衡状态,然后由平衡条件求出物体所受摩擦力大小。 【解答】解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;

(2)将小卡片转过一个角度,松手后小卡片将会转转动,松手后小卡片不能平衡。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)把小卡片一剪为二,变为两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态,是为了验证是否只有作用在同一物体的两个力才能平衡;

(4)由图乙的v﹣t图象可以知道,在0~2s内,物体处于静止,处于平衡状态;

由图乙的F﹣t图象可知,在0~2s内推力F=f,由平衡条件得,t=1s时,物体受到的静摩擦力f=F=1N; 由图乙的v﹣t图象可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,

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由平衡条件可知,此时物体所受到的摩擦力f与推力F是一对平衡力,即f=F,

由图乙的F﹣t图象可知,在4s~6s内,推力F=2N,物体所受到的滑动摩擦力f=F=2N, 故t=5s时,受到的摩擦力是2N。 故答案为:(1)钩码的数量;(2)不能;同一直线上;(3)同一物体上;(4)静止;2;匀速直线。 【点评】此题考查了学生对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,然后根据平衡条件即可正确答题,是中考的热点考题。

8.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。

(1)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做 匀速直线 运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为 3.6 N。

(2)比较甲、乙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与 压力大小 有关;比较 甲丙 两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。

(3)实验现象说明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重 大 (选填“大”或“小”)的。同学参加比赛,同时在比赛中选用图丁中 (a) (选填“(a)”、“(b)”或“(c)”)类型的鞋。 【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;根据测力计分度值读数;

(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;

(3)根据影响滑动摩擦力大小的因素,压力越大,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。 【解答】解:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小。

故实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做匀速直线运动。图甲中测力计分度值为0.2N,木块与木板表面间滑动摩擦力大小为3.6N。

(2)比较甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,压力越大,测力示数越大,滑动摩擦力越大, 结论是滑动摩擦力大小与压力大小有关;研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系要控制压力大小相同,故比较甲丙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。

(3)根据影响滑动摩擦力大小的因素,压力越大,接触面越粗糙滑动摩擦力越大,故要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重大的。同学参加比赛,同时在比赛中选用图丁中类型的鞋。 故答案为:(1)匀速直线;3.6;(2)压力大小;甲丙;(3)大;(a)。

【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查。

9.学校运动会要举行拔河比赛,某班体育委员为如何挑选队员而发愁,请你通过下列物理实验帮他解决这个问题。

【理论分析】拔河比赛过程中,甲队对乙队的拉力 等于 乙队对甲队的拉力。假如甲队获胜,则甲队与

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地面间的摩擦力 大于 乙队与地面间的摩擦力。(均填“大于”“小于”或“等于”) 【实验名称】探究影响滑动摩擦力大小的因素。

【实验器材】木板、玻璃板、钩码、木块、弹簧测力计。 【实验过程】

(1)实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做匀速直线运动,这样做可以根据 二力平衡 的知识得出摩擦力的大小。

(2)通过比较图甲和乙两图实验说明:在压力相同、接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 无关 (填“有关”或¨无关”);通过比较甲、丙两图实验说明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关;通过比较甲、丁两图实验说明:在压力相同时,滑动摩擦力的大小与 接触面的粗糙程度 有关。

【实验结论】实验现象说明,挑选队员时,在班上挑选体重 C (填“大”或“小”)的同学参加比赛赢的可能性较大。

【分析】力是物体间的相互作用,力不能离开施力物体与受力物体而单独存在,任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体。

(1)弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,木块一定进行匀速直线运动;

(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;

(3)增大摩擦的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度。 【解答】解:【理论分析】甲、乙两队拔河比赛,甲队对乙队的拉力 和乙队对甲队的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等;甲队获胜,是由于甲队受到地面的摩擦力大于乙队受到地面的摩擦力。 【实验过程】

(1)弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,必须让木块保持匀速直线运动;根据二力平衡可知木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;

(2)通过比较图甲和乙两图可知,在压力相同、接触面粗糙程度相同时,接触面积不同,测力计示数相同,表明滑动摩擦力相同,故结论为:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关;

通过比较甲、丙两图可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小与压力大小有关;

通过比较甲、丁两图可知,在压力相同,滑动摩擦力大小不同,即滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;

【实验结论】根据生活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参加比赛。 故答案为:等于;大于;(1)二力平衡;(2)无关;压力大小;接触面的粗糙程度;(3)C。 【点评】掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素。

10.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。

(1)开始实验时,该同学用较小的力拉木块,木块没动,此时摩擦力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力;该同学要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 匀速直线 运动;

(2)按甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关。由甲、丙两图实验可得出的结论是 压力大小相同时,接触面越粗糙的,滑动摩擦力越大 。

(3)此实验的不足之处是很难保证木块做这样的运动,若在图甲中木块运动时速度突然变大,滑动摩擦力将 不变 。 【分析】(1)在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,是运用二力平衡的原理,将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量的;

(2)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时应使用控制变量法;

(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力大小以及运动速度无关。 【解答】解:

(1)实验开始,用较小的力拉木块,木块没动,处于平衡状态,此时摩擦力等于拉力;

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实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,此时,摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;

(2)对比甲、乙两图可知接触面的粗糙程度相同,但压力大小不同,结果测力计的示数不同,所以该实验为了探究滑动摩擦力的大小与压力有关;

对比甲、丙两图其压力大小相等,但其接触面的粗糙程度不同,结果测力计的示数不同,所以该实验可得出的结论:压力大小相同时,接触面越粗糙的,滑动摩擦力越大;

(3)此实验的不足之处是很难保证木块做这样的运动,若在图甲中木块运动时速度突然变大,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使运动速度增大,滑动摩擦力也不变。 故答案为:(1)等于; 匀速直线;(2)压力大小; 压力大小相同时,接触面越粗糙的,滑动摩擦力越大;(3)不变。

【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法、转换法的运用和增大摩擦的应用,体现了对过程和方法的考查。

11.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。

(1)本实验的科学探究方法是: 控制变量法、转换法 ;

(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 D、E 两次实验进行比较得出结论: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 E、F 两次实验进行比较得出结论;

(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 正确 (选填“正确”或“不正确”)

(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了: 增大受力面积 来减少压力作用的效果;压路机的碾子很重,这是利用了: 增大压力 来增加压力作用的效果。

【分析】(1)物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题;每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法;

不能直接观察物理量的变化,而是通过物理量变化导致其它量的变化时,通过其它量的变化判断物理量的变化,这种方法是转换法; (2)(3)影响压力作用效果的因素是压力和受力面积,结合控制变量法,可对实验现象进行分析; (4)通过实验结论,结合影响压力作用效果的因素,可对生活中的实例进行分析。 【解答】解:

(1)本实验中,探究压力作用效果与多个量的关系,用到了控制变量法;其次,通过海绵或泡沫的形变程度来反映压力的作用效果,还用到了转换法;

(2)探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应控制受力面积相同而压力大小不同,由图示实验可知,应选择图D、E两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应控制物体间的压力相等而受力面积不同,应该通过图中的E、F两次实验进行比较得出结论;

(3)由图D、E所示实验可知,受力面积相同而物体间的压力不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用效果与压力大小有关,由图E、F所示实验可知,物体间的压力相同而受力面积不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用效果与受力面积有关,由此可知,小丽的结论是正确的。

(4)书包的背带做得又宽又大,这是利用了:增加受力面积来减少压力作用的效果;压路机的碾子很重,这是利用了:增大压力来增加压力作用的效果。 故答案为:(1)控制变量法、转换法;(2)D、E;E、F;(3)正确;(4)增大受力面积;增大压力。 【点评】熟知影响压力作用效果的因素,能运用控制变量法和转换法对实验的现象进行分析,并能结实验结论运用到生活中,是正确解答本题的关键。

12.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。

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(1)小亮是通过观察 海绵的凹陷程度 来探究压力的作用效果的。 (2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制 压力大小 不变。从该实验中得出的结论是 压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 ,压力的作用效果越明显。

(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是: 将其中一瓶水倒掉一部分 ,然后将两瓶矿泉水正立在海绵上。

(4)此实验 不能 (选填“能”或“不能”)用硬纸代替海绵,原因是硬纸板的 形变效果不明显 。

【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法; (2)(3)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法, 即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变, 探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。 (4)对受压物体要选择形变明显的同一材料。 【解答】解:(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。

(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制压力大小相同,改变受力面积的大小,从图中可看出,受力面积越上,作用效果越明显,故从该实验中得出的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显(或:受力面积越大,压力作用效果越不明显); (3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,要改变压力大小,控制受力面积不变,他的操作步骤是:把左侧瓶中水倒出一些后,倒立在海绵上,与右侧瓶子的作用效果相比较。 (4)硬纸板形变效果不明显,故此实验 不能用硬纸代替海绵。 故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力大小;压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)将其中一瓶水倒掉一部分;(4)不能;形变效果不明显。 【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法等方法的应用,体现了对过程和方法的考查。

13.如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验,除②图杯中装的浓盐水外,其余杯里装的都是水。

(1)压强计是通过 U 形管中液面的 高度差 来反映被测压强大小的;使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果 U 形管中的液体能灵活升降,则说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);

(2)比较②③两次实验,可以得出的结论是:液体内部压强大小跟液体 密度 有关,当 深度 相同时, 液体密度 越大,液体压强越大;

(3)比较 ④⑤⑥ 三次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系,可以得出的结论是: 同种液体中,深度越深,压强越大 ;

(4)比较①③④三次实验,可以得出的结论是: 同种液体中,同一深度处,液体各个方向压强相等 。 【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映来反映被测压强的大小;使用前应检查装置是否

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漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;

(2)比较②③两幅图,U形管两边的液面高度差变大,即液体内部压强变大,由于深度、方向一样,所以压强变大是密度变大的原因。

(3)比较④⑤⑥三幅图,U形管两边的液面高度差变大,即液体内部压强变大,由于密度、方向一样,压强变大是深度变大的原因。

(4)比较①③④三幅图,U形管两边的液面高度差相等,即液体内部压强不变,由于密度、深度一样,说明液体内部压强与方向无关。 【解答】解:

(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映来反映被测压强的大小;使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;

(2)比较②③得,液体深度相同时,液体密度越大,U型管左右两管液面差越大,液体压强越大。所以液体深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。

(3)比较④⑤⑥得,液体密度一定时,液体越深,U型管左右两管液面差越大,液体压强越大。所以液体压强跟液体深度有关。

(4)由实验①③④得,液体深度相同,密度相同,方向不同,U型管左右两管液面相平,液体压强相同。所以相同深度,同种液体向各个方向的压强都相等。 故答案为:(1)高度差;不漏气;(2)密度;深度;液体密度;(3)④⑤⑥;同种液体中,深度越深,压强越大;(4)同种液体中,同一深度处,液体各个方向压强相等。

【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。

14.某实验小组进行了如下探究:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲),然后倒插在水银槽中(如图乙)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm(如图丙)。

(1)此时大气压强的数值 等于 760mm水银柱产生的压强(填“大于”、“小于”或“等于”);

(2)将图丙中玻璃管竖直向上提起1cm,管口仍在水银槽的水银面以下,稳定后管内外水银面的高度差为 760 mm;

(3)将玻璃管倾斜(如图丁),管口仍在水银槽的水银面以下,水银柱也没到达试管底部,此时管内外水银面的高度差 等于 760mm(填“大于”、“小于”或“等于”);

(4)实验后,同学们进行了反思,小明说,由于水银对人体有害,可以换用水做实验。小明提供的改进办法可行吗?为什么? 【分析】(1)为了测得大气压的值,这时必须测管内外水银面高度差。 管内水银柱的高度只与当时的大气压有关,而与玻璃管的粗细、是否倾斜、以及水银槽中的水银的多少无关; (2)(3)在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小,在正常测量时,外界大气压不变,水银柱的高度差就不会改变;

(4)玻璃管内水银柱产生的压强等于大气压强,p大气=p水银=ρ水银gh,求出以标准大气压支持水柱的高度。 【解答】解:(1)为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差,此时大气压强的数值为760mm; (2)玻璃管竖直向上提起1cm,管口仍在水银槽的水银面以下,稳定后管内外水银面的高度差为仍未760mm;

(3)倾斜的玻璃管会使水银柱变长,但垂直高度依然不变,因此此时将玻璃管倾斜,会发现管内外水银面的高度差等于760mm; (4)一个标准大气压能够支持0.76米高的水银柱,即一个标准大气压相当于0.76米高水银柱产生的压强,

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如果换用水来做,则玻璃管的长度至少为: h=

=

=10.31m,

因此若把水银换用水做实验,玻璃管长度太长,b则大气压能支撑的水柱高度会增大,故B错误; 故答案为:(1)等于;(2)760;(3)等于;(4)不可行。因为水的密度小,用水做实验的话,水柱的高度10m左右,不好操作,也很难有合适的仪器和场地。

【点评】本题是考查对托里拆利实验原理的理解,并且要求能在题目中灵活运用,难度适中。

15.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下

(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= 4.00 cm。

(2)如图乙,把注射器活塞推推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器简,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= 6.4 N。 (3)该同学所测得的大气压强值为 1.024×105 Pa。

【分析】(1)由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的长度; (2)根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小; (3)根据公式p=求出大气压强。

【解答】解:(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3,这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为4.00cm;

(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.4N; (3)故活塞的横截面积为S==p==

=1.024×105Pa。

=0.625cm2=6.25×105m2,

故答案为(1)4.00;(2)6.4;(3)1.024×105Pa。

【点评】本题考查刻度尺的读数,弹簧秤的读数,以及压强公式的运用,是一道综合题。

16.生活中处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如图a、b、c几个有趣的实验:

(1)双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟 力的大小 有关;

(2)往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,这表明了 大气压(强) 的存在;

(3)如图a所示,将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上,用力向它的侧面吹气它会滚动,但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动,这表明 相同条件下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力 。

(4)如图b所示,在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出上、下两个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从两个小孔流了出来,其中下孔流出的水喷得更急,这表明: 液体压强随深度增加而增大 ;

(5)如图c丙所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会 飞出瓶外 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”)。

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【分析】(1)力可以使物体发生形变,力的作用效果与力的大小、方向与作用点有关; (2)大气存在压强,空心物体在内外气体压强产生的压力差作用下容易被压瘪; (3)在接触面与与物体间压力相同的情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力; (4)越往下的孔流出的水喷得越急,说明深度越大,液体产生的压强越大;

(5)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。 【解答】解:

(1)施加的力越大,矿泉水瓶的形变程度增加,施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果与力的大小有关;

(2)往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉,此时瓶内空气大部分被水蒸气排出瓶外,立即盖紧瓶盖,过一会儿,瓶内的水蒸气液化成水,使瓶内的气压减小,而瓶外大气压不变,则瓶子在瓶外大气压力的作用下被压瘪,瓶子慢慢向内凹陷,这个现象证明了大气压强的存在;

(3)用力向矿泉水瓶的侧面吹气,矿泉水瓶会滚动,此时矿泉水瓶受到摩擦力是滚动摩擦力;用同样的力向矿泉水瓶底部吹气,矿泉水瓶却不滑动,此时矿泉水瓶受的摩擦力是滑动摩擦力,由此可见滚动摩擦力小于滑动摩擦力;

(4)由图b可知,下孔流出的水喷得更急说明同一液体内,液体压强随深度增加而增大;

(5)正对着瓶口用力迅速吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,瓶内的压强大于瓶外的压强,故在内外不同压强的作用下,就会产生一个向外的力把小纸团推出来。 故答案为:(1)力的大小; (2)大气压(强);

(3)相同条件下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力; (4)液体压强随深度增加而增大; (5)飞出瓶外。

【点评】本题考查了学生对力的作用效果、大气压存在、滚动和滑动摩擦、液体的压强特点、流体压强与流速关系的了解和掌握,平时学会利用身边的器材做实验,多动手、多思考,提高分析解决问题的能力。

17.如图1所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U型管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。

(1)如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度 小于 a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U型管中 a (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差为 400 Pa.(g=10N/kg)

(2)图2是某种喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器未工作时,细管A内外气压相等,细管A内外液面 相平 ,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,细管A内液面上方气压 小于 细管A外液面上方的气压,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出,如果此时喷雾器停止工作,细管A中的液体将 下降到与A管外液面相平 。 【分析】(1)空气流动速度增大,压强减小;根据p=ρgh算出左右两侧液体压强差; (2)上端开口,下端连通的是连通器,连通器的液面相平。 【解答】解:(1)如果在右端c处往装置里急吹气,b处比a处粗,导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U型管中a管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则下降端比原来下降2cm,此时U型管两端的高度差为4cm,

则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa; (2)当喷雾器未工作时,细管A与烧杯构成连通器,连通器的液面是相平的

当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,气压突然减小,细管A内液面上方气压小于细管A外液面上方的气压 故答案为:(1)小于;a;400;(2)相平;小于;下降到与A管外液面相平。 【点评】本题考查了流体压强与流速的关系以及连通器的知识,对于流体压强问题,要明确被研究的物体,

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物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。

18.探究浮力的大小 数据 如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 结论 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 大 (填“大”或“小”),说明浮力的大小与 物体排开液体的体积 有关 ②图丁中金属块受到的浮力人小等于 0.3 N ③比较图 丙、丁 可知,浮力的大小与液体的密度有关。 数据 结论 如图,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验: ④木块受到的浮力F浮= 1.2 N。 ⑤木块排开的水所受的重力G排水= 1.2 N。 ⑥比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小 等于 (填“大于”、“等于”或“小于”)它排开的水所受的重力。 【分析】①测力计的示数越小,说明物体在液体中受到的浮力越大; 比较乙丙可得浮力大小与物体排开液体的体积关系; ②根据F浮=G﹣F确定物体所受浮力的大小;

③要得浮力大小与液体密度的关系,需使物体排开液体的体积相同,液体的密度不同; ④根据漂浮时浮力与重力相等的特点确定浮力的大小; ⑤利用水和桶的总重减空桶的重力便可得排开水的重力; ⑥比较浮力和排开水重,可得结论。

【解答】解:①由图知,丙中物体排开水的体积更大,弹簧测力计的示数更小,说明受到的浮力更大,且浮力大小与物体排开液体的体积有关;

②由甲图知,物体的重力G=3.6N,由图丁知,弹簧测力计的示数为3.3N,可知物体受到的浮力为:F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N;

③图丙丁,物体都是完全浸没,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小与液体的密度有关;

④由图甲知,木块的重力G=1.2N,因为木块漂浮,所以F浮=G=1.2N;

⑤空桶的重力为0.4N,桶和水的总重为1.6N,可知排开水的重力为G排=G总﹣G桶=1.6N﹣0.4N=1.2N; ⑥由④⑤数据可知,浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。 故答案为:①大;物体排开液体的体积;②0.3;③丙、丁;④1.2;⑤1.2;⑥等于。

【点评】探究影响浮力大小的因素及阿基米德原理的实验,是浮力部分的两个重点实验,影响浮力大小的因素,需要注意控制变量法的应用,探究漂浮的物体所受浮力和排开的液体重力的关系,需用用到浮沉条件来判断浮力大小。

19.小红在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究回答下列问题:

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(1)铁块缓慢放入水中的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐变 小 ,说明物体受到的浮力大小与 物体排开液体的体积 有关

(2)比较图 C、E 两幅图可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关; (3)浸没在水中物体受到浮力大小为 1 N 【分析】(1)根据F=G﹣F浮可知,在铁块逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积增大,重力不变,弹簧测力计示数逐渐变小,判断出影响浮力的因素;

(2)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同。 (3)读出测力计的示数,而后据公式F浮=G﹣F水计算浮力即可。 【解答】解:(1)由图知当铁块缓慢放入水中的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变小;

根据F=G﹣F浮可知,在铁块逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积增大,重力不变,弹簧测力计示数逐渐变小,说明浮力逐渐变大,即物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;

(2)在CE(或DE)图中,物体排开液体的体积都等于物体自身的体积,故物体排开液体的体积不变,排开液体的密度不同,因F浮水=1N>F浮酒=0.8N,所以,比较CE(或DE)两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关; (3)对比图AC(或AD),物体浸没在水中时受到的浮力F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1N。 故答案为:(1)小;物体排开液体的体积;(2)C、E;(3)1。

【点评】本题考查了影响浮力大小的因素,侧重考查了称重法的应用,是一道基础题。

20.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。

(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 竖直的漂浮 在液体中,此时吸管受到的浮力 等于 重力(选填“等于”“大于”或“小于”)。

(2)将吸管放到水中的情景如图1所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图2所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 > ρ水(选填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ

及H的关系式是h= 。

(3)小明根据图如图1在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 下 (选填“上”或“下”)方。

(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了如图3所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 再向容器中加油或者将容器换成直径细些的 。

【分析】(1)因为密度计是一根两端封闭即空心的,为了使它保持竖直的漂浮,就在其下端塞人适量金属丝;

根据漂浮的条件判断吸管受到的浮力与重力的关系;

(2)从图1和图2中可以看出,吸管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,

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都等于自身的重力,根据公式F浮=ρgV排通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小,同时可得出h与ρ水、ρ液,及H的关系式。

(3)根据(2)得出的结论,密度计的刻度线上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密。 (4)由图可知,密度计沉底了,然后再用这个密度计测量,意思是限制了对密度计结构的更改。所以正确的做法是再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度。 【解答】解:

(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;

饮料吸管竖直的漂浮在液体中,根据漂浮条件可知;吸管所受浮力与重力相等; (2)由于吸管在图1、2图中均漂浮, 所以F浮=G,

则在水和另一种液体中受到的浮力相等, 所以F浮=ρgV排,V排a>V排b, 所以ρ水<ρ液。

设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知, F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh, h=

(3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方。

(4)图3所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,因此不再用这个密度计测量,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度。 故答案为:(1)竖直的漂浮;等于;(2)>;

;(3)下;(4)再向容器中加油或者将容器换成直

径细些的。

【点评】密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,有一定的难度。

21.在学习了密度计的知识后,小明同学自制了一支密度计,通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中,观察到密度计静止后的现象如图(a)、(b)、(c)和(d)所示。 (两支密度计的重力相同)

①观察比较图(a)、(b)可以判断:液体 甲 密度大(选填“甲”或“乙”)。 ②观察比较图(c)、(d)可知,自制密度计 能 判断出液体甲、乙密度的大小关系(选填“能”或“不能”),且对比密度计A、B可知,它们的刻度线都是 不均匀 的(选填“均匀”或“不均匀”),其中自制密度计B的刻度线间距较小,其原因是 自制密度计标刻度处的横截面积较大 。

【分析】同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;

由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。

【解答】解:①由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,

由图知,密度计排开液体的体积:V甲排<V乙排, 由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙。

②c、d图通过自制密度计排开液体体积的大小也可以判断液体密度的大小; 由A、B可知,它们的刻度线是不均匀的;

由图知,A、B在甲、乙中排开液体的体积变化相等,由于自制密度计的横截面积较大,所以其刻度线间

29

距较小。

故答案为:①甲;②能;不均匀;自制密度计标刻度处的横截面积较大。

【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。

22..小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列

问题。 (1)物体A浸没在水中的浮力是 2 N。

(2)为了探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积是否有关,可以选图中的步骤A和步骤C与步骤A和步骤 D 的浮力计算结果进行比较。

(3)对比步骤F与步骤 D ,可知物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度有关。

(4)如图所示的步骤B到E,当铁块的底部从接触水面开始,到铁块浸没,直至浸没到更深的位置,图中能表示此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是 D 。

(5)在实验的基础上,根据有关实验数据,可得盐水的密度为 1.2×10 kg/m(g取10N/kg)。 【分析】(1)由“称重法”可以测出物体在水中受浮力的大小。 (2)(3)影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,要探究浮力和其中一个因素的关系,就要采用控制变量法控制另外一个因素一定;由此进行解答;

(4)在铁块逐渐浸人水中过程中,随着排开液体体积的增大,浮力是逐渐增大的,但是在铁块浸没于水中时,排开液体体积不再变化,同样浮力也不发生变化,故可以选出答案。

3

3

(5)根据F浮=G﹣F计算出在水中和盐水中受到的浮力,根据V排=计算出物体的体积,根据ρ液=

计算出盐水的密度。 【解答】解:(1)根据A与D两图所标的实验数据,可知物体浸没在水中所受的浮力F浮水=G﹣F=8N﹣6N=2N; (2)要探究浮力和排开液体的体积的关系,需要控制液体的密度相同,拍开液体的体积不同,图CD液体的密度相同,拍开液体的体积不同,故可以选图中的步骤A和步骤C与步骤A和步骤D的浮力计算结果进行比较。

(3)要探究:物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,深度相同,故需要选择C和F;

(4)在铁块逐渐浸入水中的过程中,随着排开液体体积的增大,浮力也逐渐增大,但在铁块完全浸没于水中时,物体排开液体的体积不再发生变化,那么浮力也将不变。所以从图象中我们可以看出只有D选项符合题意。

(4)由AD知,浸没在水中时的浮力F浮水=8N﹣6N=2N; 由F浮=ρ水gV排得: V=V排=

=

=2×104m3。

30

由AF知,浸没在盐水中时的浮力F浮盐=8N﹣5.6N=2.4N; 由F浮盐=ρ盐水gV排得: ρ盐水=

=

=1.2×103kg/m3。

故答案为:(1)2;(2)D;(3)D;(4)D;(5)1.2×103。

【点评】此题是探究影响浮力大小的因素实验,考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用,同时考查了有关浮力公式的应用,在(5)中确定V排相等是解决此题的关键。

23.如图所示,将一根细线上端固定,下端系上一小铁球,该装置便是“单摆”,实验小组的同学用该“单摆”探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”,将铁球从某一高度由静止释放,铁球摆到竖直位置时,撞击水平面的木块,将木块撞出一段距离。

(1)本实验使铁球获得动能的操作方法是 将钢球从某一高度由静止释放 ,铁球动能的大小是通过观察 木块运动的距离 来判断的。

(2)如图甲、乙所示,将质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手,m2>m1,两个小球运动到B点时速度相同,此时撞击放在水平面上的同一木块,木块被撞后在水平方向移动的距离如图所示。则单摆的运动速度与铁球的 质量 无关,由甲、乙两图可知,物体的质量越大, 动能 越大。 (3)如图丙所示,将质量为m2的铁球移动到与竖直方向成θ2角时放手,∠θ2>∠θ1,铁球运动到B点时撞击同一木块,比较 乙、丙 两图可知,物体的速度越快,动能越大。

【分析】(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;一个物体能够做功就说这个物体具有能量,若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大; (2)(3)物体动能的大小与物体的质量和速度有关,在探究物体物体的质量大小与动能的关系时,应控制物体运动的速度相同;在探究物体的运动速度大小与动能的关系时,应控制物体的质量相等。 【解答】解:(1)本实验中,将钢球拉到某一高度由静止释放,钢球运动时重力势能转化为动能,可使钢球获得动能;钢球撞击木块时,钢球对木块做功,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;即钢球动能的大小是通过木块运动的距离来判断的。

(2)单摆的运动速度与铁球的质量无关,与铁球最初的高度有关(或与小球和竖直方向的夹角有关); 如图甲、乙所示,将质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手,两个小球运动到B点时速度相同,而m2>m1,据此可知:物体的质量越大,木块移动的距离越长,说明物体的动能越大; (3)如图丙所示,将质量为m2的小球移动到与竖直方向成θ2角时放手,∠θ2>∠θ1,小球运动到B点时撞击同一木块,比较乙、丙两图可知,小球与竖直方向的角度越大,物体到达水平面时的速度越快,木块移动的距离越长,说明物体的动能越大。 故答案为:(1)将钢球从某一高度由静止释放;木块运动的距离;(2)质量;动能;(3)乙、丙。

【点评】此题考查动能大小的影响因素,明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。

24.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平桌面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

(1)要探究动能大小与物体质量的关系应是球到达底部的 速度 相同。

(2)由甲、丙两次实验可以得出的结论是 质量相同时,速度越大,动能越大 。

(3)该实验是通过观察 纸盒移动的距离 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的实例中也采用这种研究方法的有 CD 。

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A.卢瑟福建立原子的核式结构模型 B.用磁感线来描述磁场

C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少

D.探究压力作用效果与哪些因素有关时,通过小桌子陷入沙中的深度来体现压力的作用效果 (4)若桌面过于光滑,则 不利于 (选填:“更利于”、“不利于”)探究得出结论。

(5)若利用这个装置探究牛顿第一定律时,让同一小球从斜面的同一高度滑下,在木板上比在毛巾上运动的距离远,小球克服木板的摩擦力做的功W1,小球克服毛巾的摩擦力做的功为为W2,则W1 等于 W2(大于/等于/小于) 【分析】(1)要探究动能大小与物体质量的关系,需保持物体的速度相同;则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动;

(2)分析图甲、丙所示两次实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;

(3)掌握转换法在实验中的应用,通过对纸盒做功的多少,来体现小球动能的大小; (4)能否比较木块在水平面光滑移动的距离的长度是能否得出结论的关键;

(5)根据能量守恒进行分析,即物体在斜面末端具有相同的速度,即具有相同的动能。 【解答】解:

(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保持小球的速度相同,质量不同;

(2)由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲将纸盒推动得更远,说明球的动能更大,所以可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大; (3)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法; A.卢瑟福建立原子的核式结构模型,用的是模型法; B.用磁感线来描述磁场,用的是模型法;

C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,用的是转换法;

D.探究压力作用效果与哪些因素有关时,通过小桌子陷入沙中的深度来体现压力的作用效果,采用的是转换法; 故选CD;

(4)若桌面过于光滑,无论铁球给纸盒一个多大的初速度,纸盒将运动很远的距离,不利于比较。 (5)因为物体在斜面的末端具有相同的能量,而在不同水平面上运动时,都是克服摩擦力做功,并且最后具有的能量都为零,故物体在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等; 故答案为:(1)速度;(2)质量相同时,速度越大,动能越大;(3)纸盒移动的距离;CD;(4)不利于;(5)等于。

【点评】本题考查了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验,实验应用了转换法和控制变量法,掌握转换法与控制变量法的应用、分析图示实验即可正确解题。

25.如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。

(1)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越 大 ,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 速度 (选填“质量”或“速度”)有关。

(2)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 大 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 质量 (选填“质量”或“速度”)有关。

(3)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。 【分析】(1)动能的决定因素有两个:质量和速度。让同一钢球从不同的高度滚下,是采用控制变量法,控制质量一定而速度不同,从斜面越高的位置滚下,钢球到达斜面底端的速度就越大。质量一定时,速度越大,动能就越大。

(2)钢球的质量越大,木块推得越远,说明在钢球速度相同的情况下,钢球的质量越大,动能就越大。 (3)因为是光滑的斜面,没有摩擦,所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗,在能量转化过程中能量是守恒的,重力势能全部转化为动能。

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【解答】解:(1)同一钢球从不同的高度滚下,位置高的滚到斜面底端的速度就大,把木块推得越远说明运动的木块做功多,动能大,说明了物体的动能与物体的速度有关,由此得出结论:在质量一定时,钢球的速度越大,动能就越大。

(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下,小球到达斜面底端时的速度就是一定的,质量大的把木块推的远,说明了动能的大小和质量有关,在速度一定时,质量越大,动能也就越大。

(3)因为是光滑的斜面,没有摩擦,所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗,在能量转化过程中能量是守恒的。 故答案为:(1)大;速度;(2)大;质量;(3)不变。

【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。

26.沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想: 猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;

猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关; 猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。

他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把, 体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。

为验证猜想,他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落,测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2,如图甲所示;然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落,质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3,且h1<h2<h3.请你完成下列内容:

(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过 小球陷入花泥中的深度 来反映的;

(2)分析图甲所示的实验现象,可得出结论:当物体的 高度 、 运动路径 相同时, 质量 越大,重力势能越大;

(3)分析图乙所示的实验现象,发现两球运动的路径不同,但陷入花泥的深度相同,由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 无关 (选填“有关”或“无关”);

(4)综合分析图甲、乙所示的实验现象,还可得出的结论是: 当物体的运动路径、质量都相同时,所在的高度越高,重力势能越大 。 【分析】(1)实验中通过球陷入沙面的深度来反映小球重力势能的大小,用到转换法;

(2)影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度,实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持下落高度和运动路径相同,改变物体质量;

(3)根据图中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;

(4)根据图甲、乙所示的实验现象,利用控制变量法得出结论。 【解答】解:

(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥中的深度来反映;

(2)图甲中,比较A、B两球,下落高度和运动路径都相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入花泥深度更大,由此可得出结论:当物体的高度、运动路径相同时,物体的质量越大,重力势能越大;

(3)图乙中,比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,发现两球陷入花泥深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。

(4)甲乙两图中,AC两球的质量和运动路径相同,高度不同,高度越高,陷入花泥深度越深,故结论为:当物体的运动路径、质量都相同时,所在的高度越高,重力势能越大。 故答案为:(1)小球陷入花泥中的深度;

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(2)高度;运动路径;质量; (3)无关;

(4)当物体的运动路径、质量都相同时,所在的高度越高,重力势能越大。

【点评】此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程及能量转化的理解和掌握,注意分析实验时控制变量法和转换法的应用。

27.某科学兴趣小组在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小科提出如下猜想:猜想一:弹簧的弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;猜想二:弹簧的弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为此,小科选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一,设计了如图所示的实验装置进行探究,实验步骤如下:

①将弹簧A和B分别放在水平面上,一端固定。

②在弹性限度内,用物块将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量△L。 ③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。 ④改变弹簧的形变量,重复步骤②③。 结果记录如下: 实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离/cm 6 s1 ① 弹簧A 6 s2 ② 弹簧B 9 s3 ③ 弹簧A 9 s4 ④ 弹簧B (1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离,这种研究方法叫转换法。小科同学认为,若水平面是光滑的,木块将一直运动下去,从而无法通过转换法来反映弹性势能的大小。但小明否定了小科的观点,他认为水平面光滑时,可以通过测量 被压缩后弹簧的长度 来反映弹性势能的大小。

(2)为了探究小科的猜想二,可选用实验次数①和②的数据进行比较分析。若s1≠s2,说明 弹性势能的大小与弹簧的材料有关 。

【分析】为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关,必须控制压缩程度相同,改变材料,比较木块移动的距离得出结论。 【解答】解:(1)水平面光滑时,可以通过测量被压缩后弹簧的长度来反映弹性势能的大小,被压缩后弹簧的长度越短,弹性势能越大。

(2)①和②中的数据所示,弹簧不同,压缩的程度相同,小球推动木块移动的距离不同,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 故答案为:(1)被压缩后弹簧的长度;(2)弹性势能的大小与弹簧的材料有关。

【点评】本题为探究弹性势能与哪些因素有关的实验,考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握,属于中等题。

28.探秘小实验里的大智慧。

(1)如图甲所示点燃蜡烛跷跷板的两端,发现跷跷板不停的往返摆动,原理是 杠杆的平衡条件(或杠杆原理) 。

(2)如图乙是能自动回转的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来的原因是 弹性势 能转化为 动 能。

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(3)如图丙所示,小华把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子,松开手由静止释放,头保持不动,铁球由a点沿弧线abc运动到c点,然后从c点往回摆动,铁球 一定不 (选填“可能”、“一定”或“一定不”)会碰到鼻子,你判断的依据 铁球摆动时会与空气摩擦消耗一部分机械能,铁球达不到a点 。 【分析】(1)点燃的蜡烛上下摆动,符合杠杆的五要素,因此符合杠杆原理; (2)动能的影响因素:质量和速度;弹性势能的影响因素:物体的形变程度;

(3)动能和势能可以相互转化,在最高点时重力势能最大,在最低点时动能最大,物体在从最低点向最高点运动时,动能转化成重力势能,物体在从最高点向最低点运动时,重力势能转化成了动能。 【解答】解:(1)点燃的蜡烛上下摆动,有一个支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五个要素,故其原理是杠杆的平衡条件(或杠杆原理)。

(2)魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,此过程中弹性势能转化为动能;

(3)铁球摆动时会与空气摩擦消耗一部分机械能,铁球达不到a点,所以一定不会碰伤鼻子。 故答案为:(1)杠杆的平衡条件(或杠杆原理); (2)弹性势;动;

(3)一定不;铁球摆动时会与空气摩擦消耗一部分机械能,铁球达不到a点。

【点评】本题考查动能和势能的转化,要注意在动能和重力势能转化过程中,由于与空气的摩擦,会有小部分机械能转化成内能。

29.小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。

(1)如图1所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零? 是 。 (2)针对小球的运动,从势能与动能相互转化的角度提出一个问题并回答。

问题: 小球向下运动的过程中,动能和势能是如何转化的 ?回答: 重力势能逐渐转化为动能 。 (3)将轨道BC段改为水平,如图2所示。小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能? 等于 。以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线。(如图3)

(4)小球在MN段运动的过程中受到哪些力的作用? 重力、支持力 。维持小球运动的原因是什么? 小球具有惯性 。 【分析】(1)在不计阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的。

(2)动能和势能之间可以相互转化,根据其不同运动阶段可判断其机械能转化情况;

(3)据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态; (4)根据小球在水平面的运动情况,可从惯性角度做出解释,同时可确定其受力情况。 【解答】解:(1)小球从A点静止释放,由于不计空气阻力和摩擦,没有机械能的损失,所以小球到达C点时速度是0;

(2)由于动能和势能之间可以相互转化,所以小球向下运动的过程中,重力势能逐渐转化为动能;同样,小球向上运动的过程中,动能转化逐渐为重力势能。

(3)据题目可知,由于不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的,所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的;

同时由于不计空气阻力和摩擦力,小球原来是运动的,所以小球在MN段做匀速直线运动,如下图:

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(4)由题意可知,轨道无摩擦,小球在MN段运动的过程中受到重力和支持力的作用; 小球只所以在MN段仍可继续向前运动,是因为小球具有惯性。 故答案为:(1)是;

(2)小球向下运动的过程中,动能和势能是如何转化的?重力势能逐渐转化为动能。(合理即可) (3)等于;图象见上图;

(4)重力、支持力; 小球具有惯性。

【点评】读懂题意,知道在不计空气阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的。会分析动能与势能的转化,会对物体进行受力分析等,是解答本题的关键。

30.如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向 右 调节,使杠杆在水平位置平衡。

(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的 左 端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将 左侧的钩码去掉一个 即可。

(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为 小李 的实验方案更好,请说明你的理由 弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量 。 (4)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由 这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡。 。 【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;

(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件判断杠杆向那端下降,要保持平衡,根据杠杆的平衡条件判断移动那侧钩码;

(3)根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力,根据杠杆的平衡条件可知,图丙弹簧测力计方向向上,容易测量力臂,图丁方向不与杠杆垂直,不易测量力臂; (4)过支点的力,力臂为零。 【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响; (2))设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F左L左=F右L右,即4G×2L>2G×3L,左端大,故左端下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不改变钩码总个数和悬挂点位置,只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡;

(3)由图可知,弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量,图丙好;

(4)杠杆在O点还受到一个向上的力,这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点,力臂为零,这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。 故答案为:(1)右;(2)左;将左侧的钩码去掉一个;(3)小李;弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量;(4)这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡。

【点评】此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用以及过支点的力对杠杆的影响,要注意分析力和对应的力臂。

31.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在图甲所示的位置。

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(1)杠杆的位置如图甲所示,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向 左 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是 方便测量力臂 。

(2)某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,小明同学认为他的做法不合理,理由是 一次实验得出的结论具有偶然性 。

(3)如果乙图左右两侧各加挂一个钩码,杠杆的 左 端会下降。

(4)利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重0.5N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 2.25 N.如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将 变大 (选填:“变大”“不变”或“变小”)。 【分析】(1)杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节;实验前先要调节杠杆在水平位置平衡,使杠杆平衡的目是便于测量力臂的长度; (2)探究杠杆平衡条件时,一般要进行多次测量,为了使实验结论具有普遍性,只有一次实验得出的结论是不科学的

(3)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆平衡条件求出钩码数量,力和力臂的乘积大的一端下沉。

(4)钩码在支点的左侧,要使杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,将已知条件代入便可求出F1的大小。阻力和阻力臂不变,根据题意判断动力臂如何变化,然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化。

【解答】解:

(1)杠杆右端下沉,为了使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向左调节;

实验前先要调节杠杆在水平位置平衡,施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,是为了便于测量力臂的长度;

(2)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性,不合理。要进行多次实验,总结杠杆平衡条件。

(3)如果再在左右两处各加挂一个钩码,3G×3L>4G×2L,所以杠杆左端下沉。 (4)设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,则力F1的方向应竖直向下,由F1L1=F2L2得,0.5N×3×3L=F1×2L,解得,F1=2.25N;

从丙图中可以看出,弹簧秤的作用力最长的力臂为4L,即杠杆的长度,当力的方向发生改变时,力臂将减小,因此作用力将变大。 故答案为:(1)左;方便测量力臂;(2)一次实验得出的结论具有偶然性;(3)左;(4)2.25;变大。 【点评】本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。当杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂变小。

32.小金用如图 所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆,使挂 在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为 5N 的钩码挂在A 点时,人的拉力 F为4N,钩码上升 0.3m 时,动力作用点 C上升 0.5m。

(1)求此时机械效率 η1为多大?

(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到 B 点,再次缓慢提升杠杆,使动力作用点 C 仍然上升 0.5m.问:人的拉力 F 与第一次相比 变小 (选 填“变大”“变小”或“不变”).比较此时的机械效率 η2 小于 η1(选填“大于”、“小于”或“等于”),理由是 由于悬挂点B更接近支点,钩码提升的高度变小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;而额外功不变,有用功和总功的比值变小、机械效率变小 。

37

【分析】(1)根据W=Gh求出有用功;根据W=Fs求出总功,根据η=

求出机械效率;

(2)将钩码的悬挂点从A点移至B点,改变了钩码重力的力臂,根据杠杆平衡条件分析人的拉力的变化情况;

将钩码的悬挂点从A点移至B点,钩码提升的高度变小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;而额外功不变,有用功和总功的比值变小、机械效率变小。 【解答】解:

(1)有用功:W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J; 总功:W总=Fs=4N×0.5m=2J, 此时杠杆的机械效率:η1=

=

×100%=75%;

(2)钩码的悬挂点在A点时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动, 由杠杆的平衡条件得:G×OA+G杠杆×OC=F×OC;

悬挂点移至B点时,由杠杆的平衡条件得G×OB+G杠杆×OC=F′×OC,

观察比较可知,悬挂点移至B点时,OB<OA,即钩码重力的力臂变小,所以拉力F也变小; 杠杆的机械效率:η=

=

=

因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变(即W额=G杠杆•h杠杆不变);由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W有用=Gh可知,有用功减小; 从上面η的表达式可知:W有用减小、W额不变,所以

变大,分母变大,η就减小;即η2<η1。

答:(1)此时机械效率 η1为75%;

(2)变小;小于;由于悬挂点B更接近支点,钩码提升的高度变小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;而额外功不变,有用功和总功的比值变小、机械效率变小。

【点评】本题考查的是学生对有用功、总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握,同时还考查杠杆平衡条件的应用。

33.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:

(1)物体提升的高度是 5.0 cm,拉力是 2 N,该滑轮组的机械效率η= 75% ;

(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

38

【分析】(1)读出BB'之间的距离,根据滑轮组的特点求出物体上升的高度;根据测力计的分度值读出测力计示数;知道物体重力和物体升高的距离,求出绳子自由端移动的距离,读出弹簧测力计的示数;根据η=

求出机械效率。

(2)根据额外功的变化判定机械效率的变化。 【解答】解:(1)测力计B位置匀速提升到B'位置,测力计上升的高度为:s=15.0cm;由图可知,有3段绳子拉着动滑轮,则物体上的高度为:h=s=×15.0cm=5.0cm; 由图可知,测力计的示数为2N; 该动滑轮的机械效率:η=

=

=

=75%;

(3)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,此时有用功不变,克服动滑轮重力所做的额外功变大,故机械效率变小。 故答案为:(1)5.0; 2;75%;(2)变小。

【点评】学生进行实验时,只知道要竖直向上匀速拉动绳子,但是不知道为什么这样做,其目的是:保证拉力大小不变,绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍(n是指承担物体和动滑轮绳子的段数)。

34.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表。 实验次钩码总重钩码上升的高测力计示数测力计移动距机械效率G/N F/N η 数 度h/m 离s/m 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 6 0.1 2.4 0.3 83% 4 4 0.1 1.4 0.5 57% 5 4 0.2 1.4 1.0 57% (1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖起向上 匀速 拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数。 (2)第1次实验测得机械效率为 74% 。(结果保留两位有效数字) (3)分析表中数据可知:第4次实验是用 c 图做的。(选填“a”、“b”或“c”)

(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 增加物重 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、4次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 越低 。

(5)分析第4、5次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 无关 。

39

【分析】(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖起向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数; (2)由表中数据,根据η=

=

×100%求第1次实验机械效率;

(3)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,由表中数据可知第4次实验绳子的有效段数,确定用哪个图做的实验;

(4)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知1、2次实验绳子的有效段数为3,即分别用a、b图做的实验,

分别分析第1、2和1、4验数据可知得出结论;

(5)根据绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知第5次实验绳子的有效段数为5,用c分做的实验,分析第4、5次实验数据得出结论。 【解答】解:(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖起向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于受到的拉力; (2)第1次实验测得机械效率为: η=

=

=

×100%≈74%;

(3)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,由表中数据可知:第4次实验绳子的有效段数: n==

=5,故是用c图做的;

(4)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知1、2次实验绳子的有效段数为3,即分别用a、b图做的实验,

分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,第2次实验提升的物重增加了,机械效率提高了,故增加物重可以提高滑轮组的机械效率;

分析第1、4次实验数据可知,并对比图a、c知,使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低;

(5)根据绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知第5次实验绳子的有效段数为5,用c分做的实验,滑分析第4、5次实验数据可知,轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 故答案为:(1)匀速; (2)74%; (3)c;(4)增加物重; (5)无关。

【点评】本题测量滑轮组机械效率的实验,考查注意事项、机械效率计算及绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh运用、数据分析和控制变量法的运用。

35.如表是小华测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 动滑轮重物重钩码上升高度动力动力作用点滑轮组的机G/N h/m F/N 移动距离s/m 械效率η G动/N 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 ① 60.6% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7% (1)请在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)在实验过程中,应 竖直向上匀速 拉动弹簧测力计。 (3)将表格中的数据补充完整① 60.6% 。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m所用时间是1.5s,则动力的功率为 0.4 W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等 (相等/不相等),则可初步判断猜想是错误的。

40

【分析】(1)根据求出绳子的有效段数连接;

(2)在实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计; (3)由表中数据,根据η=

求解;

(4)根据表中数据,根据P=的推导公式求解;

(5)若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等,则可初步判断猜想是错误的。 【解答】解:(1)绳子的有效段数n==3,连接如下所示:

(2)在实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时测力计示数才等于拉力大小; (3)第2次实验,滑轮组的机械效率: η=

=

=

≈60.6%。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m(自由端移动的距离为3×0.1m=0.3m)所用时间是1.5s,F3=2N,则动力的功率P==

=

=0.4W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等,则可初步判断猜想是错误的; 故答案为:(1)如上所示;(2)竖直向上匀速;(3)60.6%;(4)0.4;(5)相等。

【点评】本题测一滑轮组机械效率,考查滑轮组的转接、注意事项、效率和功率的计算及影响机械效率的因素。

36.小明设计的“测量斜面的机械效率”的实验,如图所示。用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起,构成一个斜面。

41

(1)实验过程中沿斜面拉着小车做匀速直线运动,在 运动中 (选填“静止时”或“运动中”)读出拉力。 (2)在此过程中拉力做的有用功为 0.8J ,斜面的机械效率为 66.7% ,小车所受摩擦力 小于 拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(3)改变木块所垫的位置,可以探究斜面的机械效率跟 斜面倾斜角度 的关系。 【分析】(1)因实验过程中沿斜面拉着小车做匀速直线运动,故在运动中读出拉力,若在静止时读数,没有测量出车与斜面的摩擦力;

(2)由图判断物体沿斜面移动的距离和升高的高度, 根据W有用=Gh求有用功; 根据W总=Fs求做的总功: 根据η=

×100%求斜面的机械效率;

实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,克服摩擦力f所做的功是额外功,分析总功和额外功的大小即可得出答案;

(3)改变木块所垫的位置,可改变斜面的倾斜程度,根据控制变量法回答。 【解答】解:(1)因实验过程中沿斜面拉着小车做匀速直线运动,故在运动中读出拉力,若在静止时读数,没有测量出车与斜面的摩擦力,测量值偏小;

(2)由图知,物体沿斜面运动了80cm,测力计分度值为0.1N,示数为1.5N,升高的高度为40cm,在此过程中拉力做的有用功为: W有用=Gh=2N×0.4m=0.8J, 做的总功:

W总=Fs=1.5N×0.8m=1.2J 斜面的机械效率为: η=

=

×100%≈66.7%;

实验过程中,克服摩擦力f所做的功是额外功,用弹簧测力计的拉力所做的功是总功,

根据W总=W有+W额,W额小于W总,即fs小于Fs,斜面的长s相同,所以车所受摩擦力f<拉力F;

(3)改变木块所垫的位置,可改变斜面的倾斜程度,故在其它不变的情况下,可以探究斜面的机械效率跟斜面倾斜角度的关系。 故答案为:(1)运动中;(2)0.8J;66.7%;小于;(3)斜面倾斜角度。

【点评】本题量斜面的机械效率,考查实验注意事项、机械效率的计算、力的大小分析和控制变量法的运用。关键是从图中获取有效的信息。

37.如表是小华测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 动滑轮重物重钩码上升高度动力动力作用点滑轮组的机G/N h/m F/N G动/N 移动距离械效率η s/m 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 ① 60.6%。 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7% (1)请在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)在实验过程中,应 竖直向上匀速 拉动弹簧测力计。

42

(3)将表格中的数据补充完整① 60.6% 。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m所用时间是1.5s,则动力的功率为 0.4 W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等 (相等/不相等),则可初步判断猜想是错误的;

(6)请你为小华同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法: 提高物体的重力(减小动滑轮的重、减小滑轮轴上的摩擦等)。 。

【分析】(1)根据求出绳子的有效段数连接;

(2)在实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计; (3)由表中数据,根据η=

求解;

(4)根据表中数据,根据P=的推导公式求解;

(5)若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等,则可初步判断猜想是错误的; (6)根据η=

,根据提高滑轮组机械效率可增大有用功,或减小额外功角度考虑。

=3,连接如下所示:

【解答】解:(1)绳子的有效段数n=

(2)在实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时测力计示数才等于拉力大小; (3)第2次实验,滑轮组的机械效率: η=

=

≈60.6%。

(4)在第三次实验中,钩码上升0.1m(自由端移动的距离为3×0.1m=0.3m)所用时间是1.5s,F3=2N,则动力的功率P=

=0.4W。

(5)实验结束后,小华又进一步猜想:滑轮组的机械效率可能与滑轮组细线的绕法有关。为了验证猜想是否正确,小华利用图乙和图丙两个完全相同的滑轮组进行实验探究。若实验测得两滑轮组的机械效率大小 相等,则可初步判断猜想是错误的;

43

(6)根据η=,提高滑轮组机械效率可增大有用功,或减小额外功,故可提高物体的重力(减小动滑

轮的重、减小滑轮轴上的摩擦等)。 故答案为:(1)如上所示;(2)竖直向上匀速;(3)60.6%;(4)0.4;(5)相等;(6)提高物体的重力(减小动滑轮的重、减小滑轮轴上的摩擦等)。

【点评】本题测一滑轮组机械效率,考查滑轮组的转接、注意事项、效率和功率的计算及影响机械效率的因素。

二.解答题(共1小题)

38.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下: 次钩动钩码弹簧测弹簧测机械效数 码滑上升 力计 力计 率 重轮的距的示数上升的/N 重/N 离/cm 距离/cm /N 1 2 0.8 5 1 15 66.7% 2 4 0.8 5 1.7 15 \\ 3 6 0.8 5 \\ 15 83.3% (1)在实验操作中应该使钩码 缓慢 (选填“快速”或“缓慢”)上升;

(2)进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 78.4% (保留三位有效数字);

(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 2.4 N,滑轮组做的有用功是 0.3 J;

(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 提升钩码的重 有关。 (5)分析表中数据可知,

,可能的原因是: 拉动过程中需克服滑轮的转轴处的摩擦 。

(6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G′,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是 BD 。 A.η=

B.η= C.η=

D.η=1﹣

【分析】(1)在实验中要向上缓慢、匀速拉动测力计。 (2)根据表中实验数据,应用效率公式求出滑轮组效率。

(3)由图示测力计确定其分度值,读出其示数,然后应用功的计算公式求出有用功。

(4)在分析数据时,要注意机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的,从而得出结论。 (5)从阻力的角度分析答题。

(6)不计绳子重及摩擦时,滑轮组做的额外功为克服动滑轮的重力做的功,根据W=Gh表示出有用功和额外功,根据W=Fs表示出总功,以及W总=W有+W额,结合效率公式即可得出滑轮组的机械效率。 【解答】解:

(1)在实验过程中,应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 (2)有表中数据数据可知,滑轮组的效率:η=

=

=

×100%≈78.4%。

(3)由图示测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N;有用功:W有=Gh=6N×0.05m=0.3J。

(4)从实验数据看,钩码上升的高度无规律的变化,所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化

44

而引起的。

钩码重不断增大,机械效率不断提高。所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。 (5)由于拉动过程中需克服滑轮的转轴处的摩擦,所以F≠(6)①有用功为W有=Gh,总功为W总=Fs,所以η=②用功为W有=Gh,总功为W总=(G+G′)h,所以η=

==

。 ,故A正确;

=

,故B错误,C正确;

=

=1﹣

③额外功W额=G′h,总功为W总=Fs,有用功W有=W总﹣W额=Fs﹣G′h,所以η=

故D错误。 故选BD。 故答案为:(1)缓慢;(2)78.4%;(3)2.4;0.3;(4)提升钩码的重;(5)拉动过程中需克服滑轮的转轴处的摩擦;(6)BD。

【点评】此题是测量滑轮组的机械效率,主要考查了有关机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素,要理解并熟记。

45

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