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1、题型二力学实验力学的范围比较广泛,中考命题的变数也比较大,这一部分的探究题难度不大,但是比较灵活,安徽力学探究题主要考查密度(质量)的测量,牛顿第一定律及其探究、二力平衡的条件的探究、摩擦力、动能势能的影响因素、杠杆的平衡条件、各种简单机械的机械效率的探究等。解力学探究题首先要深入了解课本上实验的原理和方法,做到了如指掌,才能对探究实验题做到万无一失;其次是掌握探究的方法,要熟练运用“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等方法。1.密度的测量例1(2016辽宁丹东中考,30,8分)小红想测量冰红茶的密度,小丽想测量一块小矿石的密度,于是二人利用已学过的相关物理知识,做了如下实验:(1)小红利用
2、天平(含砝码)、量筒、烧杯测量冰红茶密度,过程如下:她将天平放在水平台上,调节横梁平衡后如图甲所示,她操作中的错误是;改正错误后,用天平测出烧杯和冰红茶的质量是117g;将烧杯中的冰红茶倒入量筒一部分,示数如图乙所示;再用天平测出烧杯和剩余冰红茶的质量,砝码和游码的示数如图丙所示;请你将实验的相关数据填入表中:(2)小丽利用弹簧测力计、矿石、水、烧杯、细线测量矿石密度,请将她的实验过程补充完整:用细线拴住矿石,并用弹簧测力计测出矿石的;将矿石在装有适量水的烧杯内,不要碰到烧杯底部和烧杯壁,并记录此时弹簧测力计的示数F;矿石密度的表达式为石=(用所测物理量的字母表示,水的密度用水表示)。答案:(
3、1)游码没有移至标尺左端零刻线处方法归纳本题考查了测量物体密度的方法,本题中测量物体密度所用到的知识包括密度知识和阿基米德原理,是一道综合实验题,考查了学生的分析能力和综合能力。解题时关键是知道托盘天平是如何使用的,做到放、调、测、收的方法正确。在调整平衡时,使用前要知道指针右偏平衡螺母向左调,指针左偏平衡螺母向右调;测量中调平衡时是通过加减砝码或移游码来实现平衡的。2.机械效率的测量例2(2016湖南衡阳中考,28,8分)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙
4、”)图所示装置做的实验。(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率(选填“越高”“不变”或“越低”)。(4)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍然计算出第3次的机械效率=(保留3位有效数字)。答案:(1)匀速(2)乙(3)越低(4)83.3%方法归纳本题考查了学生对测滑轮组机械效率实验的理解。在使用滑轮组时,滑轮组还要克服一些机械摩擦,要测量滑轮组的机械效率,需使物体上升,测出G、h、F、s,根据公式计算。在比较影响滑轮组的机械效率时采用的是控
5、制变量法。3.探究影响滑动摩擦力大小的因素例3(2016福建南平中考,28,4分)如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。(1)拉着木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为N。(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出,滑动摩擦力大小与有关。(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法是,测出滑动摩擦力的大小,再和实验(选填“甲”或“乙”)进行比较。
6、答案:(1)4.2(2)压力大小(3)先将丙实验中木块上的砝码取下甲解析 :(1)在实验中,小明用弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由题图甲知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为4.2N,所以摩擦力为4.2N。(2)甲、乙接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,可得滑动摩擦力与压力大小有关。(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。方法归纳本题考查了
7、二力平衡条件、转换法、控制变量法等在探究实验中的运用,同时考查了影响滑动摩擦力大小的因素。在测量滑动摩擦力大小时要匀速拉动弹簧测力计,才能保证拉力与滑动摩擦力大小相等。探究影响滑动摩擦力的因素主要有压力、接触面的粗糙程度、运动的速度、接触面积的大小。1.(2016四川攀枝花中考,27)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉衣、木板等),让小车自斜面顶端由静止开始滑下,观察同一小车从同一斜面的同一高度滑下后,在不同表面上运动的距离,如图所示。(1)结论:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。(2)推理:如果运动物
8、体不受力,它将永远做匀速直线运动。解析:(1)由实验现象可知,表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;(2)假如小车受到的阻力为零,那么就没有阻力可以改变小车的运动状态了,小车将以恒定不变的速度永远运动下去,即做匀速直线运动。2.(2016黑龙江绥化中考,28)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)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。从该实验中得
9、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。以下实例中应用该结论的有AD。(选填字母)A.菜刀要经常磨一磨B.书包要用宽的背带C.汽车限重D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。解析:(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,这是转换法的运用。(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小。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。A.菜刀要经常磨一磨,是为了在压力
10、一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意;B.书包要用宽的背带,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,不合题意;C.汽车限重,是在受力面积一定时,减小压力,减小对路面的压强,不合题意;D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意。故选AD。(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他的操作步骤是把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。3.(2016四川雅安中考,20)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。(1)实验中,首先必须检查压强计能
11、否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差(选填“好”或“差”)。调节好压强计后,U形管两边液面相平。(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此,他判断图甲中的液体是酒精,他的判断是错误(选填“正确”或“错误”)的;接着他改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。(3)比较图乙、丙,得出探头浸入液体的深度越深(选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。(4)小敏发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管
12、两边液柱的高度差不变,表明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。解析:(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差。(2)小敏把探头分别浸入到题图甲、乙中的两种液体(水和酒精)中,由图可知,没有控制探头所在的深度相同,所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小,故他的判断是错误的。(3)研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,故小敏应该比较题图乙、丙;探头浸入液体的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。(4)在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边的液面
13、高度差相同,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。4.(2016江苏宿迁中考,22)小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验中,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量力臂。(2)实验过程中,将钩码悬挂于图中A点,保持阻力、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂L1和对应的动力F1,并记录在表中。请根据表中数据,在坐标系中绘制出L1与F1的图象,根据图象
14、中实验数据可知,当L1为0.5m时,F1为0.6N。(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是拉力的力臂变小。解析:(1)当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。(2)根据表格中数据进行描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:从图象上读出一组数据,当动力F1=0.75N时,对应的动力臂L1=0.4m,根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂的乘积F2L2=F1L1=0.75N0.4m=0.3Nm,根据题意可知,阻力与阻力臂的乘积保持不变,(3)保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉
15、力的力臂变小,但是阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的拉力会变大。5.(2015江苏南通中考)用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表。(1)沿斜面拉动物体时,应使其做匀速直线运动。(2)根据图中测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为95.2%。由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,摩擦力越小,机械效率越大。(3)第1次实验中,木块所受摩擦力为0.43N。解析:(1)沿斜面拉动物体时,为使弹簧测力计的示数稳定,便于读数,所以应尽量使物体做匀速直线运动。(2)由题图可知,第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F=0.7N,则斜面的机械效率比较两次的机械效率可知,第2次机械效率大,斜面的倾斜程度相同,小车所受的摩擦力小,由此可得结论:斜面倾斜程度相同时,摩擦力越小,机械效率越大。(3)由第1次实验的数据可知,沿斜面拉木块做的有用功W有=Gh=4N0.15m=0.6J,拉力做的总功W总=Fs=1.1N0.9m=0.99J,则额外功W额=W总-W有=0.99J-0.6J=0.39J,
