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1、教材重点实验22个一、测量固体的密度1. 小明利用如图所示的装置测量蜡块蜡的密度,并进行了如下操作：如图甲所示,蜡块静止时,弹簧测力计的示数为F1； 如图乙所示,用细线将合金球系在蜡块下方,将它们浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为F2； 如图丙所示,将蜡块拉出水面静止时,弹簧测力计的示数为F3.请针对以上操作回答下列问题：在操作中将蜡块和合金球逐渐浸入水的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力的大小与有关.该蜡块密度的表达式为蜡 .以上操作顺序会使测得的密度比实际密度,为使测量值更准确,甲、乙、丙的合理顺序应为.小明在测量了蜡块的密度后,又想测量合金球的密度,但没有天平,于是他找来量
2、筒、小玻璃杯和水,用如图丁所示的步骤测量出合金球的密度,由图丁可知：合金球的体积V球cm3,合金球的质量m球g,合金球的密度球g/cm3.第1题图答案物体排开液体的体积 水偏小甲、丙、乙10303解析根据阿基米德原理可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关；由图乙,并根据弹簧测力计示数差法有G总F2水g；同理,由图丙有,G总F3水gV球,G总F2水gV蜡G总F3,F3F2水gV蜡,V蜡,m蜡,所以蜡水；由于图丙中将蜡块提出后带出一些水,所以使得F3示数偏大,由上面得出的密度表达式可知测出的密度值偏小,所以可将丙放在乙的前面；由图丁中的a、c两步可以求出合金球的体积为V球40 mL30 mL10
3、 mL10 cm3,由图丁中的a、b两步可以求出合金球的质量为m球水V排1 g/cm3 cm330 g,进而可以求出合金球的密度为球3 g/cm3.2. 如图所示,小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量.第2题图小明用天平、大杯、小杯和密度为水的水测一石块密度,如图甲、乙所示.天平平衡时如图甲所示,石块的质量m g.小明测量石块体积的操作步骤如下：a.测出空小杯的质量m1；b.把装了水的大杯和空的小杯如图乙放置；c.把石块缓缓放入大杯中,大杯中部分水溢进小杯；d.测出溢出水的小杯总质量m2；请你指出步骤b的错误之处：.用本题中出现过的物理量符号表示石块体积为V.石块密度为石_.小红
4、利用圆柱形容器、刻度尺和一个塑料小碗,设计了一个测石块密度的实验,如图丙、丁所示.请按照他的设计思路完成下列步骤.A. 将圆柱形容器放在水平桌面上并装入适量的水；B. 让塑料小碗漂浮在水面上,测出容器内的水深为H1,如图丙所示；C. 当把石块放入塑料小碗中,漂浮在水面时,测出容器内的水深为H2,如图丁所示；D. ；E.则石块的密度表达式为石.答案 67 大杯中的水没达到杯子最高处水 将石块从塑料小碗中拿出,放入水中,记下水面的深度为H3水解析石块质量m50 g10 g5 g2 g67 g；若大烧杯中的水未满,则放入石块后溢出水的体积就不是石块的体积,水面要与溢出口平齐；石块体积就是溢出水的体积
5、,即V；石块密度水；因为石块放在小碗中,处于漂浮状态,则F浮G石,即水gV排m石g,水gSm石g,则m石水 S；又因为石块体积V石S,所以石水.二、测量液体的密度3. 为确定某种未知液体的身份,小明的实验小组自己动手想一探究竟,他们利用天平和量筒进行了多次测量.第3题图把天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,在称量物体质量时,他在天平右盘中加、减砝码后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线左侧,这时他应进行的操作是.如图甲所示,是天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码所在的位置,则称得烧杯和液体的质量m g.小明用两个相同的烧杯分别装入高度相同的水和未知液体,并标记液面的位置,然后找来一个塑料圆柱体,
6、分别放入两个烧杯中,发现塑料圆柱体均漂浮在液面上,如图乙、丙所示.他利用刻度尺量出放入塑料圆柱体时两个烧杯内液面变化的高度分别为h1和h2,则未知液体的密度表达式为.小明回想刚才的实验,发现他将塑料圆柱体从水中取出来后直接放入未知液体中进行测量的做法会导致实验得出的结果.他们对测量方法进行修正后,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了mV图像,如图丁所示.由图像可知该液体的密度为g/cm3.答案向右移动游码49 液偏小 0.8解析称量过程中指针指在分度盘的左侧,则要在加减砝码后,通过移动游码来使天平平衡.如图甲所示,砝码质量为5 g20 g20 g45 g,游码所对的刻度值为4 g,因此物体
7、的质量为45 g4 g49 g；由于在两烧杯中塑料圆柱体均处于漂浮状态,固有Gmg水gV1,Gmg液gV2,即水gV1液gV2,液；因为塑料圆柱体从水中取出时沾有水,放入未知液体时会使液面上升高度变大,从而使h2变大,因此测出的密度偏小；由图像可知,当烧杯中没有液体时,烧杯的质量为25 g；当烧杯中液体的体积为25 mL时,烧杯和液体的总质量为45 g,由此可知烧杯中液体的质量为20 g.所以液体的密度为0.8 g/cm3.4. 在实验课上,海涛在吸管的下端装入适量的小钢珠后用蜡封住并使底部平整,自制土密度计并测定盐水的密度,如图甲所示,将密度计放入液体中呈漂浮状态,h为密度计底到液面的距离.
8、第4题图海涛同学在吸管的底部放入小钢珠的目的是.漂浮时,密度计受到的浮力自身重力,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积.海涛将自制的密度计放入水中时,测得h水为6 cm,而将该密度计放入盐水中,测得h盐水为5 cm,则该盐水的密度为 kg/m3,吸管下表面受到水的压强吸管下表面受到盐水的压强.有两根粗细不同的吸管甲和乙,甲管较粗,乙管较细,装入小钢珠后质量相同.你认为选吸管制成的密度计更好,理由是_.邻桌的小红将自制的密度计放入液体中时,密度计却沉到容器底,不能进行液体密度的测量,如图乙所示,请提出一种改进方法.答案使密度计能够竖直漂浮在液体中 等于越小1.2103等于乙乙管较细,使密度计
9、上两条刻度线之间的距离大一些,测量结果更准确减少吸管下端的一些小钢珠解析密度计重心越低越稳定,为了使密度计能够竖直漂浮在液体中,所以在吸管的底部放入适量的小钢珠；根据漂浮条件,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力相等,因此密度计在水中与在盐水中所受的浮力大小相等,即：F浮液gV排,当液体密度越大时,V排会越小,即密度计排开液体的体积越小；密度计放入水中时,测得h水为6 cm,则F浮水G,即水gV排水G,密度计放入盐水中时,测得h盐水为5 cm,则F浮盐水G,即盐水gV排盐水G,则水gV排水盐水gV排盐水,水gS0.06 m盐水gS0.05 m,解得盐水1.2103 kg/m3；根据浮力的产生
10、原因：浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面的压力差可知,F浮F下F上F下0p下S0p下S；由于浮力相等,所以p下相等,故吸管下表面受到水的压强等于吸管下表面受到盐水的压强；为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些；因为VSh,所以要使h变大,应减小S,即选用较细的乙管；为了让密度计能竖直地漂浮在液体中,应减少吸管下端的一些小钢珠.三、研究影响滑动摩擦力大小的因素5. 某物理小组在探究活动中测量滑块与木板间的滑动摩擦力.实验装置如甲图所示,在表面粗糙的木板上放置一滑块,绳的一端系在滑块上,通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端系在固定在铁架台上的弹簧测力计的挂钩上.实验时,可在滑块上
11、增加砝码并拉动木板运动.请回答下列问题：第5题图F/N1.01.52.02.53.0f/N0.40.60.81.01.2若某同学进行实验得到如表格所记录的实验数据.请根据表格中的数据在图乙所给的坐标中作出滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小之间的关系图像,根据图像可以得出f与F之间的关系是.实验中,滑块受到的滑动摩擦力的方向是,用这种方法测出的摩擦力将比真实值偏,其原因是_.若某同学将滑块沿竖直方向截去一半后,再做实验测得弹簧测力计的示数变小,他认为：滑动摩擦力的大小随着接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是_.该实验有一些优点也存在不足,请说明本实验的一个优点：_.答
12、案如答图所示接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小成正比水平向右小绳子和定滑轮间存在一定的摩擦没有控制压力大小不变不需要弹簧测力计做匀速直线运动第5题答图解析在作图时,首先要根据表格数据进行描点,然后将各点用平滑的曲线连接起来,分析图像,观察摩擦力的大小与接触面受到的压力的大小变化情况,可得出它们之间的关系为接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小成正比；长木板向右运动,滑块相对于长木板向左运动,因此滑块受到水平向右的摩擦力；由于绳子与滑轮之间存在摩擦,所以用这种方法测出的摩擦力将比真实值偏小；整个实验中,需要掌握控制变量法,滑动摩擦力的
13、大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,所以探究滑动摩擦力大小与其中一个量之间的关系时需要控制另外一个量不变,将滑块沿竖直方向截去一半后,滑块的压力发生变化,同时接触面积也发生变化,所以无法得出滑动摩擦力的大小与接触面积的关系；掌握二力平衡条件的应用,在实验中拉动木板做匀速直线运动,此时滑块受力平衡,滑动摩擦力大小通过弹簧测力计的示数体现,滑块受到的摩擦力与弹簧测力计受到的拉力大小相等.该装置的优点是不需要弹簧测力计做匀速直线运动,弹簧测力计的读数稳定等.6. 为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明做了以下实验：第6题图第次：把木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数,并记入下表中；第次：把木块侧放在水平长木板上,用同样的方法拉木块,记下相应的示数；第次：把两块相同的木块叠在一起平放在水平长木板上,用同样的方法拉木块,记下相应的示数；第次：把木块平放在铺有毛巾面的水平长木板上,用同样的方法拉木块,记下相应的示数.比较两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积.比较两次实验数据,可以得出的结论是：接触面粗糙程度一定时,_
