2020年中考物理重点题型02 力学实验题
题型(二) 力学实验题
能力点1:重视实验技能,突出综合分析、探究过程的考查。
八上力学:测量物体的平均速度和密度;八下力学:运动和力的关系,液体压强特点及其实验探究,浮力、阿基米德原理、浮沉条件的结合——测量密度,杠杆、滑轮及动能实验。
能力点2:获取材料信息——与高中知识衔接,考查学生理解、运用知识解决问题的能力(单摆、动能与势能、力的分解等)。
|类型一课内力学测量型实验|
1.测平均速度小梦利用如图T2-1所示的装置,测量小车运动的平均速度。让小车从斜面上的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出小车在不同阶段的平均速度。
图T2-1
(1)应选择较小坡度的斜面,这样设计的目的是在实验中便于测量。
(2)图中BC段的路程s BC=cm,如果测得小车通过BC段所用时间t BC=2 s,则小车在BC段的平均速度v BC=cm/s。
(3)在测量小车到达B点的时间时,如果小车还没有到达B点时就停止计时,则测出AB段的平均速度v AB会偏(选填“大”或“小”)。
(4)实验中应该多次测量,每次测量时必须让小车从由静止开始下滑。
(5)v AC(选填“>”“<”或“=”)v AB。
2.测密度2017年5月5日,我国自行研制且具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919在浦东机场成功首飞。第三代铝锂合金材料在C919机体结构的用量达到了8.8%,为了测量该铝锂合金材料的密度,某中学学习小组的同学们用相同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码放在标尺左端的处,发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧,如图T2-2甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)移动。
图T2-2
(2)用调节好的天平测量样品的质量,操作情景如图乙所示,错误之处是 。
(3)改正错误后,当右盘中所加砝码质量和标尺上游码位置如图丙所示时,天平平衡,则该样品的质量为 g 。
(4)在量筒内装有一定量的水,样品放入量筒前后的情况如图丁所示,则样品的体积是 cm 3, 此样品的密度是 kg/m 3。
(5)该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度,如图戊所示,他们做了如下的操作: ①用弹簧测力计测出样品的重力为G;
②将样品挂在弹簧测力计下,使样品浸没在水中并保持静止(样品未接触到容器底部),读出弹簧测力计的示数F; ③样品的密度表达式为ρ样品= 。(用G 、F 、ρ水表示)
3.测滑轮组机械效率在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了如图T2-3所示的甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如下:
图T2-3
次数
物理量 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η
1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3
6
0.05
①
0.15
②
(1)实验中要竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高。
(2)表格中编号①处数据应为,编号②处数据应为。
(3)分析以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与有关。
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
|类型二课内力学探究类实验|
4.探究滑动摩擦力的影响因素某实验小组认为滑动摩擦力的大小可能与接触面积和压力的大小有关。为了检验该猜想是否正确,他们用同一套器材做了如图T2-4所示的三次实验:
图T2-4
①用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动,弹簧测力计的示数为F1;
②改变木块与木板的接触面积,重做上述实验,弹簧测力计的示数为F2;
③在木块上加放砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动,弹簧测力计的示数为F3。
发现:F1=F2 (1)比较(填实验序号)两次实验可以初步验证滑动摩擦力的大小与压力的关系。 (2)实验结果初步表明,滑动摩擦力的大小与压力有关,与接触面积。 (3)实验中,如果弹簧测力计的示数不稳定,可能的原因是。(填选项序号) A.木板过长 B.木块运动速度太大 C.弹簧测力计的分度值太大 D.木板的粗糙程度不均匀 5.探究力与运动关系实验小宇骑车时发现,不踩脚踏板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度(如图T2-5甲所示)。 图T2-5 (1)为了探究小球在水平面上的运动距离与速度的关系,小宇应先后三次将小球从斜面的 (选填“同一”或“不同”)高度处由静止释放,比较小球在(选填“同一”或“不同”)粗糙面上运动的距离。 (2)为探究小球在水平面上运动距离与水平面粗糙程度的关系,小宇应先后三次将小球从斜面上的(选填“同一”或“不同”)高度处由静止释放;小宇认为,通过进一步推理可以得出结论:运动的物体如果不受阻力作用,将。 (3)在上述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1,克服木板的摩擦力做的功为W2,则W1 (选填“大于”“等于”或“小于”)W2。 (4)为了模拟探究汽车超速带来的安全隐患,李斌同学设计了如图乙所示的探究实验:将A、B两个小球先后从同一装置上高分别为h A、h B的位置滚下(m A 6.探究液体压强特点小明用一端扎有橡皮膜的薄壁玻璃管、一个装有水的大烧杯、刻度尺、细沙来探究液体内部压强的规律。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) 图T2-6 (1)如图T2-6所示,将玻璃管扎有橡皮膜的一端竖直插入水中,发现橡皮膜凹向玻璃管的内部,此现象说明。 (2)如图乙所示,将玻璃管取出,缓慢地向玻璃管内倒水,发现橡皮膜向下凸出,此现象说明。 (3)将玻璃管中的水倒掉,擦干,向玻璃管中分别倒入不同质量的细沙,将玻璃管竖直插入水中,直至橡皮膜,并用刻度尺测出每一次橡皮膜到水面的距离。 (4)实验数据如下表,请将表格补充完整: 实验 1 2 3 4 次数 沙子的 10 20 30 40 质量/g 橡皮膜在水中受 125 250 375 到的压强/Pa 橡皮膜的深 1.25 2.5 3.75 5 度/cm (5)分析实验数据可得出的结论是液体内部的压强与深度成。 (6)将装有20 g细沙的玻璃管竖直放入另一种液体中,当橡皮膜水平时,测得橡皮膜的深度为3.125 cm,则这种液体的密度是g/cm3。 7.探究浮力大小的影响因素喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如图T2-7所示的测量与探究活动。 图T2-7 (1)小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度: ①将托盘天平置于水平桌面上,游码移至零刻度线处,发现指针偏向分度盘右侧,他应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,直至横梁平衡; ②将石块放在天平的(选填“左”或“右”)盘,在另一盘中增减砝码并移动游码,直至横梁再次平衡,此时所加砝码质量和游码位置如图甲所示,则石块的质量m=g; ③他在量筒中装入40 mL的水,将石块缓慢浸没在水中,如图乙所示,则石块的体积V=cm3, 可算出它的密度。 由密度公式ρ=m V (2)小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块探究影响浮力大小的因素: ①他将搅匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,如图丙所示; ②用体积不计的细绳系好石块,缓慢浸入糖水中直至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力(选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”),说明石块所受浮力大小与有关,当石块处于如图丁所示位置时,石块所受浮力的大小为N。(g取10 N/kg) ③他将石块沉入杯底,松开细绳,如图戊所示,便开始写探究报告; ④完成探究报告后,他将石块从糖水中缓慢提升。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中受到的浮力大小与浸没深度(选填“有关”或“无关”),造成这个结果的主要原因可能是。 8.探究浮力与排开液体重力的关系如图T2-8A、B、C、D、E所示是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关 系”实验的五个步骤。 图T2-8 (1)由两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力,F浮=N。由两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。 (2)如图T2-9所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据绘制出的弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。 图T2-9 分析图像可得:在物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数(选填“变大”“变小”或“不变”)。当h=4 cm时,物块所受的浮力为N;浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为N,该圆柱体物块的高度是cm。 9.探究杠杆平衡条件在探究杠杆平衡条件的实验中: (1)如图T2-10甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是。 图T2-10 (2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,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,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向移动一小格,则杠杆将 (选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“仍保持静止不动”)。 (3)如图丙所示,不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置。当弹簧测力计从a 位置转到b位置时(示数不变),若要使杠杆在水平位置平衡,则杠杆左侧的钩码应适当(选填“增加”或“减少”)。 (4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5 N,杠杆上每个小格长度为2 cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,拉力F的力臂大小为cm,弹簧测力计示数大小为N。 (5)下表为某实验小组记录的实验数据,请参照已给出的表头栏目信息和实验记录的数据将表格中的①②③④位置补充完整。 实验次数①动力臂l1/cm 阻力F2/N ② 1 1 4 2 2 2 2 6 1.5 ③ 3 3 ④ 1 6 ①, ②, ③, ④。 (6)该小组同学在实验中收集多组数据的目的是。 |类型三课内力学设计实验| 10.学习了液体压强的知识后,小明想利用生活中的矿泉水瓶来探究液体压强与深度的关系,请你帮他设计实验并写出实验步骤、现象和结论。 实验步骤: 。 实验现象:。 实验结论:。 若在矿泉水瓶的相同高度扎数个孔,是为了探究。 |类型四课外力学新情景实验| 11.小明与同学们利用最大刻度值标有2.5 mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量。其实验步骤如下: a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔。 b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图T2-11所示。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7.5 N 。 图T2-11 c.测出注射器全部刻度的长度为4 cm 。 d.根据测量数据,算出大气压的值。 (1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和 。 (2)此注射器活塞的横截面积是 cm 2。根据实验数据计算出大气压强是 Pa 。 (3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明与同学们找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封。上述原因一定会使测量值小于真实值的是 。 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ (4)小红对小明所做实验进行改进,在完成a 、b 步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为 1.2 N”这一实验步骤,小红这样做的理由是 。 12.实验表明:密度大于液体的固体球浸没在液体中,开始时是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉。下表是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与固体球的半径、密度的关系”时得到的数据记录。( g 取10 N/kg) 次序 固体球的半径 r/(10-3 m) 固体球的密度 ρ/[103 (kg·m -3)] 固体球匀 速下沉的速度 v/(m·s -1) 1 0.5 2.0 0.55 2 1.0 2.0 2.20 3 1.5 2.0 4.95 4 0.5 3.0 1.10 5 1.0 3.0 4.40 6 0.5 4.0 1.65 7 1.0 4.0 6.60 (1)固体球浸没在水中竖直匀速下沉时受到的力(选填“是”或“不是”)平衡力;若固体球的体积为0.1 cm3、密度为2.0×103 kg/m3,则此球质量m=g,浸没在水中竖直匀速下沉时所受到的浮力F浮=N,阻力f=N。 (2)由第1、2、3三组数据可知:密度相同的固体球浸没在水中匀速下沉时的速度与固体球成正比。 (3)从表格分析,若固体球的半径为1.5×10-3 m,密度为3.0×103 kg/m3,则其浸没在水中匀速下沉的速度是m/s。13.端午假日,小华随父母体验了一次快乐的乡村游,见到如图T2-12所示的一个老式风扇车,颇感兴趣,摇手摇杆产生的风为什么能将从漏斗中漏下的谷粒与空壳分开呢?小华到家便进行了以下探究: 图T2-12 自制器材 (1)利用废旧塑料板制成条形漏斗,废旧塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口;仿照老式风扇车,组装成如图T2-13甲所示的装置。 图T2-13 (2)选用质量的砂砾模拟谷粒和空壳。 (3)裁剪快餐盒盖用于收集砂砾。 进行实验 (1)把快餐盒盖放在水平桌面上,将上述装置侧壁缺口朝下放在盒盖上方。 (2)取一小风扇正对进风口,再开启风扇并将砂砾倒入漏斗。 (3)待砂砾漏完,关闭风扇。 (4)观察盒盖上的砂砾,比较。 收集证据 实验结果如图乙所示,并记录在下表中。 砂砾质量大较大小 砂砾水平运动的距离近较近远 分析论证 (1)由实验结果可知,在相同风速的作用下,质量较大的砂砾不容易被风吹远,其运动状态(选填“容易”或“不容易”)发生改变,即惯性较(选填“大”或“小”)。 (2)由此也可以说明惯性的大小与物体的有关。 交流评估 为了使实验结论更科学,可以更换不同的物体或改变风速重复上述实验。 拓展应用 (1)如果使用风扇车来分离谷粒和空壳,则在图T2-12中(选填“A”或“B”)口可以收集到饱满的谷粒。 (2)如图丙所示,在无风的情况下,农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去,饱满的谷粒将落在离工人更(选填“近”或“远”)处,从而将谷粒与空壳分离。 |类型五课外初高衔接类实验| 14.同学们课余要做一个周期为1 s的摆,即在一条长绳的一端系一个小铁块,让铁块来回摆动(如图T2-14所示),摆动一个来回所用的时间为1 s。小梦做好绳长为40 cm的摆后,当摆动幅度为10 cm时测得周期为1.3 s,小梦调整了绳子的长度仍然让摆动幅度为10 cm继续做实验,实验数据记录如下表: 图T2-14 实验次数 1 2 3 4 绳子长度/cm 20 40 60 摆动周期/s 0.9 1.3 1.5 (1)分析表格中数据,小梦第4次实验绳子的长度应该比第3次实验的(选填“长”或“短”)。 (2)(多选)做完实验后,小梦觉得摆的周期较短,用停表不易准确测量,于是想到测铁块来回摆动10次的时间再除以10作为周期就准确得多,小梦的这种测量方法与图T2-15所示(填选项前字母)的方法使测量结果准确的原理相同。 图T2-15 A.如图甲所示,用游标卡尺测量一张纸的厚度 B.如图乙所示,测量形状不规则小固体的密度 C.用图丙所示的方法测量细金属丝的直径 D.三个同学测量同一支铅笔的长度后取平均值作为铅笔长度的测量值 (3)小梦在用以上方法测量摆的周期时又发现,第10次摆动的幅度明显比第1次的摆动幅度小。她想:摆动幅度变小,摆的周期会不会也变短?对测量结果会不会产生影响?就这一问题你的猜想是。你做出这一猜想的依据是。 15.小明在玩“水枪”玩具时,发现“水枪”水平放置,如果推动活塞的速度越快、水枪离地面的高度越高,水就会射得越远,据此,他提出了如下猜想:在空中水平抛出的物体,落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关。为验证猜想,小明找来了如图T2-16所示装置进行实验。 图T2-16 (1)让小球从斜槽上自由滚下,是为了使小球到达水平槽时具有一定的;小球从斜槽滚下时,重力势能(选填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)保持不变,分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离s A、s B、s C,发现s A>s B>s C,这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与有关。 (3)逐步降低抛出点离地面的高度,分别记为h1、h2、h3,每次都让同一小球从斜槽上A位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3,发现s1>s2>s3。这表明:空中水平抛出的物体,落地的水平距离与有关。 (4)若在水平槽上铺上毛巾,使抛出点离地面的高度为h3,让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,测出小球落地的水平距离为s4。根据上述实验的结果,则s4(选填“>”“<”或“=”)s3。 【参考答案】 1.(1)小车的运动时间 (2)40.0 20 (3)大 (4)同一位置 (5)> 2.(1)零刻度线 右 (2)测量过程中调节平衡螺母 (3)49.4 (4)20 2.47×103 (5)③G G?F ρ水 3.(1)匀速 (2)2.4 83.3% (3)所提物体的重力 (4)不变 [解析](1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使弹簧测力计示数稳定,便于读数。 (2)由题图丙知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,则弹簧测力计示数为2.4 N;第3次实验中,滑轮组的机械效率η3= W 有3W 总3=G 3h 3F 3s 3=6N×0.05m 2.4N×0.15m ≈83.3%。 (3)实验选用的是同一滑轮组,动滑轮的重力不变;由表中实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关。 (4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,动滑轮的重力不变,不计摩擦及绳重,由η=W 有 W 总= W 有 W 有+W 额= Gh Gh+G 动h =G G+G 动 可知,提 升相同的物体时,滑轮组的机械效率不变。 4.(1)①③ (2)无关 (3)D [解析](3)实验中,如果弹簧测力计的示数不稳定,说明木块在滑动过程中受到的拉力大小不相等,受到的滑动摩擦力大小不相等,说明木板的粗糙程度不均匀。 5.(1)不同 同一 (2)同一 做匀速直线运动 (3)等于 (4)没有控制两个小球的质量相等 [解析](1)为了探究小球在水平面上的运动距离与速度的关系,应控制小球的速度不同,接触面粗糙程度相同,所以应让小球从不同高度处由静止释放,比较小球在相同粗糙面上运动的距离。 (2)为探究小球运动距离与水平面粗糙程度的关系,应控制小球的初速度相等,小宇应先后三次将小球从斜面上的同一高度处由静止释放。由实验结果可知,接触面越光滑,摩擦力越小,小球运动的距离越大;若水平面光滑无摩擦,则小球不受阻力作用,运动速度和方向不变,即做匀速直线运动。 (3)在本实验中,小球的动能都用来克服摩擦力做功,由于小球质量和速度相同,所以三次实验中小球的动能相同,做的功也相同。 (4)要模拟探究汽车超速带来的安全隐患,应使速度不同但质量相同的小球撞击木块,由题意知,小球的质量不同,这种设计不合理。 6.(1)水对橡皮膜有向上的压强 (2)水对橡皮膜有向下的压强 (3)水平(4)500(5)正比(6)0.8 7.(1)①左②左53.4③20 (2)②逐渐增大石块排开液体的体积0.214 ④有关放置一段时间后,糖水密度分布不均匀 8.(1)B、D 1.2A、E(2)变小0.83 6 [解析](1)由题图B知,圆柱体物块的重力G=4.2 N,由图D知,物块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数F示=3 N,则物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=4.2 N-3 N=1.2 N,所以由B、D两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力大小;物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重力,故由A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。 (2)由题图知,物块在浸没前的下降过程中,即h<6 cm时,弹簧测力计的示数变小,当h=4 cm时,弹簧测力计的示数为3.4 N,物块受到的浮力F'浮=G-F'示=4.2 N-3.4 N=0.8 N;物块浸入的深度大于6 cm时,弹簧测力计的示数保持3 N不变,所以,物块的高度为6 cm。 9.(1)右便于测量力臂 (2)6逆时针转动 (3)减少(4)4 3 (5)①动力F1/N②阻力臂l2/cm③8④2 (6)使得出的结论更具有普遍性 [解析](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 A l A=F B l B,即4G×3l=F B×2l,解得F B=6G,需挂6个相同的钩码。若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格,则左侧为4G×2l=8Gl,右侧为6G×l=6Gl,因为8Gl>6Gl,杠杆不能平衡,会逆时针转动。 (3)保持B点位置不变,若拉力向右倾斜时,拉力的力臂将变短,弹簧测力计示数不变,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件,动力应变小,即钩码应适当减少。 (4)弹簧测力计在C 点斜向上拉(与水平方向成30°角),此时动力臂等于12OC=1 2×4×2 cm=4 cm;根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2得,F 1= F 2l 2l 1=4×0.5N×3×2cm 4cm =3 N 。 (5)探究杠杆平衡条件的实验中除要测量每次实验中动力臂、阻力臂的大小,还要测量出每次实验中的动力和阻力的大小,故①应为“动力F 1/N”、②应为“阻力臂l 2/cm”;③第2次实验中根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2得,2 N×6 cm=1.5 N×l 2',则l 2'=8 cm;④第3次实验中根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2得,3 N×l 1'=1 N×6 cm,则l 1'=2 cm 。 (6)本实验中收集多组数据的目的是使得出的结论更具有普遍性。 10.实验步骤:在矿泉水瓶的侧壁不同高度扎3个孔,向瓶内装满水,观察小孔喷出水的距离 实验现象:小孔与液面间的距离越大,喷出水的距离越远 实验结论:液体内部压强随深度的增加而增大 同一深度,液体向各个方向压强的大小关系 11.(1)刻度尺 (2)0.625 1.2×105 (3)B (4)由二力平衡原理测量出摩擦力的大小,可以减小实验误差,提高实验准确性 [解析](2)由题可知,注射器容积V=2.5 mL=2.5 cm 3,注射器全部刻度的长度L=4 cm,因为注射器为圆柱体,故注射器活塞的横截面积为S=V L = 2.5cm 3 4cm =0.625 cm 2。实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,弹 簧测力计的示数F=7.5 N,即大气对活塞的压力,故实验测得的大气压强p=F S = 7.5N 0.625×10-4 m 2 =1.2×105 Pa 。 (3)橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体和活塞与注射器筒壁不完全密封,都会使注射器筒内有空气,从而导致拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;没有读准弹簧测力计的示数可能会导致测量值小于真实值,也可能会导致测量值大于真实值;活塞与注射器筒壁间有摩擦会导致测量值大于真实值。故选B 。 (4)活塞回到注射器底端,取下橡皮帽后,对于活塞来说,左侧和右侧受到的气体压强相等,所以与拉力相平衡的不再是大气压产生的压力,而是活塞与筒壁的摩擦力,所以小红的这一实验步骤,由二力平衡原理可测量出摩擦力的大小,可减小实验误差,提高实验准确性。 12.(1)是 0.2 0.001 0.001 (2)半径的平方 (3)9.9 [解析](1)固体球在水中竖直匀速下沉时处于平衡状态,所受的力是平衡力。球的质量m=ρV=2.0 g/cm 3×0.1 cm 3=0.2 g;小球受的浮力F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg×0.1×10-6 m 3=0.001 N 。当小球匀速下降时,受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和阻力作用,所以F 浮+f=G,则f=G-F 浮=mg-F 浮=0.2×10-3 kg×10 N/kg-0.001 N=0.001 N。 (2)分析1、2、3组数据可知固体球下沉的速度与球半径的平方的比值是一个定值。 13.[自制器材](2)不同 [进行实验](4)砂砾水平运动的距离 [分析论证](1)不容易大(2)质量 [拓展应用](1)B(2)远 14.(1)短(2)AC (3)摆动幅度变小,摆的周期不会改变周期与振幅无关 15.(1)初速度减小 (2)抛出点离地面的高度抛出的初速度 (3)抛出点离地面的高度 (4)< [解析](1)实验中,让小球从斜槽上自由滚下,是为了使小球到达水平槽时具有一定的初速度;小球从斜槽滚下时高度降低,质量不变,所以重力势能减小。(4)若在水平槽上铺上毛巾,由于毛巾的表面较粗糙,摩擦力大,小球抛出时的速度减小,则小球的动能减小,因此,根据上述实验结果可知,小球落地的水平距离变小,即s4 专题七、实验（力学实验） 【典型例题】 一、基本仪器的使用： 1.用某精密仪器测量一物件的长度，得其长度为1．63812ｃｍ．如果用最小刻度为ｍｍ的米尺来测量，则其长度应读为________ｃｍ，如果用50分度的卡尺来测量，则其长度应读为________ｃｍ，如果用千分尺（螺旋测微计）来测量，则其长度应读为________ｃｍ． 2.图1甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为__________ mm ；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为________ mm. 3.在某一力学实验中，打出的纸带如图1所示，相邻计数点的时间间隔是T .测出纸带各计数点之间的距离分别为x 1、x 2、x 3、x 4，为了使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a ＝___ ___；打下C 点时的速度v C ＝__ ____. 二、验证性实验： 4.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图1甲或乙方案来进行。 （1）比较这两种方案， （填“甲”或“乙”）方案好些，理由是： 。 （2）如图2是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点间的时间间隔T = 0.1s 。物体运动的加速度a = ；该纸带是采用 （填“甲”或“乙”）实验方案得到的。简要写出判断依据 。 三、探究性实验： 5.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图1所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器记录小车通过A 、B 时的速度大小。小车中可以放置砝码。 （1）实验主要步骤如下： ①测量________和拉力传感器的总质量M 1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路； ②将小车停在C 点，______，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A 、B 时的速度。 ③在小车中增加砝码，或_______，重复②的操作。 （2）右表是他们测得的一组数据，其中M 是M 1与小车中砝码质量m 之和，|v 22－v 2 1| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E ，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是F 在A 、B 间所作的功。表格中△E 3=____，W 3=____.(结果保留三位有效数字) （3）根据上表中的数据，请在图2中的方格纸上作出△E-W 图线。 四、设计性实验： 6.如图6所示，水平桌面有斜面体A ，小铁块B ，斜面体的斜面是曲面，下端切线是水平。现提供的实验工具只有：天平、直尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。设计一个实验，测出小铁块B 自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，摩擦力对小铁块B 做的功。要求： （1）请在原图中补充画出简要实验装置图。 （2）简要说明实验要测的物理量。 （3）简要说明实验步骤。 （4）写出实验结果的表达式（重力加速度g 已知） 五、创新型实验： 7.某同学想利用DIS 测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如左下图所示．他先在某一叶片边缘粘上一小条弧长为△l 的反光材料，当该叶片转到某一位置时，用光传感器接收反光材料反射的激光束，并在计算机屏幕上显示出矩形波，如右下图所示，屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-2s ．则矩形波的“宽度”所表示的物理意义是___________________；电风扇的转速为______转/s ；若△l 为10cm ，则叶片长度为________m ． 图6 图1 江西历年中考物理力学计算真题及其它各省市典型计算题汇编演练 一、速度计算 1.（09江西）2009年1月1日9时整，江西首条湖底?在遵守交通规则隧道开通.这条隧道西起阳明东路京九线隧道，东至国威路和上海北路交叉口，全长1965m，双向6车道，其中湖底暗埋段550m.在湖底隧道口有一交通标志牌如图1所示,交通标志牌上数字的含义是什么?在遵守交通规则的前提下, 一辆小车通过湖底暗埋段至少需要多少时间? 2．“五一”假期,小明一家驾车外出旅游.一路上,所学的运动学知识帮助他解决了不少实际问题. (1)经过某交通标志牌时,小明注意到了牌上的标示如图所示.小明想了想,马上就明白了这两个数据的含义:从交通标志牌到上桥距离为18km,通过这段公路时汽车的行驶速度不能超过40km/h.若小明爸爸驾车通过这段路程用时30min,则汽车的速度为多少km/h的前提下,试计算从标志牌到上桥最快要用几分钟? (2)当汽车行至某高速公路入口处时,小明注意到这段高速公路全长180km,行驶速度要求为:最低限速60km/h,最高限速120km/h,小明看表此时正好是上午10:00,他很快算出并告诉爸爸跑完这段路程,必须在哪一段时间内到达高速公路出口处才不会违规.请你通过计算,说明小明告诉他爸爸的是哪一段时间? 问(1)从钦州到灵山的量程是多少?(2)乘坐直达快班车从钦州从到浦北,若以720Km/h的速度匀速行驶，需要多长的时间？二、质量与密度的计算 1、（07江西）“五·一”黄金周，征征和妈妈到无锡旅游，买了一只宜兴茶壶，如图 2所示 .她听说宜兴 茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的，很想知道这种材料的密度. 于是她用天平测出壶盖的质量为44.4g， 再把壶盖放入装满水的溢水杯中，并测得溢出水的质量是14.8g. （1）请你帮征征算出这种材料的密度是多少？ （2）若测得整个空茶壶的质量为159g，则该茶壶所用材料的体积为多大？ 2、小林家买了一辆载重汽车跑运输，若该车的车厢容积为3.5m×2m×6m，额定载质量为4t，问：（1） 如果车厢装满泥沙（泥沙的体积等于车厢容积），汽车载质量为多少？已知泥沙的密度为2.4×103kg/m3。 （2）为了行驶安全，汽车不能超载，如果不超载，此车最多能装多少立方米的泥沙？ 3、我国是一个缺水严重的国家，淡水资源总量为2.8×1012 m3，占全球水资源的6%，是全球13个人均 水资源最贫乏的国家之一，但是水资源的浪费却十分严重。小华看到一个水龙头常开不关，他对此进行 了测算，量得水龙头出水口直径为1.2cm，若水流出的速度为10m/s，那么，1s内从该水龙头流出多少 m3 的水，1h浪费了多少t的水。 三、压强计算 1．（02江西）质量为10kg的物体放在水平地面上，物体跟地面的接触面积为0.2m2．求： （1）物体对地面的压力F．（2）物体对地面的压强P．（g取10N/kg） 图1 图2 2015年北京市中考物理力学压轴题练习 (15个) (说明：可供2015北京中考师生复习使用，内含北京各区一模试题) 1.如图24所示,质量为60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货 物时,货物质量为130kg,工人用力F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g 取10N/kg) 求:(1)动滑轮重和力F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。 1．解：（1）第一次提升货物时，以人为研究对象 11F ' -=人G N ① 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，11F F =' 4 11动 G G F += ' ② 1分 第二次提升货物时，以人为研究对象 2 2F '-=人G N ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，22F F =' 4 22动 G G F += ' ④ 1分 图24 3 2 N N 21= ⑤ 把数据分别带入以上5个式子，解得：300=动G N 1分 F 1=400N 1分 F 2=300N （2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率： 81.25%4J 4001300J 4h F h G W 111=?=== 总有W η 1分 （3）第二次货物上升速度为0.1m/s ，人匀速拉绳的速度为 s m s m v /4.0/1.042=?=' 1分 W s m N v F P 120/4.03002 22=?='= 2.火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。栏杆全长AB =6m ，在栏 杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于O 点。栏杆的P 点安装转轴，转轴与支架C 连结，使栏杆能绕P 在竖直平面无摩擦转动，支架C 用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的B 端搁置在支架D 上，当支架D 上受到压力为F D 时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为G 人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是p 1；当他用力F 1竖直向下压A 端，使栏杆的B 端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是p 2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C 上。火车要通过时，他要在A 端用力F 2使栏杆由竖直位置开始离开支架C ，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B 端又搁置在支架D 上。已知AP =OP =1m ，PE = 2 3 m ，O 点到栏杆下边缘的距离OE =0.5m ，p 1∶p 2=2∶1，栏杆与配重的总重G 杆=2403N 。 求：（1）F D （2）G 人 （3）F 2的最小值，此时F 2的方向。（计算和结果可带根号）（6分） 解： （1）支架D 受到的压力F D 与支架D 对杆的支持力F B 是一对相互作用力，F D = F B 图22 高考物理力学实验复习题及答案 48．在“研究平抛运动”的实验中 （1）如图（a）所示，实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端的切线是否水平，请简述你的检查方法把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态。 （2）关于这个实验，下列选项中的会增大实验误差的有AC（填选项代号）。 A．斜槽末端不水平 B．斜槽轨道不光滑 C．实验小球为泡沫球 D．每次从同一高度无初速释放小球 （3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法，如图（b）所示：在轨道上从起点O点起，沿水平方向取两段连续相等的位移△x与曲线交于两点A、B，过A、B作水平线交于y轴，则OA、AB两段的竖直位移大小之比y1：y2＝1：3。 【解答】解：（1）检查斜槽末端切线是否水平，将小球放在槽的末端看小球能否静止，如果小球静止则斜槽末端切线水平。 （2）A、当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后不做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差，故A正确； B、只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦 力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差，故B错误； C、实验小球为泡沫球，则受到的阻力较大，因此小球不是做平抛运动，故C正确； D、根据实验原理，则要求每次从同一高度无初速释放小球，确保以同一初速度平抛运动， 故D错误。 故选：AC。 （3）平抛运动水平方向做匀速直线运动，水平位移相等，则运动时间相等，而竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可知，从起点开始，连续两个相等时间内的位移之比为1：3； 故答案为：（1）把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态；（2）AC；（3）1：3。 北京四中 编稿：王运淼审稿：陈素玉责编：郭金娟 高中物理实验（一） 力学实验 本周主要内容： 1、互成角度的两个共点力的合成 2、测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 3、验证牛顿第二定律 4、研究平抛物体的运动 5、验证机械能守恒定律 6、碰撞中的动量守恒 7、用单摆测定重力加速度 本周内容讲解： 1、互成角度的两个共点力的合成 [实验目的] 验证力的合成的平行四边形定则。 [实验原理] 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的 效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用 平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允 许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了 力的平行四边形定则。 [实验器材] 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹 簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。 [实验步骤] 1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。 3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。 4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。 5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。 6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。 7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。 [注意事项] 1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。 2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。 [例题] 1．在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是 A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小 答案：ACD 2．做本实验时，其中的三个实验步骤是： （1）在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。 （2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向。 以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？ 在（1）中是________________。 在（2）中是________________。 在（3）中是________________。 答案：本实验中验证的是力的合成，是一个失量的运算法则，所以即要验证力大小又要验证力的方向。弹簧秤的读数是力的大小，细绳套的方向代表力的方向。 （1）两绳拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“使橡皮条与绳的结点拉到O点” 2、测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） [实验目的] 1．练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 2．学习用打点计时器测定即时速度和加速度。 [实验原理] 1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是 【物理】中考物理力学专题训练答案及解析 一、力学 1．下列估测符合实际的是 A．人的心脏正常跳动一次的时间约为5s B．中学生的身高约为165m C．中学生的体重约为500N D．成年人步行的速度约为10m/s 【答案】C 【解析】 【详解】 A．人的脉搏在每分钟60次多一点，即心脏跳动一次的时间接近1s；绝不会慢到5s跳一次；故A错误； B．中学生的身高一般是170cm左右，170cm＝1.7m；绝不会达到165m；故B错误；C．中学生的质量一般在100斤即50kg左右，根据重力与质量的关系可得重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；故一名中学生所受的重力约为500N符合实际；C正确； D．人步行的速度一般在1.1m/s左右，达不到10m/s，故D错误； 故选C． 2．如图所示，厦门公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成，寓意绿色出行．关于人在水平路面上骑车时三者间的相互作用，以下说法正确的是（） A. 路面受到人的压力 B. 人受到路面的支持力 C. 自行车受到路面的支持力 D. 人和自行车都受到路面的摩擦力 【答案】C 【解析】【解答】根据题意知道，路面受到压力是自行车施加的，A不符合题意；人受到的支持力是自行车施加的，B不符合题意；自行车对路面的压力和路面对自行车的支持力是一对相互作用力，C符合题意；人受到的摩擦力是自行车施加的，D不符合题意， 故答案为：C。 【分析】一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的. 3．忽略空气阻力，抛出后的小球在空中运动轨迹如图所示，抛出后的小球由于（） A. 不受力，运动状态发生改变 B. 不受力，运动状态不发生改变 C. 受到重力作用，运动状态发生改变 D. 受到推力作用，运动状态发生改变 【答案】 C 【解析】【分析】（1）抛出的物体不再受到手的推力的作用，物体由于惯性要保持原来的运动状态． （2）地面附近的物体受到重力的作用． （3）物体的运动速度和运动方向的变化都属于运动状态的改变． 【解答】小球出手之前，和手一起运动，抛出的小球，不再受到手的推力，由于惯性保持原来的运动状态，继续前进．小球出手前后都受到重力作用，重力改变了小球的运动方向和速度，运动状态不断发生改变． 故选C． 【点评】（1）掌握抛出的物体不再受到手的作用，这个问题学生容易错误理解成还在受到手的作用． （2）掌握物体由于惯性保持原来的运动状态． （3）掌握地面附近的物体都受到重力作用． （4）掌握物体运动状态的改变保持物体运动速度的变化和方向的变化． 4．如图所示，质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下，当两个小环下落至与大环圆心等高时，小环所受摩擦力为f，则此时绳对大环的拉力为（） A. （M+m）g B. （M+2m）g C. Mg+f D. Mg+2f 【答案】 D 【解析】【分析】小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，大环受到向上的力是绳子对它的拉力F，受到向下的力有：大环的重力G、两个小环的摩擦力2f； 如图所示： 中考物理压轴题及答案四(力学) 解力学方法: (1)整体隔离受力分析方法 (2)压轴计算题时，通常会出现一套机械的多种状态，一定是先对各个不同状态做受力分析再列平衡方程（牛顿第一定律以及杠杆平衡条件）。列出平衡方程之后可能出现两种情况： (3)能够步步求解的问题（即条件比较多，能求出相关的一些力的大小，然后由平衡方程可以找到一个突破口，然后求出各个力） (4)有比例关系，需要通过一个共同的未知量来表示比例量，然后得到这个共同未知量的一个方程，从而解出这个未知量。解出这个未知量之后再通过不同状态的平衡等式可解出其他物理量（通常这个共同的未知量为G D） 例如： 【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，如图A、O两点间距离为40cm， B、O两点间距离为20cm，且OB 与水平面夹角为60°。A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2的盖板（盖板恰好能堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连。在水箱右侧的水平工作台上，有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，从而可以控制水是否能从出水口流出。若水箱中水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F1，工作台对人的支持力为N1；若水箱中水深为100cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F2，工作台对人的支持力为N2。已知N1与N2之比为9：7，盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，取g=10N/kg。求： （1）动滑轮所受的重力 （2）F1：F2 （3）当水位至少达到多高时，人无法拉起盖板。 图25 高中物理中的力学实验与创新 高考对学生力学实验的考查，主要有以下十一个实验：①研究匀变速直线运动；②探究弹力和弹簧伸长量的关系；③验证力的平行四边形定则；④验证牛顿第二定律；⑤探究做功和物体速度变化的关系； ⑥验证机械能守恒定律；⑦测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)；⑧描绘小灯泡的伏安特性曲线；⑨测定电源的电动势和内阻；⑩练习使用多用电表；?传感器的简单使用． 高考除了对课本中原有的学生实验进行考查外，还增加了对演示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实验方法加以重组，来完成新的实验设计．设计型实验将逐步取代对课本中原有的单纯学生实验的考查． 力学试验的解题策略在于：1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析． 一、力学试验解析： 1、游标卡尺和螺旋测微器的读数 【例1】用游标卡尺测得某样品的长度如图1甲所示，其读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a＝________mm. 图1 解析：根据游标卡尺的读数方法，读数为20 mm＋3×0.05 mm ＝20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为 1.5 mm＋23.0×0.01 mm＝1.730 mm. 答案20.15 1.730 【题后反思】1.游标卡尺的读数方法：由主尺读出整毫米数l0，从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数n，则测量值(mm)＝(l0＋n×精确度) mm.注意：(1)游标卡尺的精确度一般为游标尺上总刻度数的倒数．(2)游标卡尺不需要估读． 2．螺旋测微器的读数方法：测量值(mm)＝固定刻度指示的毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度上与固定刻度基线所对的刻度值(注意刻度值要估读一位)×0.01 mm. 【强化训练1】(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图2甲所示，则小球的直径d＝________ mm. 图2 (2)知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度．如图乙中画出了游标和圆盘的一部分．读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为________度． 答案(1)10.975 (2)20.6 解析：(1)螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50 2020年中考物理力学综合计算题 1.如图24所示,质量为60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货 物时,货物质量为130kg,工人用力F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g 取10N/kg) 求:(1)动滑轮重和力F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。 2.火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。栏杆全长AB =6m ，在栏杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于O 点。栏杆的P 点安装转轴，转轴与支架C 连结，使栏杆能绕P 在竖直平面无摩擦转动，支架C 用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的B 端搁置在支架D 上，当支架D 上受到压力为F D 时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为G 人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是p 1；当他用力F 1竖直向下压A 端，使栏杆的B 端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是p 2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C 上。火车要通过时，他要在A 端用力F 2使栏杆由竖直位置开始离开支架C ，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B 端又搁置在支架D 上。已知AP =OP =1m ，PE = 2 3 m ，O 点到栏杆下边缘的距离OE =0.5m ，p 1∶p 2=2∶1，栏杆与配重的总重G 杆=2403N 。 求：（1）F D （2）G 人 （3）F 2的最小值，此时F 2的方向。（计算和结果可带根号）（6分） 图24 １.关于重力的说法，正确的是( ）A.重力就是地球对物体的吸引力B．只有静止的物体才受到重力 C．同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 2.下列说法正确的是( ）Ａ.马拉车前进，马先对车施力，车后对马施力，否则车就不能前进 B．因为力是物体对物体的作用,所以相互作用的物体一定接触 Ｃ.作用在物体上的力,不论作用点在什么位置,产生的效果均相同D．某施力物体同时也一定是受力物体 ３.下列说法中正确的是（）A．射出枪口的子弹,能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用Ｂ.甲用力把乙推倒说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用 C.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力 D．任何一个物体，一定既是受力物体,也是施力物体 4.下列说法正确的是（ )A.力是由施力物体产生,被受力物体所接受的 B.由磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在 C.一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体又是施力物体 D.一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体 5．铅球放在水平地面上处于静止状态,下列关于铅球和地面受力的叙述正确的是（ ) A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变；铅球坚硬没发生形变 B.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变；铅球受到向上的弹力,是因为铅球也发生了形变 C.地面受到向下的弹力是因为铅球发生了弹性形变;铅球受到向上的弹力，是因为地面发生了形变 D．铅球对地面的压力即为铅球的重力 6.有关矢量和标量的说法中正确的是（ )A.凡是既有大小又有方向的物理量都叫矢量 B.矢量的大小可直接相加,矢量的方向应遵守平行四边形定则 C.速度是矢量,但速度不能按平行四边形定则求合速度,因为物体不能同时向两个方向运动 D.只用大小就可以完整描述的物理量是标量 ７.关于弹力的下列说法中，正确的是( )A.①②Ｂ.①③ C.②③ D. 中考物理试题---力学试题精选 一、选择题 5、工人们为了搬运一台笨重得机器,设计了如图所示得四种方案(机器下方得小圆表示并排放置得圆形钢管)。其中最省力得方案就是( ) 7、如图所示,小汽车受到得重力为G,它在平直得高速公路上以 90km/h得速度行驶时,受到地面得支持力为F。若考虑周围空气对它得影响,则下列关于G与F得大小关系正确得就是( ) A、G>F B、G＝F C、G 《中考物理压轴题练习》 1.如图1所示,质量为60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130kg,工人用力F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g 取10N/kg) 求:(1)动滑轮重和力F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。 2．小文的体重为600 N ，当他使用如图3所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 3 的重 物A 时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 Pa 。已知小文与地面的接触面积为4002cm 。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B 时，滑轮组的机械效率是80%。已知重物A 重物B 所受重力之比G A ︰G B =5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg 。 求：（1）提升重物A 时小文对地面的压力。 （2）物体A 的密度。 （3）在水中提升重物A 时滑轮组的机械效率。 （4）重物A 完全出水面后，以0.2m/s 的速度匀速上升， 小文拉绳的功率P 。 图3 3．如图5所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg ，工作时拉动绳子的功率恒为400W 。第一次提升质量为320kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F 1，对地面的压力为N 1；第二次提升质量为240kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F 2，对地面的压力为N 2。已知N 1与 图1 课时作业(二十六)[第26讲本单元实验] 基础热身 1．在验证机械能守恒定律的实验中： (1)下列实验操作顺序正确合理的一项是________(填序号) A．先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上 B．先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源 C．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源 D．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源 (2)质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图K26－1所示，相邻计数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2.则(保留3位有效数字)： ①打点计时器打下计数点B时，重锤的速度v B＝__________m/s； ②从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量ΔE p＝______________J，动能的增加量ΔE k＝__________________J； ③实验结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 图K26－1 2.在用如图K26－2所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是() 图K26－2 A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D．通过打点计时器打下的纸速来测定小车加速过程中获得的平均速度 技能强化 3．2011·德州模拟关于“探究动能定理”的实验，下列叙述正确的是() A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 图K26－3 4．2010·安徽卷利用如图K26－3所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v0和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案． A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v0 B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v0 2019年高考物理试题分类汇编：力学实验 1．(2018全国理综).（11分） 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz 的交流电源，打点的时间间隔用Δt 表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的填空： ①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。 ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。 ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m 。 ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。 ⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s 1，s 2，…。求出与不同m 相对应的加速度a 。 ⑥以砝码的质量m 为横坐标 1a 为纵坐标，在坐标纸上做出1m a -关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1 a 与m 处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。 （2）完成下列填空： （ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。 （ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s 1、s 2、s 3。a 可用s 1、s 3和Δt 表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s 1、s 3的情况，由图可读出s 1=__________mm ，s 3=__________。 由此求得加速度的大小a=__________m/s 2 。 （ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。 【解析与答案】（1）间距相等的点。（2）线性 （2）（i ）远小于m (ii)2 1 3213)(50)5(2t s s t s s a ?-=?-= cm s 43.225.168.31=-= 中考物理力学综合试题 方法二：（比较物体与液体的密度大小） (1)ρ液 ρ物，下沉； (2)ρ液 ρ物，上浮、漂浮； (3)ρ液 ρ物，悬浮 3、实验探究 1、如图所示是认识浮力的探究实验． （1）将物体悬挂在弹簧测力计下端，如（a ）实验所示，物重G= N ． （2）当用手向上托物体时，如（b ）实验所示，手对物体向上的托力F= N ． （3）当物体浸入水后，如（c ）实验所示．将（c ）实验与（a ）、（b ）实验对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力．水对物体的浮力F 浮= N ． （4）该实验是通过 物理方法，建立起浮力概念的． 2、一体积为2×10-5m 3的铁块浸没在水中，则铁块受到的浮力为 。 3、质量为1kg 密度为0.4×103kg/m 3的木块，在水中静止后所受到的浮力是（ ） A ．10N ； B.50N ； C.9.8N ； D.24.5N 4、如图所示，三个体积相同的球放在盛有水的容器中，处于静止状态，则（ ） A 木球受到的浮力大； B 铁球受到的浮力大 C 铜球受到的浮力大； D 以上说法都不正确 5、将一边长是10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木 块静止时，从杯中溢出600g 水，如图3所示。求：（计算时取g=10N/kg ） （1）木块受到的浮力； （2）木块受到的重力和木快的密度； （3）木块下表面受到水的压强。 6、实验探究：影响浮力大小的因素 例1、为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了如图10.1-8所示的实验： （1）你觉得合理的实验顺序是 。 （2）选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小 。 图3 1、科技小组制造了一个装置，如图为原理示意图，MN 为水平轨道，轨道上套着滑套H 。固定在底座D 上的电动机乙通过定滑轮能使H 沿轨道向左滑动。已知底座放置在水平地面上，底面积为100cm 2，电动机乙和底座共重50N 。固定在地面上的电动机甲通过滑轮组，以0.2m ／s 的速度匀速提升物体A 时，电动机作用在甲绳端的拉力为F 1，滑轮组的机械效率为η1。匀速提升物体B 时，电动机甲作用在绳端的拉力为F 2，且21F F ＝3 2已知物体A 、B 的体积相 同，密度之比ρA :ρB ＝7:12。（不计绳重及轮与轴间的摩擦，g 取10N ／kg ）求 （1）提拉物体A 时的机械效率； （2）若物体A 重14N ，电动机甲匀速提升物体A ，3s 时间内所做的功； （3）当物体B 悬在空中，滑套H 以0.1m ／s 的速度匀速向左运动时，电动机乙绳端拉力T 的功率是1W ，底座D 对地面的压强。 2、如图所示是某同学用滑轮组提升水中物体A 的示意图。物体A 所受重力G A 为800N ，当物体A 完全在水面下被匀速提升的过程中所受浮力F 浮为100N ，该同学对绳子竖直向下的拉力 为F 1，水平地面对该同学的支持力为N 1，滑轮组的机械效率为η1。当物体A 有一半的体积露出水面时，该同学对绳子竖直向下的拉力为F 2，水平地面对他的支持力为N 2。该同学所受重力G 人为600N ，N 1:N 2＝7:6。（不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，g 取10N ／kg ）求: （1）物体A 的密度ρA ； （2）动滑轮所受的重力； （3）物体完全在水中匀速上升过程中滑轮组的机械效率η1。（结果保留整数） 高中物理力学实验专题训练(有答案) 力学实验专题训练 2017、04 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A 、B ，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m 1和m 2．实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩， 然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t 1、t 2． （1）图22⑴为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d 时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为 mm ，乙同学测得的示数为 mm 。 （2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： 被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 P E 2.为验证“动能定理”，某同学设计实验装置如图5a 所示，木板倾斜构成固定斜面，斜面B 处装有图b 所示的光电门. (1)如图c 所示，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d ＝ (2)装有挡光条的物块由A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t ，则物块通过B 处时的速度为________ (用字母d 、t 表示)； (3)测得A 、B 两处的高度差为H 、水平距离L .已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g ，为了完成实验，需要验证的表达式为_______________ _.(用题中所给物理量符号表示) 3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图10甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时 01234 01234 5 45 50 45 可动刻度固 定 刻 度 固定刻度 高中力学实验专题 高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。 在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。 （一）打点计时器系列实验中纸带的处理 1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm 。 2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔，即T=0.02n （s ）。一般取n ＝5，此时T=0.1s 。 3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得： 1s S I =，12s s S II -=，23s s S III -=，34s s S IV -=，45s s S V -=，56s s S VI -= （物理）中考物理力学题20套(带答案) 一、力学 1．一物体在地球上的重力为20N，该物体可能是（） A．一只蚂蚁B．一头猪C．一只大象D．一只鸡 【答案】D 【解析】 根据G=mg，可得，2kg可能是一只鸡，一只蚂蚁的质量太小，一头猪和一只大象的质量均太大．故选D． 2．在如图所示实验中，将小铁球从斜面顶端由静止释放，观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁，再次将小铁球从斜面顶端由静止释放，观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出的结论是（） A. 小铁球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力 B. 磁铁对小铁球没有作用力 C. 力可以改变小铁球的运动方向 D. 力可以使小铁球发生形变 【答案】 C 【解析】【解答】A. 小铁球在桌面上继续运动是因为小球具有惯性，A不符合题意； B. 磁铁能够吸引铁质物品，所以磁铁对小铁球有吸引力，B不符合题意； C. 在磁铁对小铁球的吸引力作用下，小球改变了运动方向，故可以说明力可以改变小铁球的运动方向，C符合题意； D. 小铁球的运动方向发生了改变，但没有发生形变，所以不能说明力可以使小铁球发生形变，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状.（物体形状或体积的改变，叫做形变.） 3．用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等，做一个如图所示的橡皮筋测力计．下列说法中错误的是（） A. 刻度可以标在牙膏盒上 B. 可以把回形针上端当作指针 C. 可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度 D. 不同橡皮筋做的测力计量程都相同 【答案】 D 【解析】【解答】A、牙膏盒相当于弹簧测力计的外壳，A不符合题意； B、回形针相当于弹簧测力计的指针，B不符合题意； C、钩码的质量已知，当挂在橡皮筋上时对橡皮筋的拉力等于钩码的重力，可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度； D、不同橡皮筋在相等的拉力作用下伸长的长度不同，即不同橡皮筋做的测力计量程不相同，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】根据弹簧测力计的构造和此装置对比分析得出答案。 4．如图所示，物体沿斜而匀速下滑，其受力分析正确的是（） A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】【解答】物体沿斜而匀速下滑时其受三个力的作用：重力（方向：竖直向下）、斜面对物体的支持力（方向：垂直于斜面向上）、摩擦力（方向：沿着斜面向上）。 【分析】分析物体的受力情况分析判断。 故答案为：D。 5．如图所示，厦门公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成，寓意绿色出行．关于人在水平路面上骑车时三者间的相互作用，以下说法正确的是（） A. 路面受到人的压力 B. 人受到路面的支持力高中物理专题七实验(力学实验)教案
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