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1、热点题型专练重难点23实验研究（二）力学重点实验【解题思路】力学实验主要包括：1.测量平均速度；2.研究二力平衡的条件；3.摩擦力的测量；4.密度的测量；5.研究影响浮力大小的因素；6.考据阿基米德原理；7.研究液体压强的特点；8.研究杠杆的平衡条件；9.研究阻力对物体运动的影响；10.研究影响滑轮组的机械效率的因素；11.研究影响动能大小的因素。高频考点集中在3、4、5、8、11.解力学研究题，与解一般研究题的思路与步骤同样，先读懂题意，知道研究的对象是什么，尔后依照学过的知识灵和对付。例1.（2019德阳市）以下列图是研究杠杆平衡条件的几个实验状况：（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的地址静
2、止，此时杠杆_（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，接下来调治杠杆两端的螺母，使杠杆处于_。（2）如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平川点平衡，应在B点挂_个质量均为50g的钩码。（3）如图丙所示，现给你一个量程为02N的弹簧测力计，若干个50g的钩码，钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平川点平衡，则在C点地方挂钩码的最多个数为_个。【答案】（1）达到（2）水平川点平衡（3）3（4）6【简析】第一明确本题是研究与杠杆的平衡条件知识相关的内容。无论是研究平衡条件，还是运用平衡条件解决问题，都必定要知道杠杆的平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂（F1
3、L1=F2L2）.再结合对阻力、阻力臂、动力、动力臂的区分，杠杆的调治等知识。（ 1）杠杆保持静止，处于平衡状态，因此图甲所示状态达到了平衡。但是我们在研究杠杆平衡条件时是让杠杆在水平川点平衡，这样重力的方向与杠杆自己垂直，力臂与杠杆重合，便于直接从杠杆上测量力臂的大小；这里杠杆的右端较高，因此我们要将平衡螺母应向右端搬动使杠杆在水平川点平衡。（2）设杠杆上的一个小格长为L，一个钩码重为G，由杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2可得:（左1边）2G3L=（右边）nG2L，解得n=3，因此需要在B处挂3个钩码。（3）依照题意知道，当F作用点应在最左端，且F=2N，F的方向垂直杠杆向上，即竖直向上时
4、，动力臂为最长，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知：此时在C点地方挂钩码的最多，即nG4L=F6L，解得：n=6。【注意】要充分结合力学特点求解问题，比方做受力解析、应用力学规律解析、简单计算等。例2.（2019达州市）小明按以下步骤完成研究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验a.如甲图所示，将木块A平放在长木板B上，慢慢地匀速拉动木块A.保持弹簧测力计示数牢固，并记录了其示数。b.如图乙所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上,慢慢地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数牢固，并记录了其示数。c.如图丙所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，慢慢地匀速拉动木块A,保持弹簧
5、测力计示数牢固，并记录了其示数。（1）该实验主要采用的研究方法是。（2）由两图可知:当接触面粗糙程度一准时，接触面碰到的压力越大，滑动摩擦力越大。（3）由甲乙两图可知:当接触面碰到的压力一准时，接触面越租糙滑动摩擦力越（选填“大”或“小）.（4）实验后小组交流谈论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现:当F为3N时，木块A有对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动，则长木板B碰到地面的摩擦力大小为N.（5）实验拓展:如图1所示，放在水平川面上的物体C碰到方向不变的水平拉力F的作
6、用，F-t和v-t图像分别如图2、图3所示。则物体C在第4秒时碰到的摩擦力大小为_N.【答案】（1）控制变量法（2）甲、丙（3）大（4）不需要1.8（5）4【简析】（1）比较甲乙图，压力同样（都等于A的重力），接触面的粗糙程度不同样；比较甲丙图，接触面粗糙程度同样（都是A与木板），在压力不同样，丙比甲大。因此本实验采用了“控制变量法”研究问题。（2）比较甲丙两图，他们的接触面都是A与木板，粗糙程度同样，但是甲的压力只有A的2重力，摩擦力为1.2N；丙的压力为A的重力加钩码的重力，摩擦力为1.4N。由此能够看出：当接触面的粗糙程度一准时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）比较甲乙两图：压力相等，均
7、为A的重力，甲中接触面为木板，摩擦力为1.2N;乙的接触面为毛巾，摩擦力为1.6N，毛巾的粗糙程度比木板大。由此能够得出：在压力同样时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（4）由丁图可知：拉动木板运动时，只要保持A静止不动，A就碰到平衡力作用，拉力与摩擦力平衡。因此不需要木板做匀速直线运动。木块A有对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动，B碰到A的摩擦力和B与地面的摩擦力,方向水平向右，即F=FA+F地=3N.由甲图可知，A与木板间的摩擦力为1.2N，因此B与地面之间的摩擦力为F地=F-FA=3N-1.2N=1.8N.（5）由图3可知：在6-9S时物体处于匀速直线运动状态，此时的拉力等于滑动摩擦
8、力，从图2可知为4N。物体在3-6S内加速运动，拉力为6N.由于摩擦力与物体的运动的快慢没相关系，因此在4S时所受的摩擦力仍旧是4N。【注意】我们在解题时必然要注意研究的对象与哪些因素相关，哪些因素没关。记住相关公式是最简略的方法，如由p=gh可知液体压强只与液体密度和深度相关；由Ep=mgh可看出重力势能只与物体的重力大小和高度相关等。【真题再现】1.（2019铜仁市）小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有。（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度（选填“较大”或“较小”）（3）
9、经测量，S1=0.9m，S2=0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录以下列图，则小车在S3上的平均速度是m/s。【答案】（1）刻度尺（2）较小（3）0.5【简析】（1）“测量小车的平均速度”的实验原理是V=S/t.因此需要测量行程S的刻度尺和测量时间t的计时器。（2）若果斜面坡度较大，小车下行的速度讲很快，测量时间时来不及反应，会造成较大的误差，因此应该使斜面的坡度较小。（3）由图可知：s3=s1-s2=0.9m-0.4m=0.5m;t3=1s.V3=s3/t3=0.5m/0.1s=0.5m/s。32. （2019北京市）某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力
10、的大小，采用了以下列图的实验装置。（1）他用弹簧测力计水平拉动木块A，应使木块A沿水平桌面做直线运动。（ 2）请你画出（1）中木块A的受力表示图，并解析说明这种运动状态下，弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依照。【答案】（1）匀速（2）见以下列图；由于木块A做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，因此fF，则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。【简析】（1）测量滑动摩擦力的原理是二力平衡：当物体匀速直线运动时，物体处于平衡状态，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力.因此用弹簧测力计水平拉动木块A，应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动，这样做的目的
11、是便于测出木块所受滑动摩擦力的大小。（2）木块A沿水平桌面做匀速直线运动，物体处于平衡状态，受平衡力作用。木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f，二力平衡；在竖直方向上受重力G和支持力F支，二力平衡。受力表示图以下列图。3. （2019福建省）如图，“考据阿基米德原理”的实验步骤以下：用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；将物体吞没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；4测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；分别计算出物体碰到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小
12、可否同样。回答以下问题：（1）物体吞没在水中，碰到水的浮力F浮，被排开的水所受的重力G排。（用上述测得量的符号表示）（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：（a）；（b）。（3）物体没有完满吞没在水中，（选填“能”或“不能够”）用实验考据阿基米德原理。【答案】（1）GFG1G2（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等（3）能【简析】（1）由称重法测浮力可知：物体吞没在水中，碰到水的浮力：F浮GF；被排开的水所受的重力：G排G1G2；（2）实验产生误差的原因：（a）测力计的精确程度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水
13、未倒净，排开的水未全部流入小桶等。（3）物体没有完满吞没在水中，依照上面的方法，仍旧能够用F浮GF计算浮力，G排G1G2排开水的重力，因此仍旧能用本实验考据阿基米德原理。4（2019郑州市）以下列图是小琴在“研究杠杆的平衡条件”的实验装置。（1）实验前，应调治两端的平衡螺母使杠杆在地址平衡；这样做的目的主若是为了便与测量。（2）如图甲所示，在杠杆A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆平衡，此时弹簧测力计的示数应为N：当斜拉弹簧测力计，再次使杠杆平衡时，则弹簧测力计的示数将（选填“变大”。“变小”或“不变”）。（3）小琴将杠杆的B地址挂在支架上，在E点挂质量为m的钩码，此时杠杆平衡（如图乙）。用刻度尺测出O到B的距离为L1和E到B的距离为L2，能够计算出杠杆的质量m杆。（用字母表5
