初中物理力学实验总结

初中物理力学实验总结 Revised by Liu Jing on January 12, 2021

一、探究摩擦力的大小

例题1、在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。

（1）小明的三次实验情况分别如图19中的甲、乙、丙所示。实验时，用弹簧测力计拉木块在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，根据＿＿＿＿＿＿知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，利用图19中甲、乙两组数据比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论。你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗＿＿＿＿＿＿。你的理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格。

（4）从图中甲、丙两组数据比较，你能得出的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

分析：

自我提升：

1、在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上做 运动时，弹簧测力计的示数为，滑动摩擦力的大小等于 ，这是利用

了

。

（2）王永同学猜想：滑动摩擦力大小除了与接触面的粗糙程度以及接触面之间的压力有关外，还可能与物体的运动方向有关。如果要用弹簧测力计、表面平整的木板、带钩的木块等器材，对此猜想进行探究，请你说出主要的实验步骤： 2通过物理知识的学习，同学们不难发现：

（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图17所示），用弹簧测力计拉动木块时，必须让木块在水平面上做_________运动，通过读取弹簧测力计上的示数可间接知道摩擦力的大

小；又如，在研究“牛顿第一定

律”的实验中（如图18所示），

让同一小车从斜面上相同的高度由

静止滚下，在粗糙程度不同的平面

上运动，小车在水平方向上受力的大小可通过小车 _____表现出来。

（2）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用_______ 法。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中，要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变 _____，同时保持接触面的粗糙程度不变。

图图

3、我们知道两个物体间力的作用是相互的，当把其中的一个力称为作用力时，

另一个力就叫做反作用力。牛顿第三定律告诉我们：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。如图所示，是在“探究滑动摩擦力大小”的实验中，用弹簧测力计测量摩擦力大小的示意图。当水平拉动物体A 匀速运动时，弹簧测力计的示数F'（即弹簧所受A 的拉力）就表示物体A所受摩擦力f 的大小，即F'= f。请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条

件对此加以证明。

二、探究液体内部的压强

液体内部的压强和液体的密度及深度有关

例题1、用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”；

①图19所示压强计是通过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图20甲、乙、丙、表示探究过程中的三个情景．容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况，都可以从图上看出．比较图_________________可知液体压强大小与深度有关；比较图______________可知液体压强大小还与液体的密度有关。

三、探究压力的作用效果和那些因素有关系

例题1、为了探究压强大小跟哪些因素有关，老师准备了如图所示的器材：

①用钉子做腿的小桌②海绵③砝码④木板⑤盛有适量水的矿泉水瓶⑥装有沙的容器等供同学们选择．同学所选的四组器材中，不能达到探究目的的是：

A. ①③⑥

B. ②⑤

C. ②③④

D. ③④⑤

例题2、为了探究压力的作用效果与哪些因素有

关，小勇同学在同一块海绵上做了如下图所示

的实验来进行研究。(所用每块砖重力和型号大

小都相同)

A．一块砖平放在海绵上 B．两块砖叠放在

海绵上 C.一块砖竖放在海绵上

(1)小勇是通过观察_________来比较压力作用效果的。

(2)观察比较图A、B的情况可知，压力的作用效果与______有关；比较图A、C 的情况可知，压力的作用效果与_________有关。

(3)以上这种研究方法在科学探究中属于___________法。

自我提升：

1、为探究压力的作用效果与压力大小及

受力面积之间的关系。小明做了几个带刻

度的方形有机玻璃盒，并放入海绵（海绵

大小恰好占满玻璃盒）。他先将底面积相

同、重量之比为1：2：3的三个方形铅块

依次放在同一海绵上，如图1、如图2、如

图3，比较海绵的凹陷深度；再将铅块2

图和铅块3横放在海绵上，如图4、如图5，这时铅块1、铅块2、铅块3的底面积之比为1：2：3，比较海绵凹陷的深度。

（1）由图1、图2、图3得，受力面积相同时，海绵凹陷的深度与压力成_______比。

（2）由图2、图4（或图3、图5）得，压力相同时，海绵的凹陷深度与受力面积成___比。

（3）由图1、图5、图5得，海绵在单位面积上所受的压力时_______（填“相同”或“不同”），海绵的凹陷深度相同。

（4）综合上述实验可得，海绵的凹陷深度是由单位面积所受压力的大小决定，海绵在单位面积上不着天所受压力越大，凹陷深度就越_______。所以我们就把单位面积上所受的压力定义为压强。

四、探究浮力的沉浮条件及相关实验

例题1、为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材。

第一小组：探究铜块的下沉条件。实验中，他们用两种方法测量了铜块受到的浮力：

方法1：称重法。测量过程及示数如图14（甲）所示，则铜块所受的浮力为 _____N 。

方法2：阿基米德原理法。测量过程与示数如图14（乙）所示，则铜块排开水的体积为—________mL ，根据F 浮＝G

排＝ρ水gV 排可计算出浮力。通过

实验可得出铜块浸没在水中下沉的

条件是_________ 。第二小组：探

究蜡块上浮的条件。要测量蜡块浸

没时的浮力，你准备选用第一组上

述两方法中的方法________（填

“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：

例题2、在探究有关浮力的实验中：

（1）如图所示，小明做了这样一个小实验：在水桶中装多半桶水，用手把空的饮料罐按入水中，体会饮料罐所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化。依据这个小实验，对“浮

力的大小与什么因素有关”这

一问题，你做出的猜想是______________。

（2）为验证阿基米德原理，实

验需要比较的物理量是______________。

（3）下图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，

通过图中_____________两个步骤测出了浮力（选填代号即可）。

（4）小明同学利用上面实验中的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与上图不同，这个步骤是_____________________（选填代号即可）。

自我提升：

1、在探究“浮力大小等于什么”的实验中，小明同学的一次操作过程如图17所示．

(1)测出铁块所受到的重力G 铁

(2)将水倒入溢水杯中

(3)把铁块浸入溢水杯中，读出测力计示

数F

(4)测出小桶和被排开水的总重G

(5)记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材

分析评估小明的实验，指出存在的问题并修正．

问题：

2、图所示是有关浮力的小实验：

（1）在薄塑料袋中装满水并扎紧．用弹簧测力计将它提起后静止．由图23(a)可知水袋所受重力的大小_____________N；将水袋慢慢浸入水的过程中（不碰容器壁），弹簧测力计的示数会渐渐变___________，说明水袋受的浮力渐渐变

_______________；当水袋全部浸没水中时（不碰容器底），弹簧测力计的示数为_____________N，此时水袋所受浮力的大小为__________N。

（2）结合实验进行推理，说明阿基米德原理的正确性：

______________________________________________________________________ _______

（3）该实验能否全面说明阿基米德原理为什么

中考连接：

1、小明在生活中发现木块总浮在水

面，铁块却沉入水底，由此他提出两

个问题：

问题1：浸入水中的铁块是否受

到浮力问题2：浮力大小与哪

些因素有关

为此他做了进一步的猜想，设计

并完成了如图所示实验．

(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均

小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块

________(选填“受到”或“不受到”)浮力；

(2)做 ________(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；

(3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与________的关系．

2、小刚同学在河里拾到一块精美的小石头，他想知道这块石头浸没在水中受到的浮力和石头的密度，于是他设计以下的实验方案．

（1）实验器材：小石头、细线、溢水杯、水、小烧杯、量筒

（2）实验步骤：

A．在溢水杯中装满水；

B．用细线拴住小石头，把小石头浸没在溢水杯中，同时用小烧杯接住溢出的水；

C．用量筒测量_________ 的体积V；

D．计算小石头受到的浮力，F浮=_________________ ．

（3）小刚完成该实验后从溢水杯中取出小石头直接放在已调好的天平上测出质量，求出了小石头的密度．你认为小刚这样做，测得的石头密度值与实际密度相比偏__（选填“大”或“小”）了，原因是____________

3、学习浮力知识时，姜萍知道了阿基米德原理，并知道其数学表达式为F浮=G 排。该同学想通过实验来验证，于是她走进实验室，选择了大烧杯(或溢水杯)、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线这些器材，进行实验。

(1)用画简图的方法描述她的实验过程；

(2)请为她设计出记录测量数据的表格；

(3)写出利用测量数据进行验证的过程。(测量数据用表格中的物理量表示)

4、某实验小组进行“探究物体所受浮力跟哪些因素有关”的活动。如图13所示。

(1)由第一步可知，铁块重力为________N。

(2)比较第二步和第三步可知，浸在液体中的物体受到的浮力大

小，跟物体浸入液体的体积________ (选填“有关”或“无

关”)。

(3)由图13可知，铁块浸没在水中的浮力是________N。

(4)若给你一杯浓盐水，利用本实验器材，你如何测出浓盐水的密度。写出你的做法。 (要用字母表示测量的物理量，不用写出密度表达式)

5、某中学九年级（2）班ST小组在研究马铃薯在水中的沉浮情况时，通过往水中加盐，终于使马铃薯漂浮在水面上。由于时间关系，当时并没有及时收拾实验器材，几天后来收拾时，惊奇地发现原来浮在水面的马铃薯有都沉在容器底部，他们决定对这一现象进行探究，提出以下几种猜想：

猜想1：可能由于水的蒸发，盐水的密度变大，导致马铃薯下沉；

猜想2：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大，导致马铃薯下沉；

猜想3：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致马铃薯下沉。

（1）经过一番讨论，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定猜想1的理由是：________

__________________。接着他们就猜想2和猜想3进行了如下的实验操作：

①取三块马铃薯，编上A、B、C号，

分别测出其质量和体积；

②配制一大杯盐水；

③将三块马铃薯放在盐水中，使其漂浮，几天

后发现马铃薯都沉在容器底部，将其捞出、擦

干，分别测出其质量和体积。实验数据如右

表：

（2）表格中，编号为C的马铃薯在盐水中下沉

后的密度是_________ g/cm3

（3）请分析上述实验数据后回答：

猜想2是_______（选填：“正确”或“错误”）的；你认为导致马铃薯下沉的原因是

_____________________________________________________________________。

6、小林用纸杯、塑料片和水做实验。他将纸杯装满水，用塑料片把杯口

盖严，一只手按住塑料片，另一只手抓住杯底，在空中将纸杯倒过来。

移开按塑料片的手后，他发现塑料片和杯子里的水都不落下来，如图

19所示。小林对这一现象的解释是：塑料片和杯子里的水都不落下

来是由于塑料片被水粘住了，与大气压无关。请你利用上述器材再补

充必要的辅助器材，设计一个实验证明小林的解释是错误的。请你写

出实验步骤和实验现象。

五、杠杆的平衡条件

例题1、小明同学探究杠杆平衡条件：（不考虑杠杆自重和摩擦）

（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向调，使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的

是。

（

实验序

号动力F

1

（牛）

动力臂L

1

（厘米）

阻力F

2

（牛）

阻力臂L

2

（厘

米）

12424

24638

3846①小明用如图甲所示进行第3次实验，弹簧测

力计的所示如图乙所示，则动力F1=_____N

②分析三次实验数据，发现第3次实验中弹簧

测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无

损，原因可能是___________。

（3）小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第____次实验原理。

例题2、在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平

位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向

____________调节。小明调节杠杆在水平位置平

衡的主要目的是__________。

（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩

码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B

处挂同样钩码______个。

（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上

拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是______。

自我提升：

1、在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：

（1）实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向______旋一些（选填“左”或“右”），使杠杆在______位置平衡。

（2）实验中，用图12所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平

衡，但采用这种方式是不妥当的。这主要是因为（）

A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码

C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多

（3）图12中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，

保持左侧第______格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到

它的下方，杠杆仍可以平衡。

2、在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将右端的平衡螺母______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若将左侧的3个钩

码该挂在D处，要是杠杆仍然保持平衡，则应将右端钩码该

挂在______ 处

（3）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若在左侧的3个钩

码下添加1个钩码，要使杠杆仍然保持平衡，则应将右侧钩

码改挂在 ______处

（4）分析有关实验数据，可得出杠杆平衡条件是：

_______________。

3、在研究杠杆平衡条件的实验中

（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则

应将左端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）在如图14所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在A处应挂_______个1N重的钩码，而邻组的小强在B处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向

应_________,大小为_______________ N。

(3)本实验得出杠杆的平衡条件是___________________________ 。

六、斜面的机械效率

例题1、如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．

(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。

(2)请将上表中空格补充完整．

(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：

结论一：___________________________________________________________。结论二：______ _______________ ______。

例题2、在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程

度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F 拉动小

车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所

示。多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面

的表格中，根据表格中数据回答下列问题： （1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为______ N ；做的

有用功为_______J ；斜面的机械效率为

______%。

（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越___________ 。

（3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论

是:__________ 。

自我提升：

1、在探究斜面机械效率的试验中，小明提出了“斜面的机械效率

与斜面的倾斜程度有关”的猜想。

（1）要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块（如图所示）外，还需要的主要测量工具是刻度尺和_____--。

（2）在试验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使其做_____ 运动。

（3）要验证以上猜想，需要控制不变的因素有：_________。

（4）斜面在我们生活中的应用有_________（只写出一条即可）。

2、学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，想探究这种机械的特点。

（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图16（a ）所示，测量时应让木块保持______ 状态，并依据_________条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；

（2）他将木块放在如图16（b ）所示的斜面上，并用弹簧测力

计沿斜面匀速上拉木块，收集到下表中的实验数据：

斜面倾斜程度 木块重力 G/N 斜面高度 h/m 斜面长 S/m 沿斜面拉力

F/N

较 缓 5 1 2 较 陡 5 1

最 陡 5 1

①比较表中木块重力G 和拉力F 的大小，得出：使用斜面时_______ （选填“能”或“不能”）省力；

②实验时，可以通过移动木块A 来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A 要向________ 移（选填“左”或“右”）；

③请举出斜面的一种应用实例：______________；

④生活中有哪些可以省力的机械：____________________（写出

一种即可）。

3、小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也

是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能

跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图28所示。下表是他们实验记录的有关数据。 斜面 倾斜度 小车重量 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 S/m 有用功 W 有/J 总功 W 总/J 斜面的 机械效率 较缓 10 3 1 1 3 % 较陡 10 4 1 2 4 50% 最陡 10 1 6 b A

a 图

（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了_______________.

（2）在第2次实验中，拉力做的总功是____________J，斜面的机械效率是

____________。

（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其它条件一定时，

_____________________。

（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是：

______________________________________________。

（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越________（选填“省力”或“费力”）。

4、下图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程．

（1）根据图中情景可以判断以下说法正确的是（）

A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论

B．①②③④都是实验事实

C．①②是实验事实，③④是实验推论

D．①②③是实验事实，④是实验推论

（2）每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，记下小车最终停在水平面上的位置.可知小车受到的阻力越小，小车运动的路程越．其中运动的小车在木板上

最终停下来，是因为小车在水平方向上受（选填“平衡力”、“非平衡

力”或“不受力”）．

（3）若用木块代替小车再探究“摩擦力的大小与什么因素有关”，还需要添加的器材是长方体木块、钩码和_______ ．

七、滑轮组的机械效率

例题1、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图8所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

(1)写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据

(2)在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计

(3)分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关为什么

(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢(列举一例)

例题2、在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：A.物体的高度；B.物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如右表。

（1）由记录结果可以得到的实验结是：

________________________________ ；

（2）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做

__________________。

自我提升：

在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势

能的大小可能与以下两个因素有关：A.物体的高

度；B.物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡

皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如右表。

（1）由记录结果可以得到的实验结论

是：；（2）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做