二力学

史旭东

近年中招考试对于力学实验的考查主要有：物体密度的测量、重力与质量的关系、探究阻力对运动物体的影响、影响滑动摩擦力大小的因素、探究二力平衡的条件、影响压强大小的因素、测量大气压的实验、浮力的大小跟哪些因素有关、杠杆平衡条件、简单机械的机械效率、动能和势能大小跟哪些因素有关等。考题多以测量工具的正确使用考查实验操作技能，以控制变量法、转换法的应用考查科学研究方法，以实验的设计考查实验能力和科学探究能力。

预计2014年中招试题中力学实验必会考查。考查的重点将会有实验仪器的使用和读数、结果的计算、用图象处理实验数据得出实验结论、误差的分析及物理方法的考查。在实验试题中，体现实验过程和实验操作细节。把实验的真实情景以试题的形式在试卷上重现，特别值得注意。

（一）测密度实验

实验突破

1.原理：密度公式ρ=mv

2.测物体密度

（1）测固体的质量

①用天平直接测出物体的质量m。

②用弹簧测力计测出物体的重G，物体的质量m=G/g。

图1（2）测固体的体积

①形状规则固体用刻度尺测出其几何长度，算出体积V。

②形状不规则密度大于水的固体（如石块），借助于量筒和水，用“排水法”测体积V（如图1所示），V=V2-V1。

③密度小于水且不溶于水（如蜡块），用“针压法”测蜡块的体积。向量筒中倒入适量的水记下体积V1，将蜡块放入量筒中，用细铁丝将其压入水中，使其浸没在水中，记下体积V2，V=V2-V1；还可用“悬重法”测蜡块的体积,如图2所示,体积V=V3―V2。

图2④密度小于水且具有吸水性的固体（如软木塞）,借助于量筒和其他不易被水吸收的液体或粉末状的固体替代水，用“排体积法”测体积V=V2-V1。

（3）固体的密度

①形状规则的固体ρ=mV。

②形状不规则密度大于水的固体ρ=mV2－V1。

③密度小于水且不溶于水的固体ρ=mV3－V2。

④密度小于水且具有吸水性的固体ρ=mV2－V1。

注：式中体积如（2）中所述；若质量是用弹簧测力计测出物体的重G，则上面物体的密度表达式中的m用G/g代换。

（4）测液体的密度

①用天平称出盛有适量液体的烧杯的总质量m1；把烧杯中液体倒入量筒中一部分，记下量筒中液体的体积V；称出烧杯和烧杯中剩下液体的总质量m2，计算出液体的密度ρ=m1－m2V。

②评估：实验中，先称出空烧杯的质量，再称液体和烧杯总质量，然后将液体全部倒入量筒。由于烧杯内液体残留，使得所测体积偏小，所以密度偏大。

3.利用浮力测固体和液体的密度

（1）利用浮力知识测定固体密度时，首先要有能够对物体产生浮力的液体,此类问题中所涉及的液体一般是密度已知的水。

弹簧测力计法：（所用物体密度大于液体和水的密度）：分别用弹簧测力计测出物体的重力G和物体浸没在液体中的拉力F,物体密度表达式：ρ=GG－Fρ水。

漂浮法（所用物体密度小于液体和水的密度）：用量筒分别测出物体的体积V和物体漂浮在水中排开水的体积V排，物体密度表达式：ρ=V排Vρ水。

（2）利用浮力知识测定液体密度时，除了待测密度的液体外，一般还有密度已知的水、及一个能分别浸在水及待测液体中的固体。处理此类问题时，一般是将“被固体排开的那部分待测液体”确定为研究对象，此研究对象的质量通常由阿基米德原理F浮=G排间接测得；其体积通常利用这部分体积与固体浸入液体中的体积相等这一关系得出。

弹簧测力计法（所用物体密度大于液体和水的密度）：物体的密度为ρ物，用弹簧测力计分别测出物体的重力G和物体浸没在液体中的拉力F,液体密度表达式：ρ液=G-FGρ物。

漂浮法（所用物体密度小于液体和水的密度）：物体的密度为ρ物，用量筒分别测出物体的体积V和物体漂浮在水中排开水的体积V排，液体密度表达式：ρ液=VV排ρ物。

试题演练

1.(2013•长春)如图3所示，用天平和量筒测量某金属块的密度。

图3（1）调节天平平衡时，将游码移到标尺的零刻度线处，此时指针位置如图3甲所示，要使横梁平衡，应将平衡螺母向端旋动。

（2）用调节好的天平称金属块的质量，当横梁平衡时，右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图3乙所示，则金属块的质量为g。

（3）用量筒测金属块的体积，如图3丙所示，则该金属块的密度为g/cm3。

2.（2013•枣庄）为了测量小正方体物块的密度，同学们设计了如下甲、乙两个实验方案。

甲方案：

①用托盘天平测出小正方体的质量m；

②用直尺测出小正方体的边长，然后计算出它的体积V；

③根据公式ρ=m/V，求小正方体的密度。

乙方案：

①用直尺测出小正方体的边长，然后计算出它的体积V；

②用托盘天平测出小正方体的质量m；

③根据公式ρ=m/V，求小正方体的密度。

（1）下列对甲、乙两个方案的评价正确的是（填选项符号）。(这个空没有附答案)

A.甲方案正确，乙方案错误

B.甲方案错误，乙方案正确

C.甲、乙两个方案都正确

（2）托盘天平使用前都要进行调节：把它放在桌面上，使游码左侧与零刻度线对齐。调节横梁平衡时，发现天平的指针偏向分度盘的右侧，此时将平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，直到横梁平衡。

图4（3）小正方体放在托盘天平的左盘进行称量，天平重新平衡后，右盘上有10g的砝码一个，游码所对刻度值如图4所示，小正方体的质量为g；若测得它的体积为10cm3，则小正方体物块的密度为g/cm3。

3.（2013•牡丹江）在学习了测量物质密度后，爱探究的小明想测出某种未知液体的密度，具体操作如下。

（1）液体质量：天平平衡时，放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图5甲所示，则称得烧杯和液体的质量m为g。

图5（2）液体体积：将烧杯中的液体全部倒入量筒中，液面达到的位置如图5乙所示，则该液体的体积V为mL，尽管体积测量方法正确，但大家对他的实验过程及结果进行评估时，发现液体的体积测量值比它的实际值要（填“偏大”或“偏小”）。

（3）小明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“m-V”图象，如图5丙所示，由图象可知该液体的密度为g/cm3。

4.（2013•江西）科学家发现从空气中取得的氮的密度是1.2572kg/m3，从氨中取得的氮密度是1.2505kg/m3。数据的细微差异引起了科学家的注意，进一步研究中发现了新的气体——氩。这一实验说明密度是物质的一种，应用密度可以物质。

小姬同学像科学家一样去探索水的密度：

图6【设计实验与进行实验】

（1）用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；

（2）烧杯中倒入适量的水，测出它们的总质量m2，则这些水的质量为；

（3）将烧杯中的水倒入图6所示的量杯中，测出水的体积V；

（4）算出水的密度ρ。

【评估】

请找出实验中的两个不足之处：（1）；（2）。

【提出问题】

改进实验后，小姬同学测得这些水的密度为1g／cm3，水常见的形态有固态、液态、气态。她想水在固态和液态时的密度是一样的吗?

【设计实验与进行实验】

将这些水凝固成冰进行实验，所获得的实验数据如下表：实验序号冰的质量

m/g冰的体积

V／cm3冰的密度

ρ／(g/cm3)136400.9245500.9354600.9【分析与论证】分析数据得到的结论是

。

5．(2013•菏泽)小明利用托盘天平和量筒测量老醋的密度。

（1）调节天平时，游码移至左端，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，要使天平平衡，他应该（）

A.把横梁右端螺母向右旋出一些

B.把横梁右端螺母向左旋进一些

C.把天平右盘的砝码减少一些

D.向右移动游码

（2）天平平衡后，小明开始测量：测量步骤如图7所示，正确的操作顺序是：（填字母代号）。

图7A.用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量

B.将待测老醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和老醋的总质量

C.将烧杯中老醋的一部分倒入量筒，测出这部分老醋的体积

（3）根据图中数据计算可得：老醋的密度是kg/m3。

6．小明用图8所示的方法粗测出橡皮泥的密度。请你将小明测橡皮泥密度的实验步骤补充完整，并用测得的物理量表示出橡皮泥密度的表达式。

实验步骤：（1）适量的水倒入圆柱形玻璃容器中，用刻度尺测出容器中水的深度h1。

图8（2）橡皮泥捏成实心的球状后放入容器中（如图8甲所示），用刻度尺测出此时容器中水的深度h2。

（3）。

橡皮泥密度的表达式：ρ=（用实验中所测物理量的字母和ρ水表示）。

7．（2013•成都）九年级寒假时，小王同学从西岭雪山带回了一块坚硬的矿石。他利用家庭实验室的器材测出了这块矿石的密度，测量过程中，他取g=10N/kg。他可用的器材有：天平（最大称量为200g）、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计（量程为5N）、细线、水。

图9（1）小王同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500ml的矿泉水重些，于是他没有直接用天平（附砝码）来测矿石的质量。你认为他的理由是。

（2）小王同学用图9甲所示的装置进行测量，图中杠杆水平，细线竖直。他正确操作后，读出弹簧测力计的示数为2.4N，则该矿石的质量为m=kg。

（3）其他同学用如图9乙所示的方法测出了矿石的体积。其做法是：

A.将矿石放入烧杯，往烧杯中加入适量的水，让矿石浸没，在水面到达的位置做上标记；

B.取出矿石；

C.用量筒往烧杯中加水，直到。

（４）用量筒往烧杯中加水时，他先加了100ml水，接着又取了50ml水，继续往烧杯中加，到达要求后，量筒中剩余的水如图9丙所示。则矿石的密度ρ=kg/m3。

8．小丹想测量一个贝壳的密度，只准备有天平、大烧杯、小烧杯、细线和水，她的测量方法如下：

图10（1）用天平测出贝壳的质量，天平平衡时右盘砝码的质量、游码在标尺上的位置如图10甲所示，贝壳的质量m=g。

（2）测出空小烧杯的质量m1。

（3）装有水的大烧杯和空的小烧杯如图10乙放置（水至溢水口）。

（4）细线悬挂贝壳缓缓浸没于大烧杯中，有部分水溢出进入小烧杯。

（5）测出承接了溢出水的小烧杯的总质量m2。

由上述实验得到溢出水的体积是：（水的密度用ρ水表示），贝壳的密度是：。（以上两空用本题中出现过的物理量符号表示）。

9.有一块火山石可以漂浮在水中，小明用天平、量筒和水等器材测量这块火山石的密度，实验步骤如下。

图11①用天平测出石块的质量m，天平的示数如图11所示。

②向量筒中倒入V1=60ml的水。

③用细线系住石块，放入量筒，用细铁丝将其压入水中足够长时间，水面到达V2=65ml处。

④取出石块，水面降到了V3=58ml处。

⑤小明认为石块体积的测量不够准确，石块的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积，于是又向量筒中加水到60ml处，将刚才取出的石块表面吸附的水清除后，再次没入量筒的水中，此时水面到达V4=66ml处，请解答下列问题。

（1）该实验原理为（用物理符号表示）。

（2）在步骤④中，水面未回到60ml处的原因是。

（3）请你根据小明的实验思路，将有关数据及计算结果填入以下表格的空白处。

物理量

实验次数火山石

块的质

量m/gV1V2V3V4火山石

块的体

积V/cm3火山石块

的密度

ρ/g•cm-3160655866（4）观察表格的设计，请你指出其中存在的两处不足（相同类型的不足点只写一条）。

①。②。

（二）运动和力实验

实验突破

1.重力与质量的关系

【实验方法与步骤】

（1）钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在预先设计好的表格中。

（2）以质量为横坐标、重力为纵坐标描点，连接这些点，观察连线情况。

【实验结论】

实验表明

（1）质量增大几倍，重力也增大几倍；物体所受的重力跟它的质量成正比。重力与质量的比值是个定值，即：g≈9.8N/kg。

（2）以质量为横坐标，重力为纵坐标描点，连接这些点，发现：所有的点都在同一条直线上，其直线方程为：G=9.8m。若将常数9.8用以物理符号g表示，则为：G=mg。

2.阻力对物体运动的影响

（1）实验采用控制变量法：每次让小车从斜面上相同的高度由静止滑下，控制小车到达水平面的初速度相同。实验还采用转化法：观察不同阻力对小车运动的影响，小车滑行的距离越短，小车受到的阻力越大。理想化推理的方法：进一步推理得出运动的物体如果不受力，将做匀速直线运动。

（2）通过观察物体在水平面上运动的距离的大小，来说明阻力对物体运动的影响。为了保证物体在水平面上开始运动的速度相等，必须让物体从斜面上的同一高度自由滑下。

3.滑动摩擦力的大小与什么因素有关

（1）实验采用了控制变量法；利用转换法，把物体受到的摩擦力的大小，转换为拉力的大小。

（2）实验时弹簧测力计必须匀速拉动木块，使木块在水平方向受到的拉力和摩擦力相平衡。实验过程中利用二力平衡的原理，利用等效的思路测出拉力的大小等于摩擦力的大小。实验时注意物体要在水平面上做匀速直线运动，拉力要沿水平方向。

4.探究二力平衡的条件

（1）通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的；实验尽量使物体在同一方向上只受两个力(要研究的是两个力)，不受其他力。比如选用光滑桌面，避免摩擦力对实验的影响。

（2）用控制变量法逐一研究二力平衡的三个条件。

试题演练

图121.小丽同学用如图12所示的毛刷探究摩擦力的方向。他发现当毛刷在静止的桌面上向左滑过时，刷毛偏向右侧；当手握毛刷不动，向左移动桌面时，刷毛偏向侧。研究上述现象小丽做出初步判断：当手握毛刷不动，刷毛接触向右运动的传送带时，刷毛偏向（填“左”或“右”）侧。

图132.探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小明让鸡蛋分别从斜面上的A、B、C三处由静止释放(图13)，撞击静止在水平面上的另一只相同的鸡蛋。实验结果是，第一次两只蛋都破；第二次甲蛋完好乙蛋破；第三次两只蛋都不破。接下来的步骤是（）

A．得出“与鸡蛋动静无关的”结论

B．得出“静止的鸡蛋更易破”的结论

C．在B处释放再重复做几次实验

D．分别在A、B、C处释放再重复做几次实验

3.思思要探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细绳、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图14所示。

实验次数摆幅（m）小球质量（kg）摆长（m）时间（s）10.10.030.81.820.10.040.81.830.20.040.81.840.20.0412.0图14（1）实验器材中还应该有：。

（2）思思完成了实验并将数据记入上表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与有关，该实验所用的科学探究方法是：。

4.在实验室中，若要让你通过实验“探究物体重力大小与质量的关系”。

（1）需要的器材有：。

（2）你在下面表格的基础上，在第一栏的空白处填上适当的项目，完成实验记录表的设计。

实验序号①②③（3）实验至少需要三次以上测量的原因是

。

（4）通过多次实验，发现物体重力与质量的比值始终是一个定值，则可以得出实验的结论是。

5．地球附近的物体都要受到重力，小娴同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。

图15（1）如图15甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数，该弹簧测力计的分度值是N，请将此时弹簧测力计的示数填入下表的空格处；这个数值应填N。

（2）请你根据表格中的实验数据，在图15乙中做出重力随质量变化的图象。

次数1234质量m/kg0.10.20.30.4重力G/N134（3）由图象可知：物体的重力跟物体的质量成；你认为在太空站工作时，用同样的器材（填“能”或“不能”）完成该探究。

6.承载着中华民族“飞天梦”的“神舟十号”飞船顺利升空。

图16（1）“神舟十号”使用了我国自主研制的新型合金材料，这种材料具有密度（填“大”或“小”）、硬度大等诸多优点，如图16所示是利用火箭将“神舟十号”发射升空的情景，该过程中涉及的物理力学知识是（写出一点即可）。

（2）王亚平是我国第二位女宇航员，她随“神舟十号”进入太空轨道后，王亚平的质量（填“变小”、“变大”或“不变”）。“神舟十号”在绕地球轨道运行时，“神舟十号”受（填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。

（3）“神舟十号”与“天宫一号”对接后，若宇航员将在“天宫一号”太空舱中进行下列科学实验，其中不能完成的是（填序号）。

A.用天平测量物体的质量

B.用弹簧测力计测量物体的重力

C.用刻度尺测量物体的长度

D.用秒表测量时间

E.用温度计测量温度

图177．实验桌上有如下器材：已经组装好的倾角固定的斜面和长木板（如图17所示），小车，毛巾，棉布，刻度尺。请你从上述器材中选用部分器材，设计一个实验探究：“在受到的阻力大小一定时，小车在水平面上运动的距离s与小车在斜面上由静止开始下滑的高度h是否成正比”。要求：

（1）写出实验步骤。

（2）设计出实验数据记录表。

8．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出以下几种猜想：

A.与接触面之间的压力有关

B.与物体运动速度有关

C.与物体间接触面积的大小有关

D.与物体间接触面的粗糙程度有关

他们用如图18所示的实验操作验证他们的猜想。

图18(1)实验时，应拉着弹簧测力计沿水平方向做运动。

（2）比较甲图和图弹簧测力计的示数可以验证猜想。（填写序号）

9.小明在做探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验，实验过程如图19所示。

图19（1）实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应沿水平方向拉动，且使它在固定的水平面上运动。根据的条件可知，此时木块所受的滑动摩擦力与弹簧拉力的大小。这种测摩擦力的方法是（填“直接”或“间接”）测量法。

（2）比较a、b两图说明滑动摩擦力的大小与有关；比较两图说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。

（3）上述实验中，对于摩擦力大小的测量你认为是否准确？请你作出评价。

答：

。

10.在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的活动中。

图20（1）图20甲，将各个面粗糙程度都相同的长方体木块放在水平桌面上，用弹簧测力计水平向右匀速拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力的大小为N。

（2）将木块沿竖直方向切成相等的两块A和B，并把B叠放在A上，用弹簧测力计水平向右拉动A，使A和B一起做匀速直线运动，如图20乙所示，则弹簧测力计示数将（填“变大”、“变小”或“不变”），你判断的依据是

。

（3）在图20甲中所示实验情景中，若水平拉动木块使其向右做加速运动，则此过程中（）

A.木块受到的摩擦力逐渐增大

B.木块受到的摩擦力逐渐减小

C.绳对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力

D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对相互作用力

11.图21所示是小明探究“运动和力的关系”的实验装置，实验时让滑块从斜面同一高度自由滑下进入粗糙程度不同的水平面，观察记录滑块在粗糙程度不同的水平面上运动的距离大小。

图21下表是小明组的同学记录的实验数据。

接触面滑块受到摩擦力大小

（大、较大、小）滑块在水平面上的

运动距离s/cm毛巾大9棉布较大21玻璃小39图22（1）分析实验数据可知：平面越光滑，滑块受到的摩擦力越，滑块运动的距离就越。

（2）进一步推理，如果运动的滑块受到的摩擦力减小到零，则滑块将会（填“停止”或“一直”）运动下去；或者说运动的物体如果不受力，物体将处于状态；同理，静止的物体如果不受力，物体将处于状态。

（3）物理学家总结了笛卡尔、伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。为了纪念他对物理学做出的杰出贡献，人们以他的名字命名为的单位。

(4)现实生活中，物体都要受到力的作用，却也能保持静止状态或匀速直线运动状态，这与上述的物理定律（填“矛盾”或“不矛盾”）。如图22所示，跳伞运动员在空中可以沿直线匀速下降，原因是。

12.在图23中的各种情景，物体都是被匀速提起。请仔细观察图23(b)、(c)、(d)中所示的实验操作情景和弹簧测力计的测量结果，然后归纳得出实验所述物理现象的初步结论。

图23（1）分析比较图(a)与(b)或(a)与(c)或(a)与(d)可得：；

（2）分析比较图(b)与(c)与(d)可得：。

13．小宇骑车时发现“不踩踏脚板，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初速度有关。为探究其中的奥秘，他搭成一斜面，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。

（1）探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系时，小宇应让小球在（填“同一”或“不同”）粗糙面上滑行，改变小球到达水平面的。他应怎样改变这一因素：

。

（2）探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图24甲所示，由此得到结论：；通过进一步推理可以得到：运动的物体如果不受阻力作用，将。

图24（3）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图24乙所示的实验：将A、B两个小球先后从同一斜面，高度分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：

。

14.如图25甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

图25（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向，并通过调整来改变拉力的大小。

（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片（填“能”或“不能”）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究

。

（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：。

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图25乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是。

A.减少摩擦力对实验结果的影响

B.小卡片是比较容易获取的材料

C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡

D.小卡片容易扭转

（三）压强、浮力实验

实验突破

5.压力的作用效果跟什么因素有关

（1）利用小桌、砝码和泡沫塑料等器材进行实验，只改变某一可能的量，让压力产生不同的作用效果，再根据实验现象总结结论。

（2）本实验采用控制变量的方法分别研究压力的作用效果随压力的变化和受力面积的变化而发生的变化。本实验是用显示效果的物体的形变程度来说明压力的作用效果的。本实验中，每次实验要保证显示效果的物体不变，否则将得不出正确的实验结论。

6.探究液体压强的特点

（1）将压强计的探头放入盛水容器中同一深度处，改变探头方向，观察压强大小。增加探头在水中的深度，观察压强的变化。换用不同液体，观察在深度相同时压强是否与密度有关。

（2）实验所说的深度是液面到液体内部某点的垂直高度，不是该点到液体底部的高度。本实验描述结论时要注意控制变量：同种液体，内部压强随深度的增加而增大；深度一定时，液体内部的压强随液体密度的增大而增大。

7.用弹簧测力计粗略测量大气压强

（1）将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，挤出里面的空气，用弹簧测力计钩着挂钩缓慢拉动，直到吸盘脱离板面。记录刚刚拉脱板面时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力。量出吸盘与桌面的接触面积，算出大气压强的值。

（2）所用的吸盘不能太大，吸盘蘸水是为了便于排尽里面的空气，刚刚拉脱板面时读数要快、准，这样做可以减小误差。

8.探究浮力的大小等于什么

（1）用称重法测出物体在水中受到的浮力，同时测出物体受浮力时排开液体的重力，然后比较二者之间的数量关系。

（2）先根据二力平衡知识，求出F浮=G-F(在液体中弹簧测力计的示数)。注意换用不同的液体重复实验，验证结论是否具有普遍性，每次实验溢水杯都要加水至溢水杯口。

试题演练

1．在探究影响压力作用效果的因素的实验中，将同一个砝码、同一张小桌分别正、倒放在同一个装砂子的玻璃槽中(如图26所示)。实验中压力的作用效果通过表现出来。这个实验控制的变量是，探究的是对压力作用效果的影响。

图262．小刚用矿泉水瓶做实验：（1）将两个相同的矿泉水瓶如图27甲放置，验证的是压力的作用效果与的关系。（2）他在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再马上盖上瓶盖看到瓶子瘪了，如图27乙所示，验证的是的存在。（3）他在矿泉水瓶中装水，在侧壁扎了三个小孔，观察到如图27丙所示的现象，验证的是液体。

图27图283．在做托里拆利实验时，若将玻璃管如图28所示竖直放置，玻璃管内水银面的上方是。当大气压为1标准大气压时，玻璃管内外水银面的高度差h为m。当换用更细的玻璃管进行此实验时，玻璃管内外水银面的高度差将。

4．水平桌面上的两个相同容器中装有甲、乙两种液体。小亮同学先将微小压强计U形管的两液面调到，他再把同一支压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的相同深度处，观察到U形管中两次液面的不同，如图29所示。由此可知，两种液体中（填“甲”或“乙”）液体的密度较大。

图295.在研究液体压强的实验中，老师出示了如图30甲所示的装置，并向装置中加入一定量的水，此时你观察到的现象是，这说明:。稍后老师用如图30乙的压强计探究液体内部压强的规律，而小明认为没必要，利用图30甲装置即可。于是小明将图甲装置中的水倒掉后，把它缓慢地浸入水中（如图30丙），你将观察到的现象是。若要探究液体内部压强的特点，（填“甲”或“乙”）装置更适合，请你说出最主要理由：。

图306.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时，做了如图31甲、乙所示的实验。

图31（1）实验能够得到的结论是。

（2）若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应再做图（填“丙”或“丁”）所示实验。这里所用的实验方法是。

7．如图32所示是小明同学探究“液体内部压强规律”的实验，请你和小明同学一起回答下面的问题：

图32（1）将压强计的探头放入水中，通过观察U形管两侧液面的来判断探头处水的压强大小。

（2）比较乙图和丙图，可以得到：在同一深度，液体向各个方向的压强。

（3）比较丙图和丁图，可以得到：同一种液体里，液体的压强随的增加而增大。

（4）小明同学通过实验探究某液体内部的压强p与深度h的关系，根据实验数据绘出了如图33所示的图象。（g取10N/kg）

图33①该液体50cm深处的压强是Pa。

②该液体的密度是kg/m3。

图348．如图34是小刚做“估测大气压的值”的实验示意图。

（1）请将下列实验步骤补充完整。

A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。

B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器中的活塞时，记下弹簧测力计的示数，即等于大气对活塞的压力F。

C．用刻度尺测出注射器的，记为l，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=。

D.最后计算出此时大气压的数值P=（写出表达式）。

（2）A步骤中活塞推到底端并用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是。实际实验测量的结果与真实值之间总有比较大的偏差，可能的原因是（写出一条即可）。

9．(2013•宜昌)在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，如图35所示。

图35（1）为了测得大气压的值，这时必须测量。如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部，则观察到的现象是。

（2）某同学也利用此装置，把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，管中的水柱下降，如果这时在管顶开一个小孔，水柱向上喷出。（均填“会”或“不会”)

10．实验桌上有如下器材：天平一架、薄刻度尺一把、足够深的大水槽一个、底面积为S的细长平底试管一支、足量的水与细沙、小汤匙一个、抹布一块。要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比。”请写出实验步骤并画出实验数据记录表。

11．小刚在学习了浮力的知识后，得到了这样的结论：物体在密度大的液体中受到的浮力就大，在密度小的液体中受到的浮力就小。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小刚的观点是错误的。请写出实验步骤和实验现象。

12.薛明同学听到一则新闻报道，以色列一名工程师用硬纸板做出一辆自行车能承重200kg，听后他觉得不可思议。他想纸板承受压力的大小与什么因素有关呢？于是他进行了猜想：

猜想1：纸板承受压力的大小可能与纸板的形状有关。

猜想2：纸板承受压力的大小可能与纸板的大小有关。

图36为了验证猜想是否正确，他找来了一张大的纸板进行探究。他在这张大纸板上分别裁出两张大小为40cm×10cm的小纸板A、B和一张大小为40cm×20cm的小纸板C，并准备了弹簧测力计、两个相同的木块、若干重物。设计了以下实验方案：

步骤一：将纸板A用两木块支撑起来，如图36甲所示，在纸板的中间不断增加重物，直到它塌下去，记录此时重物的重力G1。

步骤二：保持两木块的距离不变，将纸板B弯成拱形，如图36乙所示，在拱形纸板的上面不断增加重物，直到它塌下去，记录此时重物的重力G2。

步骤三：保持两木块的距离不变，将纸板C用两木块支撑起来，如图36丙所示，在纸板的中间不断增加重物，直到它塌下去，记录此时重物的重力G3。

请你回答下列问题：

（1）比较实验数据发现G2＞G1，可以验证猜想（填写序号）是（填“正确”或“错误”）的。利用上述结论，薛明同学对水库大坝的形状进行设计，设计的四种大坝形状俯视图如图37所示，下列最合理的设计是（）

图37（2）比较实验数据G3与（填“G1”或“G2”）的大小，可以验证猜想2。

（3）受步骤二现象的启发又提出新的猜想：

猜想3：拱形纸板承受压力的大小可能与拱形纸板拱起的程度有关。

为了验证猜想3，请你帮薛明同学在上述操作的基础上继续设计实验方案：

步骤四：在这张大纸板上再裁出大小与（填“B”或“C”）一样的小纸板D，，在拱形纸板的上面不断增加重物，直到它塌下去，记录此时重物的重力G4。比较实验数据G4与G2的大小，可以验证猜想3。

13．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、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材。实验步骤如下：

图38（1）用图38甲所示的方法测出金属块受到的重力大小为N。

（2）用图38乙所示的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积，大小为cm3。

（3）公式F浮＝ρ水gV排，计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为N。（g取10N／kg）

（4）比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小，可知金属块浸没在水中时会（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。

14.小红同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油）对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究，图39所示表示探究过程及有关数据。

图39（1）分析图A、B、C、D，说明浮力大小跟有关。

（2）分析图，可初步说明浮力大小跟液体密度有关。

（3）图中被金属块排开的煤油重是N。

（4）小红想探究浮力大小与物体形状是否有关，她找来一小团橡皮泥、烧杯和水进行实验。

步骤一：将橡皮泥团放入盛有适量水的烧杯中，橡皮泥团下沉至杯底。

步骤二：将橡皮泥团捏成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上。

a.根据上述现象可以判断出：第一次橡皮泥团受到的浮力（填“>”、“<”或“=”）第二次呈“碗状”时受到的浮力。

b.小红通过比较橡皮泥团上述两次受到的浮力大小，得出了浮力大小与物体形状是否有关的结论。

全班交流时，大家发现小红在实验中有一个错误，你认为该错误是：。

15．庆林要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图40所示的探究。

图40（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知物体排开液体的体积越大，所受的浮力。

图41（2）实验结束后，庆林绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图41所示。分析图象可知：

①曲线（填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。

②该金属圆柱体所受重力为N，金属圆柱体完全浸没时受到的浮力为N。

16.小华用自制的密度计测量盐水的密度。

实验器材：刻度尺、粗细均匀的圆柱形小木棒、小螺丝钉、烧杯、水、待测盐水。

实验步骤：

①在细木棒的下端钻入小螺丝钉，在细木棒上刻上刻度，制成自制密度计。

②把自制的密度计放入盛水的烧杯中，静止后读出细木棒浸入水中的长度l1。

③把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后读出细木棒浸入水中的长度l2。

图42请将上面实验的步骤补充完整(图42)，并回答下列问题：

（1）细木棒的下端钻入小螺丝钉是为了。

（2）密度计是利用条件工作的，被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积（填“越小”或“越大”）。被测盐水的密度表达式：ρ盐水=（不计小螺钉的体积）。

17．在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图43所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。

图43液体

种类实验

序号物体

重力

G物（N）弹簧测力

计示数

F（N）物体受

到浮力

F浮（N）排开液

体体积

V排（cm3）水

ρ水=1.0g/cm31232501.01.01000.51.5150酒精

ρ酒精=0.8g/cm345620.4501.20.81000.81.2150（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为N，第一次实验中物体所受的浮力F浮=N。

（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大。

（3）请你计算出第一次实验中物体排开的水受到的重力G排=N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证原理。

（4）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越；于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示；当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的N处对应标上0.8g/cm3字样，聪明的他就将图甲所示的装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。

（四）简单机械、功和能实验

实验突破

9.探究杠杆的平衡条件

（1）研究动力、动力臂与阻力、阻力臂之间满足什么关系时杠杆能够平衡。

（2）实验前调节杠杆在水平位置平衡，是为了消除杠杆自重对实验的影响，最终方便测量力臂。实验过程中调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量动力臂和阻力臂的大小。

10.探究滑轮组的机械效率

（1）实验采用控制变量法。实验原理为η=W有W总×100%=GhFs×100%=GnF×100%。

（2）测量滑轮组的机械效率时，可以不用刻度尺，用弹簧拉滑轮组对物体进行匀速拉动。有用功为提高物体时所做的功，总功为拉力F所做的功，额外功为克服动滑轮和绳自重所做的功和克服摩擦所做的功。提高滑轮组的机械效率应设法增大G或减小F。

11.动能大小与哪些因素有关

（1）实验采用控制变量法，研究动能与质量的关系时，需要控制物体在水平面上开始运动时的速度相同，为此，应让不同质量的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下；研究动能大小与速度的关系时，需要控制质量相同，为此，应让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下。实验中采用转换法，通过比较木块被钢球撞击距离的大小，来比较钢球的动能大小。

（2）本实验要采用尽量光滑的斜面且斜面的倾斜程度不能变。每次实验时用于显示钢球动能大小的木块不能更换，这样才能得出正确结论。

12.重力势能大小与哪些因素有关

（1）让重物从一定高度落下，砸到盛有沙子的容器中。实验采用了：①控制变量法，研究重力势能与质量的关系时，需要控制重物初始的高度相同；研究重力势能大小与高度的关系时，需要控制重物的质量相同。②转换法，通过比较沙子被砸的凹陷深度来比较重物的重力势能大小。

（2）在力学性质相同的沙子中进行实验，也可以在厚橡皮泥上面进行实验。

图44试题演练

1．小华探究杠杆的平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为50g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。小华调节杠杆两端的将杠杆调节后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图44所示。为使杠杆保持原来的状态，应该在支点O左侧的B点处悬挂个钩码。

2．小梅在探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系实验过程中，根据部分实验数据绘制出如图45所示的图象。请根据图象信息分析，当动力F1为0．5N时，动力臂l1为cm，从图中可以看出动力越大，动力臂。

图453．小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F=。

G/N2345678F/N0.91.31.72.12.52.93.3图464．（2013•德阳）某同学利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆的平衡条件，如图46所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂l1和l2的大小，他测力臂的方法是(填“正确”或“错误”)的。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，则杠杆(填“仍平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”)。图47

5．（2013•鄂州）如图47所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6N。

（1）实验时沿方向拉绳子自由端最省力，且应拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图47所示，则滑轮组的机械效率是。

（2）若不计摩擦仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将（填“增大”、“减小”或“不变”）。

6.小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，小宁保持阻力为3N、阻力臂为0.2m不变，然后改变动力臂l1和动力F1，并保持杠杆水平平衡，分别测量出动力臂l1和动力F1的数据如下表所示。请你根据实验条件和实验数据帮助小宁归纳出动力F1跟动力臂l1的关系：杠杆水平平衡时，在的条件下，F1=。

l1/m0.30.250.20.150.10.05F1/N22.4346127．（2013•海南）图48所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表。

斜面的倾

斜程度物块

重（N）斜面高

（m）沿斜面拉

力(N)斜面长

（m）机械

效率较缓100.15.0120%较陡100.36.7145%最陡100.58.4160%图48（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使物块做运动。

（2）比较表中“物块重”和“”两栏对应的数据，可知斜面是一种（填“省力”或“费力”）的简单机械。

（3）本实验研究了对斜面机械效率的影响，其影响规律是

。

8．小明同学利用如图49所示的装置做“研究动能大小与速度大小的关系”的实验，他使用同一小球A，三次让小球在斜面上开始释放的高度越来越高，观察发现小球A到达水平面时的速度，且小球推动木块B在水平面上滑动的距离越来越远。这说明。

图499．（2013•茂名）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块运动的远近，如图50所示。下列说法中正确的是（）

图50A．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小

B．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系

C．这样做的目的是研究物体的动能大小与高度的关系

D．这样做的目的是研究物体的动能大小与速度的关系

10．（2013•聊城）如图51所示，是把小球放在相同的斜面上自由滚下，撞击静止在水平面上的木块进行的实验。能说明物体的动能与物体的速度有关的是()

图51A．甲、丙B．乙、丙

C．甲、乙D．甲、乙、丙

11．在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）小丽把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向端移动，使杠杆在水平位置平衡。

（2）图52甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂个相同的钩码。

图52（3）图52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，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F（填“变大”、“不变”或“变小”），原因是

。

（4）研究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的F、l数据，画出F和1/l的图线如图52乙，由图52乙可得出杠杆平衡的条件是F与l成比，根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是m。

12．实验台上有如下实验器材：一个带支架的均匀杠杆（杠杆质量不计，相邻刻度线之间的距离相等），钩码若干。小明利用上述实验器材设计了如下实验（实验中为了读数方便，钩码只挂在杠杆的刻度线处）。

①调节杠杆水平平衡。

②在杠杆左侧A位置挂钩码G1，右侧B位置挂钩码G2使杠杆水平平衡，分别测得左右两侧钩码重G1和G2，并记录。

③在不改变A和B位置的情况下，多次改变G1和G2数值，使杠杆水平平衡，并分别记录G1和G2数值。

实验完毕，小明根据记录的实验数据绘制了如图55乙所示的G2和G1关系图，如果将钩码对杠杆左侧施加的力视为动力，钩码对杠杆右侧施加的力视为阻力，请你回答下列问题：

（1）符合杠杆平衡条件，根据图53乙，请在图55甲中的杠杆上标出A点和B点。

（2）根据图53乙，可初步得到：在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，阻力G2与动力G1满足的关系是。

图53图5413.（2013•安徽）某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G（如图54乙），再按图56甲所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。

（1）图乙中弹簧测力计的示数为N。

（2）图甲中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是（填“A”或“B”）同学的方法。

（3）按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F(填“＞”、“＜”或“＝”)G/3。

(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了。

14．如图55甲所示，是某小组的同学测动滑轮的机械效率的示意图。他们用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图55乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：（g取10N／kg）

图55（1）弹簧测力计的示数是N。

（2）滑轮的机械效率是。（请保留两位有效数字）

（3）想提高动滑轮的机械效率，应该。

15．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小芳用如图56所示的滑轮组分别做了3组实验，如图56甲、乙、丙所示，实验数据记录如下：

序号钩码

重/N钩码上升

的距离/cm弹簧测力计

的示数/N弹簧测力计上

升的距离/cm机械

效率12511566.7%2351.415②345①1583.3%图56（1）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N。

（2）空格②处滑轮组的机械效率约为%（保留三位有效数字）。

（3）分析实验数据，小芳得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与有关。

16．（2013•咸宁）小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。

图57（1）为验证其猜想是否正确，她设计了如图57所示的实验，将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。

（2）假若水平面绝对光滑，本实验将（填“能”或“不能”）达到探究目的。

（3）小红根据实验现象认为：小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了，你认为小红的观点是（填“正确”或“错误”）的。

17.（2013•绵阳）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他们设计的实验装置如图58所示，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他们的探究过程：

图58（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量之间的距离和之间的距离，并改变之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大。

（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量之间的距离，改变压缩量，重复实验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。

18.（2013•广东）利用如题图56所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长l都相同，θA＜θB，球A、B的质量分别为mA、mB,(mA＜mB)。

图59（1）如图59甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的无关。

（2）如图59甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：

。

（3）图59乙中小球B到达竖直位置时的速度（填“大于”或“小于”、“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度，如图乙、丙所示，图59丙中木块C滑行得更远，由此可得出结论：。

19.（2013•营口）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图60所示的甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

图60（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用两图；实验中应保证相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是。

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是

。

（3）该实验是通过观察来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是。

A．认识电压时，我们可以用水压来类比

B．用磁感线来描述磁场

C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少

D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系

（４）若水平面绝对光滑，铁球将做运动。

参考答案：

（一）

1.（1）右（2）72（3）7.2

2.（1）C（2）水平左（3）13.21.32

3.（1）49（2）30偏小（3）0.8

4.属性鉴别【设计实验与进行实验】

（2）m2-m1

【评估】（1）杯的分度值太大（2）烧杯中会有液体残留

【分析与论证】水在固态和液态时的密度是不一样的

5.（1）B（2）BCA（错一个均不给分）（3）1.125×103（或1125）

6．将橡皮泥捏成小船状，放在容器中，使橡皮泥漂浮，测出此时水的深度h3

h3-h1h2-h1ρ水

7.（1）矿石的质量大于500g，超出了天平的最大称量（2）0.72（3）水面与标记相平（4）6.3×103

8.53.4gm2-m1ρ水mm2-m1ρ水

9.（1）ρ=m/V（2）火山石吸收2ml的水（3）4.860.8（4）①实验次数太少②V1、V2、V3、V4无单位

解析：（1）本实验原理为ρ=m/V；

（2）水面未回到60mL处的原因是火山石块吸附了2mL的水；

（3）火山石的质量：m=4.8g，

火山石的体积：V=66mL-60mL=6mL=6cm3，

火山石的密度：ρ=m/V=4.8g/6cm3=0.8g/cm3；

（4）从设计的表格看出，存在的不足之处：①实验次数太少，②V1、V2、V3、V4无单位。

（二）

1.左右2.C

3.（1）秒表（2）摆长控制变量法

4．（1）弹簧测力计质量相等的几个钩码

（2）

实验序号钩码质量/kg钩码重力/N重力质量/N•kg-1（3）探究重力大小与质量关系的普遍规律，避免偶然性

（4）重力大小与质量成正比

5.（1）0.22（2）如图所示（3）正比不能

6.（1）小力的作用是相互的或力可以改变物体的运动状态（2）不变非平衡力（3）AB

7.（1）实验步骤：

①在斜面上确定一点A，用刻度尺测量A点到水平木板面的高度h，并将h的数据记录在表格中。

②将小车车头（或车尾）对齐A点，让小车从斜面上由静止开始下滑。用刻度尺测量小车在水平木板面上滑行的距离s，并将s的数据记录在表格中。

③仿照步骤①、②，再做5次实验，依次改变小车从斜面上开始下滑的高度h，用刻度尺分别测出各次小车开始下滑的高度h和小车在水平木板面上滑行的距离s，并分别将每次h、s的数据记录在表格中。

（2）实验数据记录表格：

h/ms/m（其他答案正确均可得分）

8．（1）匀速（直线）（2）乙或丙A或D

9．（1）匀速直线二力平衡相等间接

（2）压力大小a、c

（3）不够准确，因为手拉物体很难保证物体一直做匀速直线运动

10.（1）2.2（2）不变压力和接触面的粗糙程度都没有变，所以摩擦力也不变（3）D

11.（1）小大（远）（2）一直匀速直线运动静止（3）牛顿力（4）矛盾跳伞运动员受到的力是平衡力

12.（1）沿斜面匀速提升物体时拉力大小与拉着物体沿竖直方向时的拉力大小不同（2）沿斜面匀速提升物体时拉力不同，斜面越平缓拉力越小

13.（1）同一速度将小球从不同的高度处释放（2）速度相同时，水平面粗糙程度越小，小球滑行距离越远；做匀速直线运动（3）没有控制小球的质量相等

解：（1）让小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短。

（2）探究过程中，采用控制变量法，保证小球到达水平面时的速度相同，通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小得越快。若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向不变，即做匀速直线运动。

（3）探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同而小球的速度不同，由题意可知，李斌没有控制小球的质量相同。

14.（1）相反钩码数量（2）不能二力平衡时二力是否作用在同一直线上（3）用剪刀将卡片剪成两半（4）A

（三）

1.小桌下陷的程度压力受力面积

2．受力面积大气压压强随深度的增加而增大或液体对容器壁有压强

3.真空0.76不变

4.相平高度差乙

5．橡皮膜向下凸液体对容器底部有压强橡皮膜向上凸乙能测液体内部各个方向的压强(关键词:各个方向),或能将液体压强的变化放大(关键词:放大或明显,答出一点即可得分)

6.（1）受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显

（2）丁控制变量法

7.（1）高度差（2）相等（3）深度(4)①6×103②1.2×103（答案在5%的误差范围内均可得分）

解析：（1）实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处水的压强大小。（2）乙图和丙图，探头在液体中的深度相同，液体的密度相同，探头的方向不同，U形管中液面的高度差相同，可知在同一深度，液体向各个方向的压强相等。（3）丙图和丁图，液体密度相同，液体的深度不同，且深度越大，U形管中液面的高度差越大，说明同一种液体里，液体的压强随深度的增加而增大。

（4）①从图象中直接看出该液体50cm处的直线与纵轴的交点是6×103pa。

②由p=ρgh的ρ=p/gh=6×103Pa/10N/kg×0.5m=1.2×103kg/m3。

8.（1）刚刚滑动全部刻度的长度V/l

Fl/V

（2）排尽空气漏气、摩擦等

9.（1）管内外水银面高度差管内水银柱高度变高（2）不会不会

10．（1）实验步骤：

①调节天平平衡，在试管中装入适量的沙子，用天平测出试管和沙子的总质量m1，并将m1的数值记录表格中。

②将试管放入装有足量水的大水槽中，使其竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出试管浸入水中的深度h1，将h1的数值记录在表格中。

③取出试管擦干，再向试管中加入适量沙子，用天平测出试管和沙子的总质量m2，再将试管放入水槽中，使其竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出试管浸入水中的深度h2，将m2、h2的数值记录在表格中。

④仿照步骤③再做4次实验。

⑤用公式p=FS=mgS算出各次试管底部的压强p，并记录在表格中。

（2）实验数据记录表：

水内部的压强与水的深度关系记录表

底面积S/m2深度h/m试管和沙子的

总质量m/kg压强p/Pa11.实验步骤和实验现象：

将同一木块分别放入装有足量水和酒精的容器中，待木块静止时，可观察到木块均漂浮在液面上，漂浮的木块在水和酒精中所受的浮力相等，都等于此木块所受的重力。由此说明：小刚的观点是错误的。

12.（1）1正确B（2）G1（3）B调节两木块的距离，将纸板D弯成与纸板B拱起程度不同的拱形

解析：（1）甲图和乙图纸板的大小相同，而形状不同，是探究拱形纸板承受压力的大小与纸板形状的关系，若G2＞G1，则说明在纸板大小一定时，纸板拱起来（向上凸）所承受的压力比较大，从而验证了猜想1是正确的；拦河大坝要承受巨大的液体压力，根据上面的实验结论，就要做成向右凸的形状。

（2）要验证猜想2，即拱形纸板承受压力的大小与纸板大小的关系，就要控制纸板的形状一定，而纸板的大小不同，图甲和图丙符合题意，所以要比较G3和G1的大小关系，从而得出结论。

（3）要探究拱形纸板承受压力的大小与拱形纸板拱起程度的关系，就要控制纸板的大小（裁剪一个和纸板B大小一样的纸板）、形状相同（纸板和B一样向上拱起），而纸板拱起的程度不同（通过移动两木块的距离来改变纸板的拱起程度）。

13.（1）2.2（2）20（3）0.2(4)下沉

14.（1）物体排开液体的体积（2）DE（3）2.4（4）a.

15.（1）越大（2）①a②2.71.0

解析：（1）根据图中物体浸入液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，物体浸入液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮=G-F拉可知，物体的重力不变，物体受的浮力会越大。

（2）①因为在物体全部浸没前，物体进入液体中的深度越深，排开液体的体积越大，浮力越大；物体全部浸没后，排开液体的体积不变，根据F浮=ρgV排可知，浮力不再变化，所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系。②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G=F=2.7N；由图象a可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受到的浮力为1.0N。

16.（1）使得细木棒竖直漂浮（2）漂浮越小ρ盐水l1/l2

解析：（1）细木棒的下端钻入小螺丝钉是为了使细木棒竖直漂浮。

（2）密度计是利用漂浮条件工作的，被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积越小。当将“密度计”放入盛水的容器中时，“密度计”浸入水中的长度为h1，则由物体的浮沉条件可知mg=ρ水gl1S；当将“密度计”放入盛盐水的容器中时，密度计浸入盐水中的深度为l2，则可知，mg=ρ盐水gl2S；解得，盐水的密度：ρ盐水=ρ水l1/l2。

17.（1）20.5（2）大1、4或2、5或3、6（3）0.5阿基米德（4）小0.7

解析：（1）分析表中数据可知，实验所用物体的重力为2N；第一次实验中物体所受的浮力F浮=G-F′=2N-1.5N=0.5N。

（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可知，液体的密度相同，物体浸入液体中的体积越大，弹簧测力计的示数越小，即所受的浮力变大；在探究浮力的大小与液体密度的关系时，应控制排开液体的体积不变，改变液体的密度。结合表格可知1、4或2、5或3、6符合。

（3）在水的第一次实验中，F浮=G-G1′=2N-1.5N=0.5N；G排=m排g=ρV排g=1×103×10×50×10-6=0.5N，F浮1=G排1=0.5N；由表中实验数据可知，每次实验时，物体受到的浮力都等于它排开液体的重力，即F浮=G排，此实验可以验证阿基米德原理。

(4)根据F浮=ρgV排可知，物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等，所以将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力变大，根据F浮=G-F′可知弹簧测力计的示数越小。

当他把物块浸没在水中时，受到的浮力：F浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N。

根据阿基米德原理得：1N=ρ水gV排①

当他把物块浸没在酒精中时，F浮酒=ρ酒gV排②

由于两者排开液体的体积相等，故①②两式相比可得：

F浮酒=0.8N，此时应标在弹簧测力计的1.5N-0.8N=0.7N处。

（四）

1.平衡螺母水平平衡2

2.60越小

3.(0.4G+0.1)N

4.错误向右倾斜

5.（1）竖直向上匀速83.3%（2）增大

6．阻力与阻力臂的乘积保持0.6N•m不变（或阻力3N，阻力臂0.2m不变）

F1=0.6N•ml1

7.（1）匀速直线（2）沿斜面拉力省力（3）斜面的倾斜程度在其他条件相同时，斜面倾斜程度越大，机械效率越大或者斜面长度相同时，斜面越高，机械效率越大

8.越大当质量一定时，小球的动能大小随小球速度的增大而增大

9.B10.C

11.（1）右（2）三（3）变大拉力F的力臂变小（4）反0.2

12.（1）如图所示

（满足lA∶lB=2∶3，且在支点两侧即可）

（2）G2=2G1/3

13.（1）2.0（2）B（3）＞（4）测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功

14.（1）1.2（2）83%（3）增加所挂钩码个数（或换用质量较小的动滑轮）

15.（1）1.6（2）71.4（3）被提升的物重（或钩码重）

16.（1）不同移动的距离（2）不能（3）错误

17.（1）BCADBC（2）AD

18.（1）质量（2）速度相同时，物体的质量越大，它的动能越大（3）小于质量相同时，物体的速度越大，它的动能越大

解析：（1）甲乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。（2）mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体的质量越大，动能越大。（3）乙丙两图，小球的质量相同，θA＜θB，丙图小球的速度更大，图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大。

19.（1）甲、乙铁球到达水平面时的初速度让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大（3）纸盒被撞击后移动的距离C（4）匀速直线

解析：（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，因此要选择甲、乙两图。（2）甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大。（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法。在C选项中，探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少，采用了转换法的思想。（4）若水平面绝对光滑，铁球将做匀速直线运动。