2023年中考物理二轮复习讲与练专题11 力学实验（教师版）

模块一 力学
专题11 力学实验
*知识与方法
一、初中物理实验方法
1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学规律的本质。
二、测定性实验
1.用刻度尺测量物体长度
用刻度尺测量长度

（1）使用注意事项：刻度尺的刻度线应紧贴被测物体，不能以磨损的刻度线为起点。
（2）读数注意事项：读数时，视线经过被测物体测量末端并与尺面垂直，需要估读到分度值的下一位。
2.用停表测量时间
3.测量平均速度

实验原理：v
后半程平均速度：v2
小车平均速度的关系为：v1< v< v2。
4.用天平测物体质量
5.用量筒测物体体积
6.测量物体的密度
实验原理：ρ
（1）测密度比水大的物体的密度
实验器材：陶块、细线、适量水、烧杯、量筒、天平

①用调好的天平测出物体质量m，记入表格；
②用量筒取适量的水，测出水的体积V1，记入表格；
③用细线拴着物体放入量筒内的水中，使其浸没，测出此时的总体积V2 ，记入表格；
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
（2）测密度比水小的物体的密度

①用调好的天平测出物体质量m，记入表格；
②用量筒取适量的水，测出水的体积V1，记入表格；
③用铁丝将蜡块压入量筒中的水中，使其浸没，测出此时的总体积V2 ，记入表格。
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
（3）测液体的密度

①用烧杯取适量的液体，用调好的天平测出烧杯和液体的总质量m1，记入表格；
②将部分水倒入量筒中，测出水的体积V，记入表格；
③用天平测出烧杯和烧杯中剩余水的总质量m2，记入表格；
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
7.特殊方法测密度
（1）量筒，一漂一沉法测固体密度

①将量筒中倒入适量的水，读出水面所对刻度V1；
②将小瓷杯放入量筒中，使其漂浮在水面上，读出水面所对刻度V2；
③将小瓷杯浸没在量筒的水中，读出水面所对刻度V3；
④则小瓷杯陶瓷密度的表达式ρ

（2）天平测固体密度

①如上图从左至右，天平读数分别为m1、m2 和m3，则m = m3—m1；
②因为F浮= m2g—m1g，所以V物=
③待测固体密度为ρ
（3）弹簧测力计测液体密度

①用弹簧测力计测出物体的重力G；
②用弹簧测力计吊着物体，并使物体浸没在水中，此时弹簧测力计读数为F1；
③用弹簧测力计吊着物体，并使物体浸没在待测液体中，此时弹簧测力计读数为F2；
④待测液体密度为ρ
8.测量滑轮组的机械效率
实验原理：η ==

需要测量的物理量：物重（G）、拉力（F）、物体上升高度（h）、弹簧测力计移动距离（s）
注意：
(1) 实验结论：竖直滑轮组的机械效率与提升物重、动滑轮重有关
① 同一滑轮组，提升不同重物，物重越大，机械效率越高；
② 不同滑轮组，提升同一重物，动滑轮重越大，机械效率越低。
(2) 注意事项：
① 必须保证竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
②因为实际实验中有摩擦，所以不能用η ==计算η
三、探究性实验
1.探究同种物质的质量与体积的关系
2.探究重力大小与质量的关系
实验器材：天平、弹簧测力计、钩码

实验结论：物体所受的重力跟它的质量成正比，比例系数约为9.8N/kg
3.探究二力平衡的条件

①纸板左右两端的细线上挂数量不等的相同钩码，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力大小要相等；
②纸板受到的两个力方向不相反，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力方向要相反；
③将纸板扭转一个角度，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力作用在一条直线上；
④把纸片从中间剪开，不能保持静止，说明二力平衡的两个力要作用在同一物体上。

4.探究滑动摩擦力大小的因素

实验方法：控制变量法
实验结论：滑动摩擦力的大小只和接触面所受的压力、接触面粗糙程度有关
（1）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（2）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
5.探究影响压力的作用效果的因素

实验方法：
（1） 转换法：用海绵的凹陷程度表示压力的作用效果。海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明；
（2）当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
6.探究液体压强的特点

实验方法：
（1）转换法：用压强计U形管两侧液面高度差表示液体内部压强的大小
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体，深度越深，液体压强越大；
（3）在深度相同时，液体的密度越大，液体压强越大。
7.探究浮力大小与哪些因素有关

实验方法：控制变量法。
实验结论：
（1）液体密度相同时，浸在液体中的体积越大，物体所受浮力越大。
（2）物体浸在液体中的体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大。
8.探究浮力大小跟排开液体重力的关系

F浮=G物−F拉
G排=G桶+水−G桶
实验结论：浸在液体中的物体受到浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
9.探究动能与哪些因素有关

实验方法：
（1）转换法：用木块被推移的距离表示其动能大小。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
（2）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
10. 探究重力势能与哪些因素有关

实验方法：
（1）转换法：物体陷入沙子中的深度表示其重力势能大小。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）质量相同的物体，位置越高，它的重力势能越大；
（2）高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。
11.探究杠杆平衡条件

说明：
（1）必须将杠杆放在水平桌面上；
（2）使用前，需要调节平衡螺母使杠杆水平平衡。具体：如果杠杆左偏，将平衡螺母向右调，如果杠杆右偏，将平衡螺母向左调；
（3）实验装置选择质量分布均匀的杠杆，并把杠杆中点作为支点，是为了消除杠杆自重对实验的影响。
杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
四、其他实验
1.同一直线上的二力合成

实验结论：
（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同。
F合= F1 + F2
（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。F合= F1′− F2′
2.阻力对物体运动的影响

实验结论：平面越光滑，受到的阻力越小小车运动的距离越长速度减小得越慢。
推论：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。

*针对训练
一、实验题
1．（2023秋·内蒙古通辽·八年级校考期中）如图甲所示，刻度尺的分度值是______，物体的长度为______cm；如图乙所示，停表所测量的时间为______s。

【答案】     1mm     2.90     99.8
【解析】[1][2]由图可知，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是
0.1cm=1mm
即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与5.00cm对齐，右侧与7.90m对齐，物体的长度为
L=7.90cm-5.00cm=2.90cm
[3]在停表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针指示的时间为
1min=60s
在停表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在39.8s处，停表的读数为
60s+39.8s=99.8s

2．（2023秋·北京西城·八年级统考期末）小强利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别记录小车通过上半段路程s1和全程s2及所用时间t1、t2。

（1）本实验的原理是______；需要的测量工具是刻度尺和______。
（2）小强调节木块的位置，使斜面保持较小的坡度，他这样做的目的是______。
（3）小强测得t1＝2s，t2＝3s，小车通过上半段路程和全程的平均速度分别v1和v2。请你判断v1______v2。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】          停表     见解析     小于
【解析】（1）[1][2]实验中，需要测量路程和时间，需要用到刻度尺和秒表，根据得到平均速度，本实验的原理是。
（2）[3]实验中应使斜面的坡度小一些，是为了减小小车运动的速度，使小车在斜面上通过的时间更长，计时方便。
（3）[4]设全程的路程是s，小车通过上半段路程的平均速度
小车通过下半段路程的平均速度
小车通过全程的平均速度
所以v1