二力學

史旭東

近年中招考試對于力學實驗的考查主要有：物體密度的測量、重力與質量的關系、探究阻力對運動物體的影響、影響滑動摩擦力大小的因素、探究二力平衡的條件、影響壓強大小的因素、測量大氣壓的實驗、浮力的大小跟哪些因素有關、杠桿平衡條件、簡單機械的機械效率、動能和勢能大小跟哪些因素有關等。考題多以測量工具的正確使用考查實驗操作技能，以控制變量法、轉換法的應用考查科學研究方法，以實驗的設計考查實驗能力和科學探究能力。

預計2014年中招試題中力學實驗必會考查。考查的重點將會有實驗儀器的使用和讀數、結果的計算、用圖象處理實驗數據得出實驗結論、誤差的分析及物理方法的考查。在實驗試題中，體現實驗過程和實驗操作細節。把實驗的真實情景以試題的形式在試卷上重現，特別值得注意。

（一）測密度實驗

實驗突破

1.原理：密度公式ρ=mv

2.測物體密度

（1）測固體的質量

①用天平直接測出物體的質量m。

②用彈簧測力計測出物體的重G，物體的質量m=G/g。

圖1（2）測固體的體積

①形狀規則固體用刻度尺測出其幾何長度，算出體積V。

②形狀不規則密度大于水的固體（如石塊），借助于量筒和水，用“排水法”測體積V（如圖1所示），V=V2-V1。

③密度小于水且不溶于水（如蠟塊），用“針壓法”測蠟塊的體積。向量筒中倒入適量的水記下體積V1，將蠟塊放入量筒中，用細鐵絲將其壓入水中，使其浸沒在水中，記下體積V2，V=V2-V1；還可用“懸重法”測蠟塊的體積,如圖2所示,體積V=V3―V2。

圖2④密度小于水且具有吸水性的固體（如軟木塞）,借助于量筒和其他不易被水吸收的液體或粉末狀的固體替代水，用“排體積法”測體積V=V2-V1。

（3）固體的密度

①形狀規則的固體ρ=mV。

②形狀不規則密度大于水的固體ρ=mV2－V1。

③密度小于水且不溶于水的固體ρ=mV3－V2。

④密度小于水且具有吸水性的固體ρ=mV2－V1。

注：式中體積如（2）中所述；若質量是用彈簧測力計測出物體的重G，則上面物體的密度表達式中的m用G/g代換。

（4）測液體的密度

①用天平稱出盛有適量液體的燒杯的總質量m1；把燒杯中液體倒入量筒中一部分，記下量筒中液體的體積V；稱出燒杯和燒杯中剩下液體的總質量m2，計算出液體的密度ρ=m1－m2V。

②評估：實驗中，先稱出空燒杯的質量，再稱液體和燒杯總質量，然后將液體全部倒入量筒。由于燒杯內液體殘留，使得所測體積偏小，所以密度偏大。

3.利用浮力測固體和液體的密度

（1）利用浮力知識測定固體密度時，首先要有能夠對物體產生浮力的液體,此類問題中所涉及的液體一般是密度已知的水。

彈簧測力計法：（所用物體密度大于液體和水的密度）：分別用彈簧測力計測出物體的重力G和物體浸沒在液體中的拉力F,物體密度表達式：ρ=GG－Fρ水。

漂浮法（所用物體密度小于液體和水的密度）：用量筒分別測出物體的體積V和物體漂浮在水中排開水的體積V排，物體密度表達式：ρ=V排Vρ水。

（2）利用浮力知識測定液體密度時，除了待測密度的液體外，一般還有密度已知的水、及一個能分別浸在水及待測液體中的固體。處理此類問題時，一般是將“被固體排開的那部分待測液體”確定為研究對象，此研究對象的質量通常由阿基米德原理F浮=G排間接測得；其體積通常利用這部分體積與固體浸入液體中的體積相等這一關系得出。

彈簧測力計法（所用物體密度大于液體和水的密度）：物體的密度為ρ物，用彈簧測力計分別測出物體的重力G和物體浸沒在液體中的拉力F,液體密度表達式：ρ液=G-FGρ物。

漂浮法（所用物體密度小于液體和水的密度）：物體的密度為ρ物，用量筒分別測出物體的體積V和物體漂浮在水中排開水的體積V排，液體密度表達式：ρ液=VV排ρ物。

試題演練

1.(2013?長春)如圖3所示，用天平和量筒測量某金屬塊的密度。

圖3（1）調節天平平衡時，將游碼移到標尺的零刻度線處，此時指針位置如圖3甲所示，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向端旋動。

（2）用調節好的天平稱金屬塊的質量，當橫梁平衡時，右盤中的砝碼和游碼在標尺上的位置如圖3乙所示，則金屬塊的質量為g。

（3）用量筒測金屬塊的體積，如圖3丙所示，則該金屬塊的密度為g/cm3。

2.（2013?棗莊）為了測量小正方體物塊的密度，同學們設計了如下甲、乙兩個實驗方案。

甲方案：

①用托盤天平測出小正方體的質量m；

②用直尺測出小正方體的邊長，然后計算出它的體積V；

③根據公式ρ=m/V，求小正方體的密度。

乙方案：

①用直尺測出小正方體的邊長，然后計算出它的體積V；

②用托盤天平測出小正方體的質量m；

③根據公式ρ=m/V，求小正方體的密度。

（1）下列對甲、乙兩個方案的評價正確的是（填選項符號）。(這個空沒有附答案)

A.甲方案正確，乙方案錯誤

B.甲方案錯誤，乙方案正確

C.甲、乙兩個方案都正確

（2）托盤天平使用前都要進行調節：把它放在桌面上，使游碼左側與零刻度線對齊。調節橫梁平衡時，發現天平的指針偏向分度盤的右側，此時將平衡螺母向（填“左”或“右”）調節，直到橫梁平衡。

圖4（3）小正方體放在托盤天平的左盤進行稱量，天平重新平衡后，右盤上有10g的砝碼一個，游碼所對刻度值如圖4所示，小正方體的質量為g；若測得它的體積為10cm3，則小正方體物塊的密度為g/cm3。

3.（2013?牡丹江）在學習了測量物質密度后，愛探究的小明想測出某種未知液體的密度，具體操作如下。

（1）液體質量：天平平衡時，放在右盤中的砝碼大小和游碼的位置如圖5甲所示，則稱得燒杯和液體的質量m為g。

圖5（2）液體體積：將燒杯中的液體全部倒入量筒中，液面達到的位置如圖5乙所示，則該液體的體積V為mL，盡管體積測量方法正確，但大家對他的實驗過程及結果進行評估時，發現液體的體積測量值比它的實際值要（填“偏大”或“偏小”）。

（3）小明對測量方法進行修正后，測出了幾組實驗數據，并根據測量結果作出了“m-V”圖象，如圖5丙所示，由圖象可知該液體的密度為g/cm3。

4.（2013?江西）科學家發現從空氣中取得的氮的密度是1.2572kg/m3，從氨中取得的氮密度是1.2505kg/m3。數據的細微差異引起了科學家的注意，進一步研究中發現了新的氣體——氬。這一實驗說明密度是物質的一種，應用密度可以物質。

小姬同學像科學家一樣去探索水的密度：

圖6【設計實驗與進行實驗】

（1）用調節好的天平測出空燒杯的質量m1；

（2）燒杯中倒入適量的水，測出它們的總質量m2，則這些水的質量為；

（3）將燒杯中的水倒入圖6所示的量杯中，測出水的體積V；

（4）算出水的密度ρ。

【評估】

請找出實驗中的兩個不足之處：（1）；（2）。

【提出問題】

改進實驗后，小姬同學測得這些水的密度為1g／cm3，水常見的形態有固態、液態、氣態。她想水在固態和液態時的密度是一樣的嗎?

【設計實驗與進行實驗】

將這些水凝固成冰進行實驗，所獲得的實驗數據如下表：實驗序號冰的質量

m/g冰的體積

V／cm3冰的密度

ρ／(g/cm3)136400.9245500.9354600.9【分析與論證】分析數據得到的結論是

。

5．(2013?菏澤)小明利用托盤天平和量筒測量老醋的密度。

（1）調節天平時，游碼移至左端，發現指針靜止時指在分度盤中央刻度線的右側，要使天平平衡，他應該（）

A.把橫梁右端螺母向右旋出一些

B.把橫梁右端螺母向左旋進一些

C.把天平右盤的砝碼減少一些

D.向右移動游碼

（2）天平平衡后，小明開始測量：測量步驟如圖7所示，正確的操作順序是：（填字母代號）。

圖7A.用天平測量燒杯和剩余老醋的總質量

B.將待測老醋倒入燒杯中，用天平測出燒杯和老醋的總質量

C.將燒杯中老醋的一部分倒入量筒，測出這部分老醋的體積

（3）根據圖中數據計算可得：老醋的密度是kg/m3。

6．小明用圖8所示的方法粗測出橡皮泥的密度。請你將小明測橡皮泥密度的實驗步驟補充完整，并用測得的物理量表示出橡皮泥密度的表達式。

實驗步驟：（1）適量的水倒入圓柱形玻璃容器中，用刻度尺測出容器中水的深度h1。

圖8（2）橡皮泥捏成實心的球狀后放入容器中（如圖8甲所示），用刻度尺測出此時容器中水的深度h2。

（3）。

橡皮泥密度的表達式：ρ=（用實驗中所測物理量的字母和ρ水表示）。

7．（2013?成都）九年級寒假時，小王同學從西嶺雪山帶回了一塊堅硬的礦石。他利用家庭實驗室的器材測出了這塊礦石的密度，測量過程中，他取g=10N/kg。他可用的器材有：天平（最大稱量為200g）、量筒、燒杯、杠桿、彈簧測力計（量程為5N）、細線、水。

圖9（1）小王同學首先進行估測，他感覺礦石比一瓶500ml的礦泉水重些，于是他沒有直接用天平（附砝碼）來測礦石的質量。你認為他的理由是。

（2）小王同學用圖9甲所示的裝置進行測量，圖中杠桿水平，細線豎直。他正確操作后，讀出彈簧測力計的示數為2.4N，則該礦石的質量為m=kg。

（3）其他同學用如圖9乙所示的方法測出了礦石的體積。其做法是：

A.將礦石放入燒杯，往燒杯中加入適量的水，讓礦石浸沒，在水面到達的位置做上標記；

B.取出礦石；

C.用量筒往燒杯中加水，直到。

（４）用量筒往燒杯中加水時，他先加了100ml水，接著又取了50ml水，繼續往燒杯中加，到達要求后，量筒中剩余的水如圖9丙所示。則礦石的密度ρ=kg/m3。

8．小丹想測量一個貝殼的密度，只準備有天平、大燒杯、小燒杯、細線和水，她的測量方法如下：

圖10（1）用天平測出貝殼的質量，天平平衡時右盤砝碼的質量、游碼在標尺上的位置如圖10甲所示，貝殼的質量m=g。

（2）測出空小燒杯的質量m1。

（3）裝有水的大燒杯和空的小燒杯如圖10乙放置（水至溢水口）。

（4）細線懸掛貝殼緩緩浸沒于大燒杯中，有部分水溢出進入小燒杯。

（5）測出承接了溢出水的小燒杯的總質量m2。

由上述實驗得到溢出水的體積是：（水的密度用ρ水表示），貝殼的密度是：。（以上兩空用本題中出現過的物理量符號表示）。

9.有一塊火山石可以漂浮在水中，小明用天平、量筒和水等器材測量這塊火山石的密度，實驗步驟如下。

圖11①用天平測出石塊的質量m，天平的示數如圖11所示。

②向量筒中倒入V1=60ml的水。

③用細線系住石塊，放入量筒，用細鐵絲將其壓入水中足夠長時間，水面到達V2=65ml處。

④取出石塊，水面降到了V3=58ml處。

⑤小明認為石塊體積的測量不夠準確，石塊的體積應該包含材質和其中空隙部分的體積，于是又向量筒中加水到60ml處，將剛才取出的石塊表面吸附的水清除后，再次沒入量筒的水中，此時水面到達V4=66ml處，請解答下列問題。

（1）該實驗原理為（用物理符號表示）。

（2）在步驟④中，水面未回到60ml處的原因是。

（3）請你根據小明的實驗思路，將有關數據及計算結果填入以下表格的空白處。

物理量

實驗次數火山石

塊的質

量m/gV1V2V3V4火山石

塊的體

積V/cm3火山石塊

的密度

ρ/g?cm-3160655866（4）觀察表格的設計，請你指出其中存在的兩處不足（相同類型的不足點只寫一條）。

①。②。

（二）運動和力實驗

實驗突破

1.重力與質量的關系

【實驗方法與步驟】

（1）鉤碼逐個掛在彈簧測力計上，分別測出它們受到的重力，并記錄在預先設計好的表格中。

（2）以質量為橫坐標、重力為縱坐標描點，連接這些點，觀察連線情況。

【實驗結論】

實驗表明

（1）質量增大幾倍，重力也增大幾倍；物體所受的重力跟它的質量成正比。重力與質量的比值是個定值，即：g≈9.8N/kg。

（2）以質量為橫坐標，重力為縱坐標描點，連接這些點，發現：所有的點都在同一條直線上，其直線方程為：G=9.8m。若將常數9.8用以物理符號g表示，則為：G=mg。

2.阻力對物體運動的影響

（1）實驗采用控制變量法：每次讓小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，控制小車到達水平面的初速度相同。實驗還采用轉化法：觀察不同阻力對小車運動的影響，小車滑行的距離越短，小車受到的阻力越大。理想化推理的方法：進一步推理得出運動的物體如果不受力，將做勻速直線運動。

（2）通過觀察物體在水平面上運動的距離的大小，來說明阻力對物體運動的影響。為了保證物體在水平面上開始運動的速度相等，必須讓物體從斜面上的同一高度自由滑下。

3.滑動摩擦力的大小與什么因素有關

（1）實驗采用了控制變量法；利用轉換法，把物體受到的摩擦力的大小，轉換為拉力的大小。

（2）實驗時彈簧測力計必須勻速拉動木塊，使木塊在水平方向受到的拉力和摩擦力相平衡。實驗過程中利用二力平衡的原理，利用等效的思路測出拉力的大小等于摩擦力的大小。實驗時注意物體要在水平面上做勻速直線運動，拉力要沿水平方向。

4.探究二力平衡的條件

（1）通過探究力對物體的作用效果來實現探究目的；實驗盡量使物體在同一方向上只受兩個力(要研究的是兩個力)，不受其他力。比如選用光滑桌面，避免摩擦力對實驗的影響。

（2）用控制變量法逐一研究二力平衡的三個條件。

試題演練

圖121.小麗同學用如圖12所示的毛刷探究摩擦力的方向。他發現當毛刷在靜止的桌面上向左滑過時，刷毛偏向右側；當手握毛刷不動，向左移動桌面時，刷毛偏向側。研究上述現象小麗做出初步判斷：當手握毛刷不動，刷毛接觸向右運動的傳送帶時，刷毛偏向（填“左”或“右”）側。

圖132.探究運動與靜止的雞蛋撞擊時誰更容易破，小明讓雞蛋分別從斜面上的A、B、C三處由靜止釋放(圖13)，撞擊靜止在水平面上的另一只相同的雞蛋。實驗結果是，第一次兩只蛋都破；第二次甲蛋完好乙蛋破；第三次兩只蛋都不破。接下來的步驟是（）

A．得出“與雞蛋動靜無關的”結論

B．得出“靜止的雞蛋更易破”的結論

C．在B處釋放再重復做幾次實驗

D．分別在A、B、C處釋放再重復做幾次實驗

3.思思要探究單擺來回擺動一次的時間與什么因素有關，于是她準備了不同質量的小鐵球、細繩、刻度尺、鐵架臺等器材，實驗裝置如圖14所示。

實驗次數擺幅（m）小球質量（kg）擺長（m）時間（s）10.10.030.81.820.10.040.81.830.20.040.81.840.20.0412.0圖14（1）實驗器材中還應該有：。

（2）思思完成了實驗并將數據記入上表，分析數據可知：單擺來回擺動一次的時間只與有關，該實驗所用的科學探究方法是：。

4.在實驗室中，若要讓你通過實驗“探究物體重力大小與質量的關系”。

（1）需要的器材有：。

（2）你在下面表格的基礎上，在第一欄的空白處填上適當的項目，完成實驗記錄表的設計。

實驗序號①②③（3）實驗至少需要三次以上測量的原因是

。

（4）通過多次實驗，發現物體重力與質量的比值始終是一個定值，則可以得出實驗的結論是。

5．地球附近的物體都要受到重力，小嫻同學認為物體的重力大小與物體的質量有關，他用天平、鉤碼、彈簧測力計進行了探究。

圖15（1）如圖15甲是他第2次測量中彈簧測力計的讀數，該彈簧測力計的分度值是N，請將此時彈簧測力計的示數填入下表的空格處；這個數值應填N。

（2）請你根據表格中的實驗數據，在圖15乙中做出重力隨質量變化的圖象。

次數1234質量m/kg0.10.20.30.4重力G/N134（3）由圖象可知：物體的重力跟物體的質量成；你認為在太空站工作時，用同樣的器材（填“能”或“不能”）完成該探究。

6.承載著中華民族“飛天夢”的“神舟十號”飛船順利升空。

圖16（1）“神舟十號”使用了我國自主研制的新型合金材料，這種材料具有密度（填“大”或“小”）、硬度大等諸多優點，如圖16所示是利用火箭將“神舟十號”發射升空的情景，該過程中涉及的物理力學知識是（寫出一點即可）。

（2）王亞平是我國第二位女宇航員，她隨“神舟十號”進入太空軌道后，王亞平的質量（填“變小”、“變大”或“不變”）。“神舟十號”在繞地球軌道運行時，“神舟十號”受（填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。

（3）“神舟十號”與“天宮一號”對接后，若宇航員將在“天宮一號”太空艙中進行下列科學實驗，其中不能完成的是（填序號）。

A.用天平測量物體的質量

B.用彈簧測力計測量物體的重力

C.用刻度尺測量物體的長度

D.用秒表測量時間

E.用溫度計測量溫度

圖177．實驗桌上有如下器材：已經組裝好的傾角固定的斜面和長木板（如圖17所示），小車，毛巾，棉布，刻度尺。請你從上述器材中選用部分器材，設計一個實驗探究：“在受到的阻力大小一定時，小車在水平面上運動的距離s與小車在斜面上由靜止開始下滑的高度h是否成正比”。要求：

（1）寫出實驗步驟。

（2）設計出實驗數據記錄表。

8．在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們提出以下幾種猜想：

A.與接觸面之間的壓力有關

B.與物體運動速度有關

C.與物體間接觸面積的大小有關

D.與物體間接觸面的粗糙程度有關

他們用如圖18所示的實驗操作驗證他們的猜想。

圖18(1)實驗時，應拉著彈簧測力計沿水平方向做運動。

（2）比較甲圖和圖彈簧測力計的示數可以驗證猜想。（填寫序號）

9.小明在做探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗，實驗過程如圖19所示。

圖19（1）實驗中，用彈簧測力計拉著木塊時，應沿水平方向拉動，且使它在固定的水平面上運動。根據的條件可知，此時木塊所受的滑動摩擦力與彈簧拉力的大小。這種測摩擦力的方法是（填“直接”或“間接”）測量法。

（2）比較a、b兩圖說明滑動摩擦力的大小與有關；比較兩圖說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。

（3）上述實驗中，對于摩擦力大小的測量你認為是否準確？請你作出評價。

答：

。

10.在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的活動中。

圖20（1）圖20甲，將各個面粗糙程度都相同的長方體木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計水平向右勻速拉動木塊，則木塊受到的滑動摩擦力的大小為N。

（2）將木塊沿豎直方向切成相等的兩塊A和B，并把B疊放在A上，用彈簧測力計水平向右拉動A，使A和B一起做勻速直線運動，如圖20乙所示，則彈簧測力計示數將（填“變大”、“變小”或“不變”），你判斷的依據是

。

（3）在圖20甲中所示實驗情景中，若水平拉動木塊使其向右做加速運動，則此過程中（）

A.木塊受到的摩擦力逐漸增大

B.木塊受到的摩擦力逐漸減小

C.繩對木塊的拉力和桌面對木塊的摩擦力是一對平衡力

D.繩對木塊的拉力和木塊對繩的拉力是一對相互作用力

11.圖21所示是小明探究“運動和力的關系”的實驗裝置，實驗時讓滑塊從斜面同一高度自由滑下進入粗糙程度不同的水平面，觀察記錄滑塊在粗糙程度不同的水平面上運動的距離大小。

圖21下表是小明組的同學記錄的實驗數據。

接觸面滑塊受到摩擦力大小

（大、較大、小）滑塊在水平面上的

運動距離s/cm毛巾大9棉布較大21玻璃小39圖22（1）分析實驗數據可知：平面越光滑，滑塊受到的摩擦力越，滑塊運動的距離就越。

（2）進一步推理，如果運動的滑塊受到的摩擦力減小到零，則滑塊將會（填“停止”或“一直”）運動下去；或者說運動的物體如果不受力，物體將處于狀態；同理，靜止的物體如果不受力，物體將處于狀態。

（3）物理學家總結了笛卡爾、伽利略等人的研究成果，概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止或勻速直線運動狀態。為了紀念他對物理學做出的杰出貢獻，人們以他的名字命名為的單位。

(4)現實生活中，物體都要受到力的作用，卻也能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，這與上述的物理定律（填“矛盾”或“不矛盾”）。如圖22所示，跳傘運動員在空中可以沿直線勻速下降，原因是。

12.在圖23中的各種情景，物體都是被勻速提起。請仔細觀察圖23(b)、(c)、(d)中所示的實驗操作情景和彈簧測力計的測量結果，然后歸納得出實驗所述物理現象的初步結論。

圖23（1）分析比較圖(a)與(b)或(a)與(c)或(a)與(d)可得：；

（2）分析比較圖(b)與(c)與(d)可得：。

13．小宇騎車時發現“不踩踏腳板，車也能滑行一段距離”。他在不同的路面上多次嘗試后猜想：車滑行的距離可能與路面的粗糙程度和初速度有關。為探究其中的奧秘，他搭成一斜面，用小球做實驗，并用毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度。

（1）探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關系時，小宇應讓小球在（填“同一”或“不同”）粗糙面上滑行，改變小球到達水平面的。他應怎樣改變這一因素：

。

（2）探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關系，小宇先后三次將小球從斜面上的同一高度處釋放，三次實驗結果如圖24甲所示，由此得到結論：；通過進一步推理可以得到：運動的物體如果不受阻力作用，將。

圖24（3）為了模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，李斌同學設計了如圖24乙所示的實驗：將A、B兩個小球先后從同一斜面，高度分別為hA、hB的位置滾下（mA＜mB，hA＞hB），推動小木塊運動一段距離后靜止。同組的小紅認為他這樣設計實驗得出的結論有問題，理由是：

。

14.如圖25甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。

圖25（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整來改變拉力的大小。

（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片（填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究

。

（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：。

（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖25乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小明的實驗。其主要原因是。

A.減少摩擦力對實驗結果的影響

B.小卡片是比較容易獲取的材料

C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡

D.小卡片容易扭轉

（三）壓強、浮力實驗

實驗突破

5.壓力的作用效果跟什么因素有關

（1）利用小桌、砝碼和泡沫塑料等器材進行實驗，只改變某一可能的量，讓壓力產生不同的作用效果，再根據實驗現象總結結論。

（2）本實驗采用控制變量的方法分別研究壓力的作用效果隨壓力的變化和受力面積的變化而發生的變化。本實驗是用顯示效果的物體的形變程度來說明壓力的作用效果的。本實驗中，每次實驗要保證顯示效果的物體不變，否則將得不出正確的實驗結論。

6.探究液體壓強的特點

（1）將壓強計的探頭放入盛水容器中同一深度處，改變探頭方向，觀察壓強大小。增加探頭在水中的深度，觀察壓強的變化。換用不同液體，觀察在深度相同時壓強是否與密度有關。

（2）實驗所說的深度是液面到液體內部某點的垂直高度，不是該點到液體底部的高度。本實驗描述結論時要注意控制變量：同種液體，內部壓強隨深度的增加而增大；深度一定時，液體內部的壓強隨液體密度的增大而增大。

7.用彈簧測力計粗略測量大氣壓強

（1）將蘸水的吸盤放在光滑玻璃板上，擠出里面的空氣，用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢拉動，直到吸盤脫離板面。記錄剛剛拉脫板面時彈簧測力計的讀數，這就是大氣對吸盤的壓力。量出吸盤與桌面的接觸面積，算出大氣壓強的值。

（2）所用的吸盤不能太大，吸盤蘸水是為了便于排盡里面的空氣，剛剛拉脫板面時讀數要快、準，這樣做可以減小誤差。

8.探究浮力的大小等于什么

（1）用稱重法測出物體在水中受到的浮力，同時測出物體受浮力時排開液體的重力，然后比較二者之間的數量關系。

（2）先根據二力平衡知識，求出F浮=G-F(在液體中彈簧測力計的示數)。注意換用不同的液體重復實驗，驗證結論是否具有普遍性，每次實驗溢水杯都要加水至溢水杯口。

試題演練

1．在探究影響壓力作用效果的因素的實驗中，將同一個砝碼、同一張小桌分別正、倒放在同一個裝砂子的玻璃槽中(如圖26所示)。實驗中壓力的作用效果通過表現出來。這個實驗控制的變量是，探究的是對壓力作用效果的影響。

圖262．小剛用礦泉水瓶做實驗：（1）將兩個相同的礦泉水瓶如圖27甲放置，驗證的是壓力的作用效果與的關系。（2）他在空礦泉水瓶中裝入少量熱水，迅速倒出，再馬上蓋上瓶蓋看到瓶子癟了，如圖27乙所示，驗證的是的存在。（3）他在礦泉水瓶中裝水，在側壁扎了三個小孔，觀察到如圖27丙所示的現象，驗證的是液體。

圖27圖283．在做托里拆利實驗時，若將玻璃管如圖28所示豎直放置，玻璃管內水銀面的上方是。當大氣壓為1標準大氣壓時，玻璃管內外水銀面的高度差h為m。當換用更細的玻璃管進行此實驗時，玻璃管內外水銀面的高度差將。

4．水平桌面上的兩個相同容器中裝有甲、乙兩種液體。小亮同學先將微小壓強計U形管的兩液面調到，他再把同一支壓強計的探頭先后放入甲、乙兩種液體中的相同深度處，觀察到U形管中兩次液面的不同，如圖29所示。由此可知，兩種液體中（填“甲”或“乙”）液體的密度較大。

圖295.在研究液體壓強的實驗中，老師出示了如圖30甲所示的裝置，并向裝置中加入一定量的水，此時你觀察到的現象是，這說明:。稍后老師用如圖30乙的壓強計探究液體內部壓強的規律，而小明認為沒必要，利用圖30甲裝置即可。于是小明將圖甲裝置中的水倒掉后，把它緩慢地浸入水中（如圖30丙），你將觀察到的現象是。若要探究液體內部壓強的特點，（填“甲”或“乙”）裝置更適合，請你說出最主要理由：。

圖306.小明同學在探究“壓力的作用效果與壓力大小的關系”時，做了如圖31甲、乙所示的實驗。

圖31（1）實驗能夠得到的結論是。

（2）若想繼續探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”，應再做圖（填“丙”或“丁”）所示實驗。這里所用的實驗方法是。

7．如圖32所示是小明同學探究“液體內部壓強規律”的實驗，請你和小明同學一起回答下面的問題：

圖32（1）將壓強計的探頭放入水中，通過觀察U形管兩側液面的來判斷探頭處水的壓強大小。

（2）比較乙圖和丙圖，可以得到：在同一深度，液體向各個方向的壓強。

（3）比較丙圖和丁圖，可以得到：同一種液體里，液體的壓強隨的增加而增大。

（4）小明同學通過實驗探究某液體內部的壓強p與深度h的關系，根據實驗數據繪出了如圖33所示的圖象。（g取10N/kg）

圖33①該液體50cm深處的壓強是Pa。

②該液體的密度是kg/m3。

圖348．如圖34是小剛做“估測大氣壓的值”的實驗示意圖。

（1）請將下列實驗步驟補充完整。

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．用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒。當注射器中的活塞時，記下彈簧測力計的示數，即等于大氣對活塞的壓力F。

C．用刻度尺測出注射器的，記為l，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=。

D.最后計算出此時大氣壓的數值P=（寫出表達式）。

（2）A步驟中活塞推到底端并用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是。實際實驗測量的結果與真實值之間總有比較大的偏差，可能的原因是（寫出一條即可）。

9．(2013?宜昌)在長約1m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開手指，管內水銀面下降到一定高度時就不再下降，如圖35所示。

圖35（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測量。如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部，則觀察到的現象是。

（2）某同學也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的水柱下降，如果這時在管頂開一個小孔，水柱向上噴出。（均填“會”或“不會”)

10．實驗桌上有如下器材：天平一架、薄刻度尺一把、足夠深的大水槽一個、底面積為S的細長平底試管一支、足量的水與細沙、小湯匙一個、抹布一塊。要求從實驗桌上選擇適當的器材，設計一個實驗證明：“當水的密度保持不變時，水內部的壓強與水的深度成正比。”請寫出實驗步驟并畫出實驗數據記錄表。

11．小剛在學習了浮力的知識后，得到了這樣的結論：物體在密度大的液體中受到的浮力就大，在密度小的液體中受到的浮力就小。請你利用身邊的物品或實驗器材設計一個實驗，說明小剛的觀點是錯誤的。請寫出實驗步驟和實驗現象。

12.薛明同學聽到一則新聞報道，以色列一名工程師用硬紙板做出一輛自行車能承重200kg，聽后他覺得不可思議。他想紙板承受壓力的大小與什么因素有關呢？于是他進行了猜想：

猜想1：紙板承受壓力的大小可能與紙板的形狀有關。

猜想2：紙板承受壓力的大小可能與紙板的大小有關。

圖36為了驗證猜想是否正確，他找來了一張大的紙板進行探究。他在這張大紙板上分別裁出兩張大小為40cm×10cm的小紙板A、B和一張大小為40cm×20cm的小紙板C，并準備了彈簧測力計、兩個相同的木塊、若干重物。設計了以下實驗方案：

步驟一：將紙板A用兩木塊支撐起來，如圖36甲所示，在紙板的中間不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時重物的重力G1。

步驟二：保持兩木塊的距離不變，將紙板B彎成拱形，如圖36乙所示，在拱形紙板的上面不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時重物的重力G2。

步驟三：保持兩木塊的距離不變，將紙板C用兩木塊支撐起來，如圖36丙所示，在紙板的中間不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時重物的重力G3。

請你回答下列問題：

（1）比較實驗數據發現G2＞G1，可以驗證猜想（填寫序號）是（填“正確”或“錯誤”）的。利用上述結論，薛明同學對水庫大壩的形狀進行設計，設計的四種大壩形狀俯視圖如圖37所示，下列最合理的設計是（）

圖37（2）比較實驗數據G3與（填“G1”或“G2”）的大小，可以驗證猜想2。

（3）受步驟二現象的啟發又提出新的猜想：

猜想3：拱形紙板承受壓力的大小可能與拱形紙板拱起的程度有關。

為了驗證猜想3，請你幫薛明同學在上述操作的基礎上繼續設計實驗方案：

步驟四：在這張大紙板上再裁出大小與（填“B”或“C”）一樣的小紙板D，，在拱形紙板的上面不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時重物的重力G4。比較實驗數據G4與G2的大小，可以驗證猜想3。

13．為了探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、燒杯、金屬塊、細線、水及其他簡單輔助器材。實驗步驟如下：

圖38（1）用圖38甲所示的方法測出金屬塊受到的重力大小為N。

（2）用圖38乙所示的方法測出金屬塊浸沒在水中時排開水的體積，大小為cm3。

（3）公式F浮＝ρ水gV排，計算金屬塊浸沒在水中受到的浮力，大小為N。（g取10N／kg）

（4）比較金屬塊浸沒在水中受到的浮力和金屬塊受到的重力大小，可知金屬塊浸沒在水中時會（填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。

14.小紅同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油）對浸在液體中的物體所受的浮力進行探究，圖39所示表示探究過程及有關數據。

圖39（1）分析圖A、B、C、D，說明浮力大小跟有關。

（2）分析圖，可初步說明浮力大小跟液體密度有關。

（3）圖中被金屬塊排開的煤油重是N。

（4）小紅想探究浮力大小與物體形狀是否有關，她找來一小團橡皮泥、燒杯和水進行實驗。

步驟一：將橡皮泥團放入盛有適量水的燒杯中，橡皮泥團下沉至杯底。

步驟二：將橡皮泥團捏成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上。

a.根據上述現象可以判斷出：第一次橡皮泥團受到的浮力（填“>”、“<”或“=”）第二次呈“碗狀”時受到的浮力。

b.小紅通過比較橡皮泥團上述兩次受到的浮力大小，得出了浮力大小與物體形狀是否有關的結論。

全班交流時，大家發現小紅在實驗中有一個錯誤，你認為該錯誤是：。

15．慶林要探究浮力大小與物體排開液體的體積的關系。他找來一個金屬圓柱體、彈簧測力計和燒杯等器材進行了如圖40所示的探究。

圖40（1）分析圖中彈簧測力計示數的變化可知物體排開液體的體積越大，所受的浮力。

圖41（2）實驗結束后，慶林繪制了彈簧測力計對金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如圖41所示。分析圖象可知：

①曲線（填“a”或“b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況。

②該金屬圓柱體所受重力為N，金屬圓柱體完全浸沒時受到的浮力為N。

16.小華用自制的密度計測量鹽水的密度。

實驗器材：刻度尺、粗細均勻的圓柱形小木棒、小螺絲釘、燒杯、水、待測鹽水。

實驗步驟：

①在細木棒的下端鉆入小螺絲釘，在細木棒上刻上刻度，制成自制密度計。

②把自制的密度計放入盛水的燒杯中，靜止后讀出細木棒浸入水中的長度l1。

③把自制的密度計放入盛鹽水的燒杯中，靜止后讀出細木棒浸入水中的長度l2。

圖42請將上面實驗的步驟補充完整(圖42)，并回答下列問題：

（1）細木棒的下端鉆入小螺絲釘是為了。

（2）密度計是利用條件工作的，被測液體的密度越大，密度計排開液體的體積（填“越小”或“越大”）。被測鹽水的密度表達式：ρ鹽水=（不計小螺釘的體積）。

17．在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，某小組同學用如圖43所示的裝置，將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中，為了便于操作和準確收集數據，用升降臺調節溢水杯的高度來控制物體排開液體的體積。他們觀察并記錄了彈簧測力計的示數及排開液體的體積。實驗數據記錄在下表中。

圖43液體

種類實驗

序號物體

重力

G物（N）彈簧測力

計示數

F（N）物體受

到浮力

F浮（N）排開液

體體積

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）分析表中數據，實驗所用物體的重力為N，第一次實驗中物體所受的浮力F浮=N。

（2）分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可初步得出結論：當液體的種類相同時，排開液體的體積越，浸在液體中的物體受到的浮力越大；分析比較實驗序號可初步得出結論：當排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大。

（3）請你計算出第一次實驗中物體排開的水受到的重力G排=N。通過比較每次實驗中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關系，還可以驗證原理。

（4）實驗中小明同學觀察到將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數越；于是他靈機一動在彈簧測力計下掛一個重1.5N的物塊，如圖甲所示；當他把物塊浸沒在水中時，如圖乙所示，彈簧測力計的讀數為0.5N，他就在0.5N處對應標上1.0g/cm3的字樣；當他把物塊浸沒在酒精中時，如圖丙所示，應該在彈簧測力計刻度盤的N處對應標上0.8g/cm3字樣，聰明的他就將圖甲所示的裝置改裝成了一個能測液體密度的密度秤。

（四）簡單機械、功和能實驗

實驗突破

9.探究杠桿的平衡條件

（1）研究動力、動力臂與阻力、阻力臂之間滿足什么關系時杠桿能夠平衡。

（2）實驗前調節杠桿在水平位置平衡，是為了消除杠桿自重對實驗的影響，最終方便測量力臂。實驗過程中調節杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量動力臂和阻力臂的大小。

10.探究滑輪組的機械效率

（1）實驗采用控制變量法。實驗原理為η=W有W總×100%=GhFs×100%=GnF×100%。

（2）測量滑輪組的機械效率時，可以不用刻度尺，用彈簧拉滑輪組對物體進行勻速拉動。有用功為提高物體時所做的功，總功為拉力F所做的功，額外功為克服動滑輪和繩自重所做的功和克服摩擦所做的功。提高滑輪組的機械效率應設法增大G或減小F。

11.動能大小與哪些因素有關

（1）實驗采用控制變量法，研究動能與質量的關系時，需要控制物體在水平面上開始運動時的速度相同，為此，應讓不同質量的鋼球從斜面的同一高度由靜止開始滾下；研究動能大小與速度的關系時，需要控制質量相同，為此，應讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下。實驗中采用轉換法，通過比較木塊被鋼球撞擊距離的大小，來比較鋼球的動能大小。

（2）本實驗要采用盡量光滑的斜面且斜面的傾斜程度不能變。每次實驗時用于顯示鋼球動能大小的木塊不能更換，這樣才能得出正確結論。

12.重力勢能大小與哪些因素有關

（1）讓重物從一定高度落下，砸到盛有沙子的容器中。實驗采用了：①控制變量法，研究重力勢能與質量的關系時，需要控制重物初始的高度相同；研究重力勢能大小與高度的關系時，需要控制重物的質量相同。②轉換法，通過比較沙子被砸的凹陷深度來比較重物的重力勢能大小。

（2）在力學性質相同的沙子中進行實驗，也可以在厚橡皮泥上面進行實驗。

圖44試題演練

1．小華探究杠桿的平衡條件時，使用的每個鉤碼的質量均為50g，杠桿上相鄰刻線間的距離相等。小華調節杠桿兩端的將杠桿調節后，在杠桿上的A點懸掛了3個鉤碼，如圖44所示。為使杠桿保持原來的狀態，應該在支點O左側的B點處懸掛個鉤碼。

2．小梅在探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系實驗過程中，根據部分實驗數據繪制出如圖45所示的圖象。請根據圖象信息分析，當動力F1為0．5N時，動力臂l1為cm，從圖中可以看出動力越大，動力臂。

圖453．小鵬利用滑輪組及相關器材進行實驗，記錄的實驗數據如下表所示。請根據表中數據歸納出拉力F與重力G的關系：F=。

G/N2345678F/N0.91.31.72.12.52.93.3圖464．（2013?德陽）某同學利用身邊的塑料直尺和若干硬幣來驗證杠桿的平衡條件，如圖46所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂l1和l2的大小，他測力臂的方法是(填“正確”或“錯誤”)的。如果將兩邊的硬幣以相同大小的速度同時做遠離支點的勻速移動，則杠桿(填“仍平衡”、“向左傾斜”或“向右傾斜”)。圖47

5．（2013?鄂州）如圖47所示，在“測滑輪組機械效率”實驗中，若物體重6N。

（1）實驗時沿方向拉繩子自由端最省力，且應拉動彈簧測力計。若物體上升高度為10cm，此時彈簧測力計的示數如圖47所示，則滑輪組的機械效率是。

（2）若不計摩擦僅增加物體的重量，該滑輪組的機械效率將（填“增大”、“減小”或“不變”）。

6.小寧想探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系。實驗過程中，小寧保持阻力為3N、阻力臂為0.2m不變，然后改變動力臂l1和動力F1，并保持杠桿水平平衡，分別測量出動力臂l1和動力F1的數據如下表所示。請你根據實驗條件和實驗數據幫助小寧歸納出動力F1跟動力臂l1的關系：杠桿水平平衡時，在的條件下，F1=。

l1/m0.30.250.20.150.10.05F1/N22.4346127．（2013?海南）圖48所示是某一學習小組探究“斜面的機械效率”實驗裝置及實驗數據記錄表。

斜面的傾

斜程度物塊

重（N）斜面高

（m）沿斜面拉

力(N)斜面長

（m）機械

效率較緩100.15.0120%較陡100.36.7145%最陡100.58.4160%圖48（1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數穩定，應盡量使物塊做運動。

（2）比較表中“物塊重”和“”兩欄對應的數據，可知斜面是一種（填“省力”或“費力”）的簡單機械。

（3）本實驗研究了對斜面機械效率的影響，其影響規律是

。

8．小明同學利用如圖49所示的裝置做“研究動能大小與速度大小的關系”的實驗，他使用同一小球A，三次讓小球在斜面上開始釋放的高度越來越高，觀察發現小球A到達水平面時的速度，且小球推動木塊B在水平面上滑動的距離越來越遠。這說明。

圖499．（2013?茂名）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓不同質量的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，比較木塊運動的遠近，如圖50所示。下列說法中正確的是（）

圖50A．鐵球從斜面上滾下來的過程中動能一直減小

B．這樣做的目的是研究物體的動能大小與質量的關系

C．這樣做的目的是研究物體的動能大小與高度的關系

D．這樣做的目的是研究物體的動能大小與速度的關系

10．（2013?聊城）如圖51所示，是把小球放在相同的斜面上自由滾下，撞擊靜止在水平面上的木塊進行的實驗。能說明物體的動能與物體的速度有關的是()

圖51A．甲、丙B．乙、丙

C．甲、乙D．甲、乙、丙

11．在探究杠桿平衡條件的實驗中：

（1）小麗把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調節左端的平衡螺母向端移動，使杠桿在水平位置平衡。

（2）圖52甲所示，在杠桿右邊B處掛兩個相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，應在杠桿左邊A處掛個相同的鉤碼。

圖52（3）圖52乙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的拉力F（填“變大”、“不變”或“變小”），原因是

。

（4）研究過程中，在杠桿左端某一固定位置掛一個重力G=2.5N的物體，在杠桿右端不同位置處施加不同的豎直向下的力F，保證杠桿處于平衡狀態。根據多次測量的F、l數據，畫出F和1/l的圖線如圖52乙，由圖52乙可得出杠桿平衡的條件是F與l成比，根據杠桿平衡條件，可求出重力G的力臂是m。

12．實驗臺上有如下實驗器材：一個帶支架的均勻杠桿（杠桿質量不計，相鄰刻度線之間的距離相等），鉤碼若干。小明利用上述實驗器材設計了如下實驗（實驗中為了讀數方便，鉤碼只掛在杠桿的刻度線處）。

①調節杠桿水平平衡。

②在杠桿左側A位置掛鉤碼G1，右側B位置掛鉤碼G2使杠桿水平平衡，分別測得左右兩側鉤碼重G1和G2，并記錄。

③在不改變A和B位置的情況下，多次改變G1和G2數值，使杠桿水平平衡，并分別記錄G1和G2數值。

實驗完畢，小明根據記錄的實驗數據繪制了如圖55乙所示的G2和G1關系圖，如果將鉤碼對杠桿左側施加的力視為動力，鉤碼對杠桿右側施加的力視為阻力，請你回答下列問題：

（1）符合杠桿平衡條件，根據圖53乙，請在圖55甲中的杠桿上標出A點和B點。

（2）根據圖53乙，可初步得到：在杠桿平衡時，如果動力臂和阻力臂保持不變，阻力G2與動力G1滿足的關系是。

圖53圖5413.（2013?安徽）某實驗小組進行測量滑輪組機械效率的實驗，先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G（如圖54乙），再按圖56甲所示的連接方式組裝好滑輪組，并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置。

（1）圖乙中彈簧測力計的示數為N。

（2）圖甲中，為了測量繩子自由端的拉力F，A同學認為應該在彈簧測力計靜止時讀數，B同學認為應該在緩慢勻速提升時讀數，正確的是（填“A”或“B”）同學的方法。

（3）按照正確的測量方法，測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關系為F(填“＞”、“＜”或“＝”)G/3。

(4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了。

14．如圖55甲所示，是某小組的同學測動滑輪的機械效率的示意圖。他們用彈簧測力計拉動繩子自由端，將質量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A′位置勻速豎直上升到B′位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F，彈簧測力計的示數如圖55乙所示。請你根據他們做的實驗完成下列問題：（g取10N／kg）

圖55（1）彈簧測力計的示數是N。

（2）滑輪的機械效率是。（請保留兩位有效數字）

（3）想提高動滑輪的機械效率，應該。

15．在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小芳用如圖56所示的滑輪組分別做了3組實驗，如圖56甲、乙、丙所示，實驗數據記錄如下：

序號鉤碼

重/N鉤碼上升

的距離/cm彈簧測力計

的示數/N彈簧測力計上

升的距離/cm機械

效率12511566.7%2351.415②345①1583.3%圖56（1）進行第3次測量時，彈簧測力計示數為N。

（2）空格②處滑輪組的機械效率約為%（保留三位有效數字）。

（3）分析實驗數據，小芳得出的實驗結論是：滑輪組的機械效率與有關。

16．（2013?咸寧）小紅看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠。小紅猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。

圖57（1）為驗證其猜想是否正確，她設計了如圖57所示的實驗，將小球置于彈簧的右端，將同一個彈簧每次壓縮的長度（彈簧被壓縮后未超過其彈性限度），松開后小球彈開鉆入同一位置的相同紙盒，并留在其中，分析比較紙盒，從而比較同一彈簧在不同彈性形變時彈性勢能的大小。

（2）假若水平面絕對光滑，本實驗將（填“能”或“不能”）達到探究目的。

（3）小紅根據實驗現象認為：小球推動紙盒一起移動一段距離后都要停下來，所以彈簧、小球和木塊所具有的能量最終都徹底消失了，你認為小紅的觀點是（填“正確”或“錯誤”）的。

17.（2013?綿陽）李明等幾位同學準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關”。同學們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量和彈簧粗細有關。他們設計的實驗裝置如圖58所示，彈簧左端固定在墻上，放在水平面上，水平面A點左側光滑，右側粗糙。物體P壓縮彈簧到B點后從靜止釋放，運動到C點彈簧恢復到原長與物體脫離，物體運動到D點停止。請補充完成他們的探究過程：

圖58（1）對同一根彈簧，物體P壓縮彈簧至B點，從靜止釋放，運動到D點。測量之間的距離和之間的距離，并改變之間的距離，測多組數據，分析數據得到：彈簧長度變化量越大，彈性勢能越大。

（2）對原長相同、只有粗細不同的兩根彈簧，物體P分別壓縮彈簧至同一位置B點，從靜止釋放，運動到D點。分別測量之間的距離，改變壓縮量，重復實驗，分析數據得到：彈性勢能與彈簧粗細有關。

18.（2013?廣東）利用如題圖56所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止。圖中的擺長l都相同，θA＜θB，球A、B的質量分別為mA、mB,(mA＜mB)。

圖59（1）如圖59甲、乙所示，同時釋放A、B，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置,這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的無關。

（2）如圖59甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠，由此可得出結論：

。

（3）圖59乙中小球B到達豎直位置時的速度（填“大于”或“小于”、“等于”）圖丙中小球B到達豎直位置時的速度，如圖乙、丙所示，圖59丙中木塊C滑行得更遠，由此可得出結論：。

19.（2013?營口）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小麗同學設計了如圖60所示的甲、乙、丙三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。

圖60（1）要探究動能大小與物體質量的關系應選用兩圖；實驗中應保證相同，為了達到這一目的所采取的具體操作方法是。

（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是

。

（3）該實驗是通過觀察來比較鐵球動能的大小，從而得出結論的。下面的四個實例中也采用這種研究方法的是。

A．認識電壓時，我們可以用水壓來類比

B．用磁感線來描述磁場

C．探究電功大小與哪些因素有關，通過重物提升的高度來判斷電流做功的多少

D．保持電阻不變，改變電阻兩端電壓，探究電流與電壓關系

（４）若水平面絕對光滑，鐵球將做運動。

參考答案：

（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.屬性鑒別【設計實驗與進行實驗】

（2）m2-m1

【評估】（1）杯的分度值太大（2）燒杯中會有液體殘留

【分析與論證】水在固態和液態時的密度是不一樣的

5.（1）B（2）BCA（錯一個均不給分）（3）1.125×103（或1125）

6．將橡皮泥捏成小船狀，放在容器中，使橡皮泥漂浮，測出此時水的深度h3

h3-h1h2-h1ρ水

7.（1）礦石的質量大于500g，超出了天平的最大稱量（2）0.72（3）水面與標記相平（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實驗次數太少②V1、V2、V3、V4無單位

解析：（1）本實驗原理為ρ=m/V；

（2）水面未回到60mL處的原因是火山石塊吸附了2mL的水；

（3）火山石的質量：m=4.8g，

火山石的體積：V=66mL-60mL=6mL=6cm3，

火山石的密度：ρ=m/V=4.8g/6cm3=0.8g/cm3；

（4）從設計的表格看出，存在的不足之處：①實驗次數太少，②V1、V2、V3、V4無單位。

（二）

1.左右2.C

3.（1）秒表（2）擺長控制變量法

4．（1）彈簧測力計質量相等的幾個鉤碼

（2）

實驗序號鉤碼質量/kg鉤碼重力/N重力質量/N?kg-1（3）探究重力大小與質量關系的普遍規律，避免偶然性

（4）重力大小與質量成正比

5.（1）0.22（2）如圖所示（3）正比不能

6.（1）小力的作用是相互的或力可以改變物體的運動狀態（2）不變非平衡力（3）AB

7.（1）實驗步驟：

①在斜面上確定一點A，用刻度尺測量A點到水平木板面的高度h，并將h的數據記錄在表格中。

②將小車車頭（或車尾）對齊A點，讓小車從斜面上由靜止開始下滑。用刻度尺測量小車在水平木板面上滑行的距離s，并將s的數據記錄在表格中。

③仿照步驟①、②，再做5次實驗，依次改變小車從斜面上開始下滑的高度h，用刻度尺分別測出各次小車開始下滑的高度h和小車在水平木板面上滑行的距離s，并分別將每次h、s的數據記錄在表格中。

（2）實驗數據記錄表格：

h/ms/m（其他答案正確均可得分）

8．（1）勻速（直線）（2）乙或丙A或D

9．（1）勻速直線二力平衡相等間接

（2）壓力大小a、c

（3）不夠準確，因為手拉物體很難保證物體一直做勻速直線運動

10.（1）2.2（2）不變壓力和接觸面的粗糙程度都沒有變，所以摩擦力也不變（3）D

11.（1）小大（遠）（2）一直勻速直線運動靜止（3）牛頓力（4）矛盾跳傘運動員受到的力是平衡力

12.（1）沿斜面勻速提升物體時拉力大小與拉著物體沿豎直方向時的拉力大小不同（2）沿斜面勻速提升物體時拉力不同，斜面越平緩拉力越小

13.（1）同一速度將小球從不同的高度處釋放（2）速度相同時，水平面粗糙程度越小，小球滑行距離越遠；做勻速直線運動（3）沒有控制小球的質量相等

解：（1）讓小球從斜面上滑下，到達底端的速度取決于物體的高度，因此將小球從不同的高度處釋放，比較小球在同一粗糙面上滑行的路程長短。

（2）探究過程中，采用控制變量法，保證小球到達水平面時的速度相同，通過實驗結果可以看出，接觸面越粗糙，摩擦力越大，小球速度減小得越快。若水平面光滑無摩擦，則小球不受摩擦力，小球的速度和方向不變，即做勻速直線運動。

（3）探究超速帶來的安全隱患，應控制小球的質量、路面相同而小球的速度不同，由題意可知，李斌沒有控制小球的質量相同。

14.（1）相反鉤碼數量（2）不能二力平衡時二力是否作用在同一直線上（3）用剪刀將卡片剪成兩半（4）A

（三）

1.小桌下陷的程度壓力受力面積

2．受力面積大氣壓壓強隨深度的增加而增大或液體對容器壁有壓強

3.真空0.76不變

4.相平高度差乙

5．橡皮膜向下凸液體對容器底部有壓強橡皮膜向上凸乙能測液體內部各個方向的壓強(關鍵詞:各個方向),或能將液體壓強的變化放大(關鍵詞:放大或明顯,答出一點即可得分)

6.（1）受力面積一定時，壓力越大，壓力作用效果越明顯

（2）丁控制變量法

7.（1）高度差（2）相等（3）深度(4)①6×103②1.2×103（答案在5%的誤差范圍內均可得分）

解析：（1）實驗中通過觀察U形管兩側液面的高度差來判斷探頭處水的壓強大小。（2）乙圖和丙圖，探頭在液體中的深度相同，液體的密度相同，探頭的方向不同，U形管中液面的高度差相同，可知在同一深度，液體向各個方向的壓強相等。（3）丙圖和丁圖，液體密度相同，液體的深度不同，且深度越大，U形管中液面的高度差越大，說明同一種液體里，液體的壓強隨深度的增加而增大。

（4）①從圖象中直接看出該液體50cm處的直線與縱軸的交點是6×103pa。

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

8.（1）剛剛滑動全部刻度的長度V/l

Fl/V

（2）排盡空氣漏氣、摩擦等

9.（1）管內外水銀面高度差管內水銀柱高度變高（2）不會不會

10．（1）實驗步驟：

①調節天平平衡，在試管中裝入適量的沙子，用天平測出試管和沙子的總質量m1，并將m1的數值記錄表格中。

②將試管放入裝有足量水的大水槽中，使其豎直漂浮在水面上，用刻度尺測出試管浸入水中的深度h1，將h1的數值記錄在表格中。

③取出試管擦干，再向試管中加入適量沙子，用天平測出試管和沙子的總質量m2，再將試管放入水槽中，使其豎直漂浮在水面上，用刻度尺測出試管浸入水中的深度h2，將m2、h2的數值記錄在表格中。

④仿照步驟③再做4次實驗。

⑤用公式p=FS=mgS算出各次試管底部的壓強p，并記錄在表格中。

（2）實驗數據記錄表：

水內部的壓強與水的深度關系記錄表

底面積S/m2深度h/m試管和沙子的

總質量m/kg壓強p/Pa11.實驗步驟和實驗現象：

將同一木塊分別放入裝有足量水和酒精的容器中，待木塊靜止時，可觀察到木塊均漂浮在液面上，漂浮的木塊在水和酒精中所受的浮力相等，都等于此木塊所受的重力。由此說明：小剛的觀點是錯誤的。

12.（1）1正確B（2）G1（3）B調節兩木塊的距離，將紙板D彎成與紙板B拱起程度不同的拱形

解析：（1）甲圖和乙圖紙板的大小相同，而形狀不同，是探究拱形紙板承受壓力的大小與紙板形狀的關系，若G2＞G1，則說明在紙板大小一定時，紙板拱起來（向上凸）所承受的壓力比較大，從而驗證了猜想1是正確的；攔河大壩要承受巨大的液體壓力，根據上面的實驗結論，就要做成向右凸的形狀。

（2）要驗證猜想2，即拱形紙板承受壓力的大小與紙板大小的關系，就要控制紙板的形狀一定，而紙板的大小不同，圖甲和圖丙符合題意，所以要比較G3和G1的大小關系，從而得出結論。

（3）要探究拱形紙板承受壓力的大小與拱形紙板拱起程度的關系，就要控制紙板的大小（裁剪一個和紙板B大小一樣的紙板）、形狀相同（紙板和B一樣向上拱起），而紙板拱起的程度不同（通過移動兩木塊的距離來改變紙板的拱起程度）。

13.（1）2.2（2）20（3）0.2(4)下沉

14.（1）物體排開液體的體積（2）DE（3）2.4（4）a.

15.（1）越大（2）①a②2.71.0

解析：（1）根據圖中物體浸入液體中的體積和彈簧測力計示數的變化，物體浸入液體中的體積越大，即排開液體的體積越大，彈簧測力計的拉力越小，根據F浮=G-F拉可知，物體的重力不變，物體受的浮力會越大。

（2）①因為在物體全部浸沒前，物體進入液體中的深度越深，排開液體的體積越大，浮力越大；物體全部浸沒后，排開液體的體積不變，根據F浮=ρgV排可知，浮力不再變化，所以圖象a符合金屬圓柱體所受浮力和浸入深度的關系。②圖象b是彈簧測力計對金屬圓柱體的拉力變化圖象，物體沒有浸入到水中前的拉力即為物體的重力G=F=2.7N；由圖象a可知，圓柱體完全浸沒后，圓柱體受到的浮力為1.0N。

16.（1）使得細木棒豎直漂浮（2）漂浮越小ρ鹽水l1/l2

解析：（1）細木棒的下端鉆入小螺絲釘是為了使細木棒豎直漂浮。

（2）密度計是利用漂浮條件工作的，被測液體的密度越大，密度計排開液體的體積越小。當將“密度計”放入盛水的容器中時，“密度計”浸入水中的長度為h1，則由物體的浮沉條件可知mg=ρ水gl1S；當將“密度計”放入盛鹽水的容器中時，密度計浸入鹽水中的深度為l2，則可知，mg=ρ鹽水gl2S；解得，鹽水的密度：ρ鹽水=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）分析表中數據可知，實驗所用物體的重力為2N；第一次實驗中物體所受的浮力F浮=G-F′=2N-1.5N=0.5N。

（2）分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可知，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積越大，彈簧測力計的示數越小，即所受的浮力變大；在探究浮力的大小與液體密度的關系時，應控制排開液體的體積不變，改變液體的密度。結合表格可知1、4或2、5或3、6符合。

（3）在水的第一次實驗中，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；由表中實驗數據可知，每次實驗時，物體受到的浮力都等于它排開液體的重力，即F浮=G排，此實驗可以驗證阿基米德原理。

(4)根據F浮=ρgV排可知，物體浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時受到的浮力變大，根據F浮=G-F′可知彈簧測力計的示數越小。

當他把物塊浸沒在水中時，受到的浮力：F浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N。

根據阿基米德原理得：1N=ρ水gV排①

當他把物塊浸沒在酒精中時，F浮酒=ρ酒gV排②

由于兩者排開液體的體積相等，故①②兩式相比可得：

F浮酒=0.8N，此時應標在彈簧測力計的1.5N-0.8N=0.7N處。

（四）

1.平衡螺母水平平衡2

2.60越小

3.(0.4G+0.1)N

4.錯誤向右傾斜

5.（1）豎直向上勻速83.3%（2）增大

6．阻力與阻力臂的乘積保持0.6N?m不變（或阻力3N，阻力臂0.2m不變）

F1=0.6N?ml1

7.（1）勻速直線（2）沿斜面拉力省力（3）斜面的傾斜程度在其他條件相同時，斜面傾斜程度越大，機械效率越大或者斜面長度相同時，斜面越高，機械效率越大

8.越大當質量一定時，小球的動能大小隨小球速度的增大而增大

9.B10.C

11.（1）右（2）三（3）變大拉力F的力臂變小（4）反0.2

12.（1）如圖所示

（滿足lA∶lB=2∶3，且在支點兩側即可）

（2）G2=2G1/3

13.（1）2.0（2）B（3）＞（4）測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功

14.（1）1.2（2）83%（3）增加所掛鉤碼個數（或換用質量較小的動滑輪）

15.（1）1.6（2）71.4（3）被提升的物重（或鉤碼重）

16.（1）不同移動的距離（2）不能（3）錯誤

17.（1）BCADBC（2）AD

18.（1）質量（2）速度相同時，物體的質量越大，它的動能越大（3）小于質量相同時，物體的速度越大，它的動能越大

解析：（1）甲乙兩圖中，小球的質量不同，由題意知，擺角相同，小球同時到達豎直位置，說明小球的速度大小與小球的質量無關。（2）mA＜mB，兩球的速度相同，B球能將木塊C撞得更遠，說明B球的動能更大，因此可得速度相同時，物體的質量越大，動能越大。（3）乙丙兩圖，小球的質量相同，θA＜θB，丙圖小球的速度更大，圖丙中木塊C滑行得更遠些，說明質量相同時，物體的速度越大，動能越大。

19.（1）甲、乙鐵球到達水平面時的初速度讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運動（2）質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大（3）紙盒被撞擊后移動的距離C（4）勻速直線

解析：（1）要探究動能大小與物體質量的關系，應保持小球的速度相同，質量不同，所以應使質量不同的小球從斜面的同一高度由靜止滾下，因此要選擇甲、乙兩圖。（2）甲、丙兩次實驗，球的質量相同，甲滾下的高度大于丙滾下的高度，甲將紙盒推動得更遠，說明動能更大，可得質量相同的物體，運動速度越大，它具有的動能就越大。（3）該實驗是通過觀察紙盒被撞擊后移動的距離來比較鐵球動能的大小的，這種方法是轉換法。在C選項中，探究電功大小與哪些因素有關，通過重物提升的高度來判斷電流做功的多少，采用了轉換法的思想。（4）若水平面絕對光滑，鐵球將做勻速直線運動。