专题训练 力学实验探究
1.在“探究小车运动快慢”的实验中,小明设计了如图所示的实验装置;小车从斜面顶端A点由静止下滑,B为AC的中点,C处立有一金属片,小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)分别如下,则:
(1)该实验是依据公式________进行测量的;
(2)实验中应使斜面的坡度较_______(填“大”或“小”),目的是________(填“延长”或“缩短”)运动时间,减小测量时间的误差;
(3)根据图中信息可知:小车通过上半段路程的平均速度为v=________m/s,小车在上半段路程的平均速度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)全程的平均速度;
(4)小明想测量小车在整个运动过程中下半段的平均速度,他应该将小车从________(选填“A”或“B”)处静止释放,在B处开始计时,在C处停止计时。
2.某同学用天平和量筒测量酱油的密度。请完成下列问题。
(1)小明先将放在水平桌面上的托盘天平调节平衡。接下来按照下面步骤开始操作:
①用量筒先测出酱油的体积,示数如图乙所示;
②测量空烧杯的质量时,往右盘添加砝码后,指针最后静止在如图丙所示位置,此时应该 ___________(选填“增加”或“减少”)砝码;最后测得空烧杯的质量为18g;
③将量筒中的酱油全部倒入烧杯中,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,酱油的质量应该为 ___________g;则酱油的密度为 ___________kg/m3,此实验方法测出酱油的密度会 ___________(选填“偏大”或“偏小”);
(2)小明在学习浮力相关知识后,认为利用弹簧测力计、小石块、细线、分别装有适量酱油和水的烧杯等器材,同样可以测出酱油密度(实验时石块不能碰到容器底和容器壁)。请你帮助小明完成下列实验操作:
①将小石块用细线系好,挂在弹簧测力计下端,记下弹簧测力计示数G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块,浸没在水中,记下弹簧测力计示数F1;
③取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块 ___________,记下弹簧测力计示数为F2;
④酱油的密度表达式ρ酱油=___________。(用所测量的物理符号表示,水的密度ρ水)
3.如图1所示,小明利用天平和量筒测量小石块的密度。
(1)实验过程如下:
①调节天平平衡时,指针如图甲所示,则平衡螺母应向 ___________调节;
②测量小石块的质量时,天平平衡时如图乙所示,则小石块的质量为 ___________g;
③测量小石块的体积操作过程如图丙所示,则小石块的体积 ___________cm3;密度为 ___________g/cm3;
(2)小明继续利用家里的电子秤、水、水杯和记号笔来测量另外一个小石块的密度。实验步骤如图2所示,(ρ水=1×103kg/m3)则石块的体积是 ___________cm3,密度是 ___________g/cm3(结果保留两位小数)。
4.在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到如表数据:
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
(1)本实验中用到的测量器材有:__________和__________。
(2)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于__________状态,而且发现细线被竖直拉直,这说明重力的方向是__________的。
(3)分析表中实验数据,可得出的结论是:物体重力的大小跟它的质量成__________。物体的重力G与其质量m的比值g大小为__________N/kg。
(4)如图四个图像中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是__________。
A. B.
C. D.
5.在探究阻力对物体运动的影响时,让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下,在表面材料不同的水平面上运动,分别停在如图所示的不同地方。
(1)让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下的目的是使小车到达水平面的______相同;
(2)由实验现象可以得出结论:水平面越光滑,小车运动的距离越______(选填“远”或“近”),说明小车受到的阻力越______(选填“大”或“小”),速度减小得越______(选填“快”或“慢”);由此联想到雨天驾驶汽车时应该______(选填“增大”或“减小”)与前车之间的距离;
(3)由实验现象可以推断:假如水平面绝对光滑,水平面上运动的物体将______;
(4)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的牛顿第一定律。牛顿第一定律______(选填“可以”或“不可以”)用实验来直接验证。
6.题图所示是小明探究“二力平衡的条件”的实验装置。
(1)实验中,为了方便操作判断,应使卡片处于___________状态作为平衡状态;
(2)当卡片平衡时,将卡片转过一个角度,松手后卡片___________(选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤是为了探究___________;
(3)为了验证“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,在图甲所示的情况下,下一步的操作是___________;
(4)实验中发现两边的钩码质量不相等时,卡片运动,质量相等时,卡片静止,说明二力平衡的一个条件是力的___________;
(5)某次实验时,在图丙的左盘中放入0.2kg的砝码,在右盘中放入0.15kg的砝码,小车保持静止,此时小车受到的___________(选填“可能是”“一定是”或“不是”)平衡力。
7.小琳在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验,请你完成下列内容。
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做______,此时,滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是______(选填“甲”、“乙”或“丙”)实验;
(3)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______是否有关;比较______(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关;
(4)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关;你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的;
(5)实验结束后,小明又对实验装置进行了改进,如图2所示,实验后发现效果更好,实验中,小明______(选填“一定”、“不一定”或“一定不”)要匀速拉动长木板。
8.在探究影响压力作用效果的因素时,利用物体A、B和海绵做了如图所示的实验。
(1)该实验是用___________来显示压力的作用效果的。这种研究方法与下列___________(填字母)实验中运用的研究方法相同;
A.探究声音的产生时,将正在发声的音叉插入水中,看到水花四溅
B.探究声音的传播条件时,在玻璃罩内放芯片,不断抽出罩内气体,声音不断变小
C.探究光的传播路径时,用光线表示光的传播路径和方向
(2)比较甲、乙两图可知,当___________一定时,___________,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,小红和小明分别进行了实验探究,小红通过比较_________两图,得出实验结论:压力的作用效果与受力面积有关,小明将物体B沿竖直方向切成ab两部分,如图丁所示,分别比较a、b对海绵压力的作用效果,得出实验结论:压力的作用效果与受力面积无关。请判断谁得出的实验结论不正确,并说明理由___________;
(4)在物理学中,压力的作用效果用压强表示,将图丁中的物体B放在水平桌面上,发现物体B对桌面的压力效果不明显,若物体B对海绵的压强为p1,对桌面的压强为p2,则p1___________p2。(选填“>”“=”或“<”)
9. 研究“压力作用效果与哪些因素有关”时,小星同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动:
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上数量不同的钩码,目的是研究压力的作用效果与_______的关系;
(2)实验过程中,小星同学是通过观察________来比较压力作用效果的,该步骤采用的实验方法是________;
(3)小星同学想继续探究压力的作用效果与受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成 ________宽度的两段,两包装带下方挂_______数量的钩码(均选填“相同”或“不同”);
(4)小星与小红进行实验交流时,小星说还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小星分别采用如图1、2所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示。小红指出图2的方法不合理,原因是 ________。
10.为了“探究液体的压强与哪些因素有关”中,进行了如图所示的实验。
(1)实验前,应先调整(图甲)压强计U形管左右两侧液面保持___________;为使实验现象更明显,可选择液体___________(填序号)装入压强计的U形管中(ρ水银>ρ水>ρ酒精);
①水银②水③酒精
(2)比较___________两次实验(选填“乙”“丙”或“丁”),得出结论:同种液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较丙和丁两次实验,得出结论:___________。
(4)另一组同学在完成该实验时,自制了(如图戊a)实验仪器;取一容器,中间用隔板分成大小相同且互不相通的A、B两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,A、B两部分加入液体,通过观察橡皮膜的凹凸程度来确定液体内部压强大的小。
①小组同学在A、B两侧倒入深度不同的水后,实验现象如图戊b所示。设计该实验的目的是为了探究液体内部压强与___________的关系;装水后,该装置___________(填“是”或“不是”)连通器;
②实验中在A、B两侧分别两种液体(水和盐水),当橡皮膜相平时,两液面距离橡皮膜的深度为12cm和10cm,则盐水的密度为___________kg/m3。
11.王东同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示。(g=10N/kg)
(1)弹簧测力计在使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否______,指针是否______;
(2)圆柱体的重力G=______N;
(3)圆柱体浸没在水中后所受浮力______N;
(4)比较(b)、(c)两图可得:浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟______有关;
(5)比较______图可得:当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中,受到的浮力不变;
(6)王东完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降高度h的F-h图像。那么物体浸没在这种液体中受到的浮力______N。实验表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟______有关。另一种液体的密度______'。
12.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)如图甲所示的四个实验步骤,合理的实验顺序是_________;
(2)石块排开的水所受的重力可由_________(填代号)两个步骤测出;
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于__________;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是________;
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成盐水进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤甲的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
(6)小凰同学将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图乙所示,在铝块刚进入水到刚好完全浸没的过程中,电子秤的读数将______(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
13.学到“动能”知识时,小明回想起曾在高速公路上看过图所示的标志,产生了一系列相关问题,便激起他的探索欲望。
【问题】(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?猜想一:物体的动能可能跟___________有关;
(2)为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的速度?猜想二:物体的动能还可能跟___________有关;
【证据】他利用如图所示的器材进行实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,将木块撞出一段距离。得到如下表所示的实验数据:
实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞后运动的距离
① 30 10 4
② 30 20 16
③ 60 10 8
【解释】
(3)实验中金属球动能大小是通过___________(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(4)分析①③实验现象,可以初步得到的结论是:___________;
【交流】
(5)交通规则要求汽车不能超速行驶,是因为汽车质量一定时,其行驶速度越大,___________(选填“动能”或“势能”)越大,发生交通事故时,造成的伤害越严重。
14.小华利用如图所示的杠杆,来探究动力大小与动力臂的关系。
(1)如图甲所示,静止的杠杆处于_____(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____调节;
(2)实验测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量_____;
(3)重物的位置不变,多次改变动力臂,记录数据,画出图丙所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是_____N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(4)小华发现图中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积总相等,原因是_____的乘积不变;
(5)根据上述实验规律,用图丁所示的铁锹铲土时,为使前臂用力小一些,应_____(选填“增大”或“减小”)两手间的距离。
15.如图所示,在探究滑轮组的机械效率实验中,小龙和小文用同样的滑轮,却连成了甲、乙不同的滑轮组,并测出了各自的实验数据。
次数 钩码重/N 钩码上升的高度/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计移动的距离/cm
小龙 2 10 1.0 30
小文 2 10 0.8 40
(1)小文测得滑轮组的机械效率为________;
(2)实验后小文想:对于同一个滑轮组,它的机械效率是否不变呢?经过思考后他认为:即使像图乙那样已绕好的滑轮组,机械效率也不是固定的,还应该与________有关,并用实验验证了自己的猜想是正确的。小文的实验方法是 _________;
(3)小龙认为:用滑轮组提升重物时,人提升动滑轮所做的功是没有用的,所以,________也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素;
(4)小文用滑轮组乙在t秒内匀速提起重为G的物体升高h米(不计绳重和摩擦),若滑轮组的机械效率为η,动滑轮重G动=______;小文的功率P=_________。
试卷第10页,共10页
参考答案
1. 小 延长 0.2 小于 A
2.增加 62 1.1×103 偏小 浸没在酱油中
3.左 27.4 10 2.74 28.5 2.82
4.弹簧测力计
天平 静止 竖直向下 正比 9.8 A
5.速度 远 小 慢 增大 做匀速直线运动 不可以
6.静止 不能 为了探究两个力是否在同一直线上 用剪刀将卡片从中间剪断,观察剪断后的两个小卡片是否平衡 力的大小相等 一定是
7.匀速直线运动 等于 甲 压力大小 乙、丙 错误 不一定
8.海绵的凹陷程度 A 受力面积 压力越大 甲、丙 小明的结论不正确,他没有控制压力大小相同 =
9.压力大小 橡皮泥的凹陷程度 转换法 不同 相同 没有控制压力大小相同
10.相平 ③ 乙、丙 在深度一定时,液体的密度越大,压强越大 深度
不是 1.2×103
11.摩擦 在零刻度线处 6 5 物体浸入液体的体积(物体排开液体的体积) c、d 4 液体的密度
12.DBAC CD 排开液体所受的重力 A 能 不变
13.速度 质量 距离s 物体的速度一定时,质量越大,动能越大 动能
14.平衡 左 力臂 1.5 动力和动力臂 增大
15.62.5% 提升的物重 动滑轮的重力