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题型08 力学探究题(三类)(题型专练)(北京专用)2026年中考物理二轮复习讲练测+答案
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内●容●导●航
第一部分 题型解码
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 速度的测量
考向02 固体、液体密度的测量
考向03 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
第三部分 题型训练
题●型●解●码
考●向●破●译
考向01 速度的测量
典例引领
【典例01】(2025·北京东城·二模)在水平桌面上做直线运动的金属球,先后经过A、B、C三个位置时,对应的刻度尺示数及电子表表盘显示的示数(图中数字分别代表时、分、秒)如图所示。金属球在AB段运动的路程为______cm,通过AB段的平均速度______(选填“大于”、“等于”或“小于”)通过BC段的平均速度。
【答案】 30.00 大于
【详解】[1]由图可知,该刻度尺的分度值为0.1cm,故A点处的刻度位置为6.50cm,B点的位置为36.50cm,C点的位置为66.50cm,则AB段的路程和BC段的路程均为30.00cm。
[2]通过AB段的时间为
通过BC段的时间为
则通过AB段的时间小于通过BC段的时间,根据可知,AB段的平均速度大于BC段的平均速度。
方法透视
变式演练
【变式01】(2025·北京平谷·二模)如图是小车沿斜面向下运动的实验,小车通过AB和BC所用时间均为0.2s。小车由A位置运动到C位置通过的距离为________cm,在这个过程中小车的平均速度为________m/s。该小车沿斜面运动的过程是________运动。(选填“匀速直线”或“变速直线”)
【答案】 20.0 0.5 变速直线
【详解】[1]由图可知,刻度尺的分度值为1cm,A点在零刻度线位置,C点刻度值为20.0cm,小车由A位置运动到C位置通过的距离为s=20.0cm。
[2]小车通过AB和BC所用时间均为0.2s,所以小车通过AC段用时为t=0.2s×2=0.4s
小车的平均速度为
[3]图可知sAB”、“=”或“(4)0.04
【详解】(1)该实验中测量小车运动的距离和时间,再利用公式计算小车的平均速度。
(2)斜面坡度较缓时,通过相同路程的时间更长,便于更准确的测量时间,可以减小时间的测量误差,使计算的平均速度更准确。
(3)小车沿斜面下滑时做加速运动,因此全程AC的平均速度v1大于上半程AB的速度v2,即v1>v2。
(4)AB段的路程
AB段的时间
AB段的平均速度
10.某同学要测量小车运动的平均速度,实验装置如图所示。已知小车沿斜面向下做直线运动,他的主要实验步骤如下:
①用刻度尺测量出A、C间的距离s并记录在表格中。
②用秒表测量出小车由A位置运动到C位置所用的时间t并记录在表格中。
③根据公式,计算出小车运动的平均速度并记录在表格中。
请完成下列问题:
(1)画出本次实验数据的记录表格;
(2)已知小车通过AB和BC所用时间均为0.1s。小车由A位置运动到C位置的过程中,小车运动的平均速度为___________m/s;
(3)如果小车通过AB的平均速度为v1,通过BC的平均速度为v2,那么v1、v2的大小关系是:v1___________v2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)
(2)1
(3)小于
【详解】(1)本次实验需要记录的实验数据有, AC间的距离s、 小车由A位置运动到C位置所用的时间t、 小车运动的平均速度v,按要求设计如下表格:
(2)小车由A位置运动到C位置的过程中,小车运动的平均速度为
(3)小车通过AB和BC所用时间均为0.1s,由图可知,AB的长度小于BC的长度,根据速度的计算公式可知,小车通过AB的平均速度为小于小车通过BC的平均速度为,即v全>v上
【详解】(1)由图可知,刻度尺的分度值为1cm,由图可知,小车车尾对准0刻度线,当到达终点时,小车车尾对准80.0cm,所以小车在全程运动的距离是80.0cm。
(2)小车全程运动的路程s=80.0cm=0.800m
运动的时间t=6s,所以小车在全程的平均速度为
(3)[1][2]当小车通过中点后才终止计时,会导致上半程所用时间偏大,路程准确,根据可知,计算上半程平均速度v上的结果偏小。
(4)小车在下半程运动的路程s下=40.0cm=0.400m
运动的时间t下=6s-4s=2s
所以小车下半程的平均速度为
(5)小车在上半程运动的路程s上=40.0cm=0.400m
运动的时间t上=4s,所以小车上半程的平均速度为
故上半程、下半程、全程的平均速度按照由大到小的顺序是v下>v全>v上。
13.小华测量了小车在斜面上自由滑下的平均速度。如图所示,图中显示的是测量过程中小车分别在A、B、C三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式是“时:分:秒”。
(1)该实验测平均速度的原理公式是___________;
(2)组装实验器材时,应使斜面的坡度较_________(选填“大”或“小”),这样可以减小测量时间的误差;
(3)根据图中所示的数据信息,他测得AB段的平均速度是___________m/s。实验中可以发现小车通过AB段的平均速度___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)小车通过BC段的平均速度;
(4)实验前必须学会熟练使用停表,如果在小车过了A点后才开始计时,这样会使测得的AC段平均速度会偏___________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)(2)小(3) 0.1 小于(4)大
【详解】(1)实验时需要测量小车运动的路程和时间,用计算速度,该实验测平均速度的原理公式是。
(2)组装实验器材时,应使斜面的坡度较小,这样小车在斜面上运动的时间较长,可以减小测量时间的误差。
(3)[1]AB段小车运动的路程
运动的时间为3s,小车的平均速度是
[2]BC段小车运动的路程
运动的时间为4s,小车的平均速度是
小车通过AB段的平均速度小于小车通过BC段的平均速度。
(4)如果在小车过了A点后才开始计时,会使测得的时间偏小,由计算出 AC段平均速度会偏大。
14.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间。
(1)该实验的原理是______________;
(2)实验中为了减少时间测量误差,应该选用坡度____________(选填“较小”或“较大”)的斜面;
(3)在每次实验时,都让小车从同一斜面的同一高度静止释放,并在相应的位置放置一金属片,当听到小车撞击金属片的声音时停止计时;
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,研究AC段的运动时,如果小车车身越过了A点才开始计时,则vAC偏____________(填“大”或“小”)。
【答案】 较小 大
【详解】(1)[1]测量物体的平均速度时,用刻度尺测量物体运动的路程,用秒表测量物体运动的时间,根据计算物体的平均速度,故该实验的原理是。
(2)[2] 斜面坡度越大,小车沿斜面向下运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小。
(4)[3]如果小车车身过了A点后才开始计时,计时晚,则所计时间将偏小,由可知,计算出的平均速度偏大,所以vAC偏大。
15.如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点由静止滑下,测出小车到达B点的时间,即可求出小车的平均速度。
(1)实验原理是______;
(2)实验时,应______(选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度,目的是______;
(3)请设计一个记录实验数据的表格;
(4)从A点到B点的路程______cm;小车从A点运动到B点所用时间______s;小车在AB段的平均速度______。
【答案】(1)(2) 减小 便于测量小车的运动时间(3)
(4) 80.0 5 0.16
【详解】(1)测量小车平均速度的实验,需要测量路程和时间,通过速度公式计算出平均速度,所以实验原理是
(2)[1][2]倾斜角度越小,小车运动时间越长,便于测量小车的时间,故应减小斜面的倾斜的角度,目的是使小车在斜面上运动的时间更长,便于测量时间,从而减小时间测量的误差。
(3)实验中需要记录小车下滑的路程、时间、平均速度,以及速度的平均均值,且实验进行多次,设计表格如下图所示:
(4)[1]由图可知,该刻度尺的分度值是1cm,A点对应的刻度是80.0cm,B点对应的刻度是0.0cm,故
[2]小车在AB段所用的时间
[3]小车在AB段的平均速度
16.小阳用如图所示的实验装置测量小车的平均速度。
(1)该实验中需要用______测量小车通过的路程s,用______测量小车运动的时间t,通过公式______,求出平均速度v;
(2)实验中应该控制斜面的坡度较______(选填“大”或“小”),这样可以减小测量______的误差;
(3)小车通过全程s1所用的时间为t1,通过上半段路程s2所用的时间为t2,则小车通过下半段路程的平均速度v3=______(用s1、s2、t1、t2表示);
(4)如果在实验中小阳释放小车后才开始计时,则他测得的平均速度会______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2) 小 时间(3)(4)偏大
【详解】(1)[1][2][3]平均速度等于总路程除以总时间,该实验所依据的原理是。根据,实验中要用刻度尺测量小车通过的路程s,用秒表测量小车运动的时间t。
(2)[1][2]实验时应使斜面的坡度较小,小车运动的速度较慢,所用时间较长,减小测量小车运动的时间的误差。
(3)下半段路程为,小车通过下半段路程的时间为,则小车通过下半段路程的平均速度
(4)如果在实验中小阳释放小车后才开始计时,则他测得的时间偏小,根据,则他测得的平均速度会偏大。
17.如图所示是实验中学创新小组的同学们在测量小车在斜面上运动的平均速度的实验装置图,使小车从带有刻度的斜面上A点由静止自由下滑,分别记录小车经过B点和到达C点所用的时间。
(1)该实验的原理是______,斜面应设置较______(该空选填“大”或“小”)的坡度,是为了在实验中便于测量时间;
(2)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度会偏______(该空选填“大”或“小”);
(3)小车从A点到C点的路程____cm,所用时间如图乙所示,为_____s,则小车在AC段的平均速度_____m/s(保留2位小数);
(4)在图丙的图像中大致描述AC段的图像为____(填序号)。小车在AC段运动的过程中,路程中点的速度为,在时间中点的速度为,则_____(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1) 小(2)小(3) 80.0 2.4 0.33(4) ③ >
【详解】(1)[1]实验中通过测量路程和时间,然后根据计算平均速度,所以该实验的原理是
[2]实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应使斜面的坡度较小,使小车运动得更慢一些。
(2)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,则测得AB段的时间偏大,根据,平均速度会偏小。
(3)[1][2]由图甲可知刻度尺的分度值为,小车从A点到C点的路程。由图也可知分针在0和1之间,偏向0一侧,秒针指在处,则小车从A点到C点所用时间为。
[3]小车在AC段的平均速度
(4)[1][2]小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是做加速运动,则在相等的时间里通过的路程越来越大,所以大致描述AC段的运动图像是图像③。根据题意可知时间中点对应的位置在路程中点之前,小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是做加速运动,所以路程中点的速度大于时间中点的速度,即大于。
18.为了“探究小车沿斜面下滑时速度的变化”给你提供了如图所示的装置,图上方是小车位于A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“”)。
(1)要完成该探究实验,需用的测量工具有______和______;
(2)实验原理是______;
(3)实验中为了使计时准确些,应使斜面的坡度较______些;(选填“大”或“小”)
(4)实验中小车通过前半段路程的平均速度为______m/s,小车通过全程的平均速度为______;
(5)小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化情况是______。
【答案】(1) 刻度尺 秒表(2)(3)小(4) 0.2 0.24(5)越来越大
【详解】(1)[1][2]平均速度等于总路程除以总时间,该实验所依据的原理是。根据,实验中要用刻度尺测量路程,用秒表计量时间。
(2)平均速度等于总路程除以总时间,该实验所依据的原理是。
(3)实验时应使斜面的坡度较小,小车运动的速度较慢,所用时间较长,便于准确测量小车运动的时间。
(4)[1]实验中小车通过前半段路程的时间为
则实验中小车通过前半段路程的平均速度为
[2]小车通过全程的时间为
则小车通过全程的平均速度为
(5)实验中小车通过下半段路程的时间为
则小车通过后半段路程的平均速度为
所以小车沿斜面下滑的过程中,速度变大。
19.小明利用如图所示的装置测量小球在斜面上运动的速度,让小球从A点由静止开始向斜面下滑,并用电子表记录小球通过A、B、C三个位置的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。测量小球在AB、BC、AC段运动的平均速度,来找到相关规律;
(1)该实验的原理是__________;
(2)小明想测小球在BC段的平均速度,于是将小球放在B点,按下秒表并同时让小球从静止开始下滑,当小球滚动到C点时停止计时,你认为这个方法__________(选填“可行”或“不可行”);
(3)实验时发现小球运动时间太短,为了更方便计时,应将支撑木块__________(选填“向右”或“向左”)适当移动;
(4)如图所示让小球从A点由静止下滑,经过B点最终到达C点,小球从A点到C点的路程__________cm;小球在AC段运动的平均速度是__________m/s;
(5)小球在沿斜面下滑过程中做__________(选填“匀速”或“变速”)运动。理由是相同__________内通过的路程不同。
【答案】(1)(2)不可行(3)向右(4) 100.0 0.5(5) 变速 时间
【详解】(1)测量物体运动速度的原理是速度公式,即。
(2)测小球在BC段的平均速度,小球从A点运动到B点时,B点是有速度的,而将小球放在B点,让小球从静止开始下滑,此时B点没有速度,这是两个不同的运动,故这种方法是不可行的。
(3)将支撑木块向右移动,斜面的倾斜程度变小,小车运动的时间延长,便于计时。
(4)[1]分度值为1cm,刻度尺需要估读到分度值下一位,小球从A点到C点的路程
[2]小球在AC段运动的平均速度是
(5)[1][2]小球在第1s通过了25cm,在第2s通过75cm,小球在沿斜面下滑过程中做相同的时间内,小球通过的路程不同,故小球在做变速运动。
20.小京自制了每0.1秒滴下一滴水的“计时器”。他把滴水计时器固定在玩具车上,并把车放置在水平木板上用来测量车运动的速度,如图甲所示。释放车后,水滴在木板上的位置如图乙所示。
他用刻度尺测量出A、D两点间的距离为________cm,进一步计算出玩具车在这个过程中的平均速度为________cm/s。
【答案】 3.60 12
【详解】[1]由图乙可知,刻度尺的分度值为0.1cm,A点对应的刻度值为0.50cm,D点对应的刻度值为4.10cm,则A、D两点间的距离为s=4.10cm﹣0.50cm=3.60cm
[2]每0.1秒滴下一滴水,A、D间有3个时间间隔,玩具车从A运动到D所用的时间为t=3×0.1s=0.3s
玩具车在这个过程中的平均速度为
考向02 固体、液体密度的测量
典例引领
【典例01】(2025·北京延庆·模拟预测)为了研究“瓜浮李沉”现象,小京买来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的______处,然后调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为______g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为______。
【答案】(1)零刻度线
(2) 44 1.1
【详解】(1)调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)[1]用天平测量物体质量时,物体质量等于砝码质量与游码示数之和。由图可知,砝码质量为
标尺的分度值为0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为4g,所以李子的质量
[2]由题可知,李子的体积,由可得李子的密度
方法透视
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)小明做“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向______调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8g,然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为______。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,读数为______g,则盐水的密度为______。
【答案】(1)左
(2) 20 31.8 1.1
【详解】(1)当指针静止时指向分度盘中线右侧,说明天平右侧质量偏大,根据天平调节原理:指针偏右时,需将平衡螺母向左侧移动,最终使天平横梁平衡。
(2)[1]由甲图知,量筒的分度值为1mL,倒出盐水的体积
[2]如图乙所示,天平标尺的1g∼2g之间有5个小格,其分度值为0.2g,游码左侧指在1g过4格处,示数为1.8g,小明测得烧杯和剩余盐水的总质量m剩=20g+10g+1.8g=31.8g
烧杯和盐水的总质量,倒出盐水的质量m=m总-m剩=53.8g-31.8g=22g
[3]盐水的密度为
【变式02】(2025·北京大兴·二模)小明用天平和量筒测量小石块的密度。
(1)他把天平放在水平台面上,把游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示。则他需将平衡螺母向_________(选填“左”或“右”)端移动,才能使横梁水平平衡;
(2)他用调节好的天平测量小石块的质量时,发现天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图乙所示,则该小石块的质量为_______g;
(3)他用量筒测量小石块的体积时的情境如图丙所示,则小石块的体积为_______cm3;
(4)根据小明测得的数据,可知小石块的密度为______________g/cm3。
【答案】(1)左(2)53(3)20(4)2.65
【详解】(1)游码归零后发现指针偏向如图甲所示,指针偏向分度盘的右边,表明右边要重一些,故应向左调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)由图乙可知,该小石块的质量为m=50g+3g=53g
(3)由图丙可知,小石块的体积V=40mL-20mL=20mL=20cm3
(4)小石块的密度为
题●型●训●练
1.小明和小红测量小石块的密度。
(1)小明调节天平时,将天平置于 桌面上,把游码移到横梁标尺左端零刻度线处,指针静止时的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到天平平衡;
(2)调节天平平衡后,小明把小石块放在天平的 (选填“左”或“右”)盘,在另一盘中加减砝码、移动游码直到天平恢复平衡,此时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g;用量筒测出小石块的体积如图丙所示,则小石块的密度为 g/cm3。
(3)小红觉得先将石块放入量筒中测出石块的体积,再将石块拿出直接放在天平上测量质量,请分析小红的做法是否合理并说明理由 。
(3)先将石块放入量筒中测出石块的体积,再将石块拿出直接放在天平上测量质量,石块取出时,石块会沾上水,导致所测质量偏大,计算出的密度会偏大,所以小红的做法不合理。
2.小明和小红分别用托盘天平“测量烧杯中水的质量”。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,将游码拨到零刻度处后,指针静止时指向分度盘左侧,如图(a)所示,此时应向 侧调节平衡螺母,使托盘天平的横梁在 位置平衡;
(2)小明和小红各自测量了空烧杯和装有水的烧杯质量,两人的主要操作步骤如下表所示:
小红的方案中,步骤c中烧杯中水的质量为 (请用字母表示),你认为 (选填“小明”或“小红”)的测量结果误差更大,主要原因是 。
(3)如图(b)和(c)所示,序号1中装有水的烧杯质量为 克;由表中数据可知:烧杯质量的平均值m杯=25.3g克,烧杯中水的质量平均值m水= 克。
3.研究表明,汽车生产中使用轻量化材料来减轻整车质量,不仅能降低汽车油耗,还能减少二氧化碳的排放。现有钢和镁合金材料,已知钢的密度为7.9×103kg/m3,镁合金材料的密度需要通过实验测量。
(1)本实验测量镁合金密度的原理是 (用公式表示)。某实验小组发现合金体积较大,无法直接放入量筒,他们取来溢水杯和量杯,各抒己见,设计了如下实验操作步骤:
①用电子天平测量镁合金的质量m金;
②读出量杯中水的体积V水;
③用电子天平测量空溢水杯的质量m杯;
④如图所示,用细线拴住镁合金,慢慢放入溢水杯中,使镁合金完全浸没,让溢出的水流入量杯;
⑤将溢水杯装满水,把量杯放在溢水杯出水口下方;
⑥根据密度公式,求出镁合金密度。
(2)请梳理并选择合理的实验步骤进行排序 。实验需要进行多次测量,目的是为了 (选填“得到普遍规律”或“求平均值减小误差”)。
(3)已知1mL=1×10-6m3,由图可知镁合金的体积为 m3,若镁合金的质量54g,则该镁合金的密度为 kg/m3。汽车使用的轻量化材料建议用 (选填“钢”或“镁合金”)。
(4)该小组同学经过讨论,认为测量的镁合金密度相对真实值偏小,他们的理由是用细线拴住镁合金时,细线也排开了一部分水,使得测得的体积比真实体积偏大,而质量不变,根据密度公式可知,测出的密度值偏小。请参考他们的表述,针对他们的实验步骤及数据,说明你的观点:测量的镁合金密度相对真实值 (选填“偏大”或“偏小”),理由是 。
4.小磊用天平、大杯、小杯和密度为ρ水的水测量木块密度。
(1)将木块放在天平上测出木块的质量m木;
(2)小磊测量木块体积的操作步骤如下:
①测出空杯的质量m1;
②把装了水的大杯和空的小杯如图放置;
③用细针把木块缓缓压入大杯内的水中,大杯中部分水溢进小杯;
④测出承接了溢出水的小杯总质量m2;
请你指出步骤②的错误之处: ;
(3)用本题中出现过的物理量的符号表示木块的体积为 、木块的密度为 。(步骤②中的错误已改正)。
5.小闵同学正在做“测定物质的密度”实验,下表是他设计的表格并记录了部分数据。
(1)该实验的原理是 ;
(2)表格最后一列项目为 ;进行多次实验的目的是 ;
(3)通过序号1,可知该物质密度为 g/cm3,它表示的物理意义: ;
(4)小闵学习了密度知识后想利用电子天平和烧杯制作一种简易“密度秤”;如图1和图2,同学们用电子天平和烧杯测出等质量的甲、乙两种不同的液体,两种液体的液面高度分别为h1和h2,则两种液体的密度关系为ρ甲 ρ乙(选填“”),理由是: ;
(5)这节实验课之后,小闵同学思考能否在一个实验里同时测出固体和液体的密度呢?在老师的指导下,他先用电子天平称出一个金属工艺品的质量是189g,然后将烧杯装满牛奶后,测得烧杯和牛奶总质量为540g,接着他将物体浸没在牛奶中,使用排水法测出物体体积(即物体体积等于排开液体的体积等于溢出液体的体积),已知溢出70cm3的牛奶,烧杯、剩余牛奶和工艺品的总质量为657g,求:
a.金属工艺品的体积 ;
b.金属工艺品的密度 ;
c.溢出牛奶的质量 。
6.在“测定一块形状不规则金属的密度”的实验中:
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)需用的实验器材有:电子天平、烧杯、水和 。
(3)某同学设计记录表格如下,请在空格处填上栏目。
(4)实验中多次测量的目的是 。
(5)本题实验和“探究液体质量与体积的关系”实验所用测量工具 ,所测量的物理量 (两空均选填“相同”“不同”),“探究液体质量与体积的关系”实验是 性实验,本题实验是
性实验。
7.下面是某同学测量木块密度的实验步骤:
①用天平测量出木块的质量,记作m;
②在量筒中倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
③把一块大小合适的石块用细线拴好,浸没在盛有水的量筒中,测量出石块和水的总体积V2。
④取出石块,用细线把石块和木块拴在一起,然后一起浸没在水中,记作V3。
⑤根据测得的数据计算得到木块的密度为(用上面给出的字母表示) ;
上述步骤中,多余的步骤为 。
8.在“用天平和量筒测定精制油密度”的实验中:供参考的实验步骤有:
A.用天平称出玻璃杯的质量m1;
B.往玻璃杯里倒入适量精制油,用天平称出玻璃杯和精制油的质量m2;
C.用量筒测出玻璃杯中精制油的体积V1;
D.把玻璃杯中的精制油倒入量筒中一部分,记下量筒中精制油的体积V2;
E.根据测得的数据求出精制油的密度;
F.用天平称出玻璃杯和杯中剩下的精制油的质量m3
为了减少测量的误差,你认为必须的实验步骤及其合理的顺序是 。
密度表达式是 。
9.某小组同学选用电子天平、量筒、水等实验器材测量红豆的密度,他们设计了两个不同的实验方案。
方案一:
①打开电子天平,将量筒置于电子天平中央,按“清零”键;
②将适量红豆倒入量筒,测出红豆的体积V;
③将盛有红豆的量筒置于电子天平中央,测出红豆的 ;
④根据实验原理,求出红豆的密度ρ。
方案二:
①打开电子天平,将量筒置于电子天平中央,按“清零”键;
②在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V0,并用电子天平测出量筒中水的质量m1;
③将水倒出,擦干量筒后,将适量红豆倒入量筒,用电子天平测出红豆的质量m2;
④继续往量筒中加水,直到红豆和水的总体积为V0;
⑤用电子天平测出此时红豆和水的总质量为m3;
⑥根据实验原理,红豆的密度ρ= (请用方案中提供的字母表示,水的密度用ρ水表示)。
(1)完成上述两个方案中空白处的填空。
(2)请判断方案一是否可行,并说明理由。 。
方案一中,因红豆之间有空隙,用上述方法测量的体积偏差较大,故不可行。
10.李小同学发现家门口超市卖的石榴汁比其他地方的甜味更浓郁,她想测一下石榴汁的密度。
(1)下图是她实验报告一部分,请帮助她完成报告空缺填写。
:测量石榴汁的密度
实验原理:
实验器材:电子天平、量筒、烧杯、石榴汁
实验步骤:
I.先用天平测出空烧杯的质量m1。
Ⅱ.加入石榴汁后再用天平测量烧杯和石榴汁的总质量m2。
Ⅲ.然后将石榴汁全部倒入量筒中测出石榴汁的体积V石榴汁。
IV.计算出石榴汁的密度为 。
(2)分析实验过程,小陈认为,在步骤 中,由于烧杯中的石榴汁有残留,会使密度的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。
11.小闵和小航做“测量金属块的密度”实验,先把电子天平放置在水平桌面上,后续的实验场景如图所示。
(1)该实验的原理是 。
(2)小闵根据图(a)(b)(c)(d)的现象计算得出金属块的密度,小航提出建议可省去图(d)实验过程,直接根据(a)(b)(c)现象计算得出金属块的密度。你认为哪位同学的方案合理,请说明理由。
(3)根据合理的方案计算得出金属块的密度为 千克/米3。
12.日常消毒的主要用品为酒精消毒液。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。砝码盒中配备的砝码有100g、50g、20g、10g、5g等。请你完成下列问题:
(1)调节天平时应将游码移至零刻度处后调节 ,使指针指在 ,表示天平处于平衡状态。
(2)小王测量烧杯和消毒液的总质量m1时,估计消毒液和烧杯的总质量在150g左右。试加砝码时,用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中,若指针右偏,则应取下 g砝码,试加上其他砝码,最后调节游码。
(3)如图甲是小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是: 。
(4)小明在实验室想测量一块不规则瓷片的密度。当他用天平测量瓷片的质量为m后,发现瓷片放不进量筒,于是改进如图乙所示的方法测瓷片的体积:
a、往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置上做标记;
b、取出瓷片;
c、往量筒加入适量的水,记录量筒中水的体积V1;
d、 (填写操作过程)
e、操作后记录量筒中水的体积V2;
f、则瓷片的密度ρ= (用m、V1、V2表示)
g、根据以上步骤,你认为小明同学测出的瓷片密度值将 (选填“偏大”或“偏小”),出现误差的原因可能是 。
13.某小组同学利用实验室器材测量空气的密度。小李和小王同学分别设计了相关的测量方案,实验步骤如下所示。
据此回答下列问题:
(1)在“测定物质的密度”实验中:实验原理是 ,实验中多次测量是为了 ;
(2)小李同学实验方案中,密闭容器内空气的体积V= ,空气的密度ρ1= ;(均用字母表示,已知水的密度为ρ水)
(3)若考虑排球浸没在空气中受到浮力,且排气前后体积略有减小,小王同学测出的空气平均密度应 (选填“偏大”或“偏小”)。1.小军利用电子秤、水和烧杯等器材测量一块不规则小石块的密度。首先用电子秤测出小石块的质量为75g,然后按下面的步骤完成实验:
①往烧杯中加入适量的水,把小石块浸没,在水面到达的位置处做标记线,如图甲所示。
②取出小石块,测得烧杯和水的总质量为150g,如图乙所示。
③往烧杯中加水直到标记线处,再测出烧杯和水的总质量为180g,如图丙所示。
已知水的密度为,根据实验数据,小石块的密度为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】已知小石块的质量,根据密度公式可知,欲求小石头的密度,需先求小石头的体积。烧杯中加入适量的水,把小石块浸没,在水面到达的位置处做标记线,取出小石块,往烧杯中加水直到标记线处,由此可知,加入水的体积即为小石头的体积。已知取出小石块后,烧杯和水的总质量,加水直到标记线处,再测出烧杯和水的总质量,因此加入至标记线处水的质量
则加入水的体积
则小石头的密度,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.在用天平和量筒测量浓食盐水密度的实验中:
(1)在烧杯中倒入适量的浓食盐水,测量烧杯和浓食盐水的总质量,天平横梁水平平衡时如图甲所示,则烧杯和浓食盐水质量的测量值是______g。
(2)将烧杯中的部分浓食盐水倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中浓食盐水体积的测量值是______mL,烧杯和剩余浓食盐水质量的测量值是43.4g。
(3)浓食盐水密度的测量值是______。
【答案】(1)87.4
(2)40
(3)
【详解】(1)由图甲可知,天平游标卡尺的分度值为0.2g,刻度值为2.4g,砝码总质量为
则烧杯和浓食盐水的质量
(2)如图乙所示,量筒的分度值为2mL,由此读出浓盐水的体积
(3)由第(2)问可知烧杯和剩余的浓食盐水质量,则量筒中浓食盐水的质量
根据可求得浓食盐水的密度
3.妈妈买来一瓶蜂蜜,小华想利用水、电子秤、空瓶、记号笔测量蜂蜜的密度。
(1)小华设计的实验步骤如下,请你帮他补充完整。
①用调好的电子秤测量空瓶的质量并记录;
②往空瓶内倒入适量的水,用记号笔在瓶上标记水面位置,用电子秤测量瓶和水的总质量并记录;
③__________并记录;
(2)请用已知量和测量量、、表示出蜂蜜的密度____________。
(3)请你帮小华设计实验数据记录表格。
【答案】(1)将瓶内水倒出,将瓶内水擦干,再向瓶中倒入蜂蜜至标记线处,用电子秤测量瓶和蜂蜜的总质量
(2)
(3)见详解
【详解】(1)将瓶内水倒出,将瓶内水擦干,再向瓶中倒入蜂蜜至标记线处,用电子秤测量瓶和蜂蜜的总质量 m3 并记录。此时瓶内蜂蜜的体积等于水的体积
(2)蜂蜜的质量
蜂蜜的体积等于水的体积
蜂蜜的密度
(3)实验数据记录表格,如图所示:
4.甲、乙两组同学各自用盐水探究物质的质量与体积的关系。
(1)甲组同学在调节天平平衡时发现天平指针指在分度盘中央的左侧,此时,他们应将平衡螺母向______侧调节(选填“左”或“右”)。
(2)乙组同学在某次测量过程中,先测出烧杯和盐水的总质量为172g,然后将烧杯内的盐水倒入量筒中一部分,如图甲所示,量筒内盐水的体积是______;再用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量,如图乙所示,则量筒内盐水的质量为______g。
(3)甲、乙两组同学根据各自的实验数据画出的质量与体积的关系图像如图所示。请你根据图像和图中所画辅助线(虚线)分析并比较图线OA所表示的甲组盐水的密度和图线OB所表示的乙组盐水的密度的大小。
【答案】(1)右(2) 50 51(3)
【详解】(1)调节天平平衡时,指针指在分度盘中央的左侧,按照左偏右调的方法,应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]图甲所示的量筒的单位是mL,分度值是2mL。此时量筒中盐水的体积是
[2] 由图乙可知,烧杯和剩余盐水的总质量为
量筒内盐水的质量为
(3)由图像可以看出,当甲、乙两组所取盐水体积相等时,甲组盐水的质量更大,所以甲组盐水的密度大于乙组盐水的密度。
5.小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度,主要实验步骤如下:
(1)当把托盘天平放置在水平桌面上,把游码移至标尺______处时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示。为使天平横梁水平平衡,她应将平衡螺母向______端移动,直至指针指到分度盘中央,或指针在中央刻度线左右两侧摆动幅度______为止。
(2)把待测金属块放在左盘中,在右盘中增减砝码。当向右盘中加入最小的砝码时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,接下来应进行的操作是:______,直至横梁水平平衡。
(3)天平水平平衡后,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则金属块的质量为______g。
(4)再将金属块用细线系好放进盛有40mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图丙所示的位置。该金属块的密度为______。
【答案】(1) 零刻度线处 右 相同(2)取下最小的砝码,再移动游码(3)54(4)2.7
【详解】(1)[1]当把托盘天平放置在水平桌面上,把游码移至标尺零刻度线处时,再调节平衡螺母使天平在水平位置平衡。
[2][3]由图甲得,指针指向分度盘的左边,说明天平左边质量较大,他应将平衡螺母向右移动,直至指针指到分度盘中央,或指针在中央刻度线左右两侧摆动幅度相同为止,此时天平在水平位置平衡。
(2)把待测金属块放在左盘中,在右盘中增减砝码。当向右盘中加入最小的砝码时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,说明添加的砝码的质量偏大,接下来应进行的操作是:取下最小的砝码,再移动游码,直至横梁水平平衡。
(3)由图乙得,标尺的分度值为0.2g,游码所在位置为4g,金属块的质量为
(4)图丙中量筒的分度值为2mL,示数为60mL,金属块的体积为
该金属块的密度为
6.小明利用电子秤和两个完全相同的玻璃瓶测量某种液体的密度,主要实验步骤如下:
①将一个玻璃瓶装满水,用电子秤测出玻璃瓶和水的总质量为,并记录在表格中。
②将另一个玻璃瓶装满待测液体,用电子秤测出玻璃瓶和待测液体的总质量为,并记录在表格中。
③已知玻璃瓶的容积为V,水的密度为,则待测液体的密度______。(用已知量和测量量表示)
【答案】
【详解】玻璃瓶装满水时,水的质量为,而水的体积等于玻璃瓶的容积V,根据密度公式,可得
玻璃瓶装满待测液体时,液体的质量
待测液体的体积也等于玻璃瓶的容积V,因此待测液体的密度
7.小兴在实验室测量一个小石块的密度时,采用如下步骤:
(1)用天平测出石块的质量m1;
(2)在烧杯中装入适量的水,测出烧杯和水的总质量为m2;
(3)将石块放入烧杯中,使石块浸没在水中,标记出此时烧杯中水面的位置;
(4)取出石块,向烧杯中注水,直至水面到达标记处,用天平测出此时烧杯和水的总质量m3;若已知水的密度为,则用测量的物理量和已知量表示石块的密度的表达式=___________。
【答案】
【详解】由题意可知,取出石块后,注入水的质量为;取出石块后,向烧杯中注水,由于水面仍到达标记处,则注入水的体积等于石块的体积,石块的体积为
则石块的密度为
8.利用托盘天平、量筒等器材测量某种液体的密度。请将以下主要实验步骤补充完整。
(1)把天平放在水平台面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针的位置如图甲所示。为使天平横梁水平平衡,应将平衡螺母向________移动。
(2)调节天平横梁水平平衡后,在烧杯中加入适量液体,当砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁再次水平平衡,此时烧杯和液体的总质量为________g。
(3)将烧杯中的部分液体倒入量筒,量筒中液面位置如图丙所示,则量筒中液体的体积为________mL。
(4)用天平测出剩余液体和烧杯的总质量为96g。
(5)计算出液体的密度________。
【答案】 左 152 70
【详解】[1]甲图中,横梁静止时指针指在分度盘中央刻度线的右侧,说明右端重,要使横梁平衡,应将平衡螺母向左调节。
[2]如图乙所示,烧杯和液体的总质量为
[3]如图丙所示,量筒的分度值为2mL,则量筒中液体的体积为70mL,即70cm3。
[4]量筒内液体的质量为
液体的密度为
9.小华在做测量物体A密度的实验时,先将天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,他将物体A放在天平的左盘,在右盘添加砝码并移动游码,当天平再次平衡时,右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则物体A的质量为___________g。然后小华将物体A用细线拴住放入装有60mL水的量筒中,量筒中水的体积如图乙所示,物体A的体积为___________cm3,物体A的密度为___________g/cm3。
【答案】 72 20 3.6
【详解】[1]根据天平的读数方法,物体的质量等于右盘砝码的质量加上游码所对的刻度值。天平标尺的分度值为 0.2g,由图甲知,
图甲中物体的质量为
[2]由图乙知,量筒的分度值为2mL,量筒中水和物体A的总体积,物体A的体积
[3]物体A的密度
10.小明测量某种液体密度的实验过程如图所示。
(1)将天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左边的零刻度线处,发现天平平衡时指针如图甲所示,要使天平在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节;
(2)小明先将适量被测液体倒入量筒中测量其体积,如图乙所示;再测出空烧杯的质量为30g,然后将量筒中的液体全部倒入烧杯中放到天平上测量,当天平再次平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示;通过以上实验数据,可计算出液体的密度为___________kg/m3;
(3)小明整理实验器材时,发现量筒内壁上还留有一些液体未全部倒入烧杯中,这样使得测出的液体密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)右(2)(3)偏小
【详解】(1)将天平放在水平桌面上,使用前天平游码要归零,即把游码移动到标尺左边的零刻度线处,测量前,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,表明左边重一些,要使横梁平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)由图丙可知,天平标尺的分度值是0.2g,烧杯和液体的总质量为62g,而烧杯的质量为30g,所以,烧杯中液体的质量为
由图乙可知,液体的体积为40cm3,液体的密度为
(3)量筒内壁上还留有一些液体,这样测量烧杯和液体的总质量偏小,而测空杯质量没有影响,使得量筒中液体的质量偏小,由得,所测液体密度偏小。
11.小红想测量一颗小西红柿的密度,于是她进行了如下操作:①用调好的天平测量小西红柿的质量m1=12g。②再用调好的天平测出装有适量水的烧杯总质量m2,当天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示。③将一颗小西红柿放入水中沉底,在液面处做标记,如图乙所示。④将小西红柿取出,将水倒入烧杯中直到水面达到刚才的标记处,如图丙所示,用调好的天平测量此时烧杯和水的总质量为m3=85.8g。ρ水=1×103kg/m3,根据以上测量数据求:
(1)步骤②中烧杯和水的总质量m2。
(2)小西红柿的体积。
(3)小西红柿的密度。
【答案】(1)75.8g(2)(3)
【详解】(1)根据天平的读数规则,被测物体的质量等于砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。由图甲可知,天平右盘中砝码的总质量为
天平标尺的分度值为0.2g,游码所对的刻度值为1.0g。所以,烧杯和水的总质量
(2)该实验采用等效替代法测量小西红柿的体积。小西红柿的体积等于步骤④中后来倒入烧杯的水的体积。倒入水的质量
水的密度
根据密度公式可得,小西红柿的体积
(3)根据密度公式可得,小西红柿的密度
12.小华使用电子秤、薄壁空水杯等实验器材测量某金属块的密度,实验步骤如下:
①将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再按电子秤的清零键,使其示数为零,即电子秤不显示空水杯的质量。
②空水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为。
③用细线系好金属块,使其浸没在水中(不触碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为。
④使金属块沉入水底并松开手,如图丁所示,电子秤示数为。
(1)实验中测出,,,水的密度为,取,则金属块浸没在水中受到的浮力______。
(2)金属块的密度______。
【答案】(1)0.1(2)
【详解】(1)按电子秤的清零键,使其示数为零,空水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为,即水的质量,由乙、丙两图可知,金属块排开水的质量
排开水的重力
由阿基米德原理可知,金属块浸没在水中受到的浮力
(2)由图乙、丁可得金属块的质量
金属块全部进入水中,金属块的体积
金属块的密度
13.在用量筒测形状不规则物体的体积活动中,小明准确地测量出80mL的水,关于量筒的使用,下列说法中正确的是( )
A.使用量筒时,可将量筒放置在任意的桌面上
B.量程0-200mL、分度值1mL的量筒比量程0-100mL、分度值2mL的量筒更精确
C.将量筒放在水平桌面上,人可以站着俯视凹液面的最低处进行读数
D.读数时,将量筒从桌面上拿起来,视线要与凹液面的最低处齐平
【答案】B
【详解】A.量筒使用时需放置在水平桌面上,不能任意放置,否则液体表面倾斜会导致读数错误,故A错误;
B.量筒的精确程度由分度值决定,分度值越小越精确。量程0-200mL、分度值1mL的量筒分度值更小,比量程 0-100mL、分度值 2mL的量筒更精确,故B正确;
C.读数时视线应与凹液面的最低处相平,俯视会导致读数偏大,故C错误;
D.读数时量筒应保持在水平桌面上,不能拿起来读数,拿起来会导致液体晃动或量筒倾斜,无法准确读数,故D错误。
故选B。
14.小力测量不规则矿石的密度,做了如下操作。
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,为使横梁水平平衡,需将平衡螺母向___________端移动。
(2)天平调平后,将矿石放在天平的左盘,当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁再次水平平衡,矿石的质量为___________g。将矿石用细线系好放入盛有15mL水的量筒中,量筒中水面升高到如图丙所示的位置。由此计算出该矿石的密度为___________g/cm3。
【答案】(1)右
(2) 27 2.7
【详解】(1)天平的平衡螺母调节遵循“左偏右调,右偏左调”的原则,即指针偏向哪一侧,平衡螺母就向相反方向调节。图甲中指针偏向分度盘的左侧,因此平衡螺母需向右调节。
(2)[1]如图乙,砝码质量共25g,标尺分度值为0.2g,示数为2g。则矿石质量m=25g+2g=27g
[2]量筒分度值为1mL,示数为25mL。矿石体积V=25mL-15mL=10mL =10cm3
该矿石的密度为
15.(1)小京自制了每0.1秒滴下一滴水的“计时器”。他把滴水计时器固定在玩具车上,并把车放置在水平木板上用来测量车运动的速度,如图甲所示。释放车后,水滴在木板上的位置如图乙所示。他用刻度尺测量出A、D两点间的距离为______cm,进一步计算出玩具车在这个过程中的平均速度为______cm/s;
(2)将盛有适量液体的烧杯放在调节好的天平上,天平平衡时,右盘上的砝码和游码位置如图丙所示,则烧杯及杯内液体的总质量为______g,将烧杯中一部分液体倒入量筒中,量筒中液体的体积为50cm3,再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为106g。依据公式ρ=______,算出该液体密度值为______g/cm3。
【答案】(1) 3.60 12(2) 161 1.1
【详解】(1)[1]由图乙可知,刻度尺的分度值为0.1cm,则A、D两点间的距离为
[2]每秒滴下一滴水,A、D两点间有个时间间隔,玩具车从A运动到D所用的时间为
则玩具车在这个过程中的平均速度为
(2)[1]如图丙所示,横梁标尺分度值为0.2g,则烧杯及杯内液体的总质量为
[2][3]量筒中液体的质量为
根据公式,该液体密度值为
16.受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下。
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积。
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积。
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,___________,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积。
则小玻璃珠密度的表达式为ρ=___________(用已知字母表示)。
【答案】 直到标记处与碗外水面相平
【详解】[1][2]如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积。根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知,量筒中减小的水的重力等于玻璃珠的自身重力,则此时量筒中减小的水的质量即小玻璃珠的总质量,减小水的体积
减小水的质量(小玻璃珠的总质量)
由题意知,小玻璃珠的总体积为
小玻璃珠密度的表达式为
17.小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向 ___________调节平衡螺母(选填“左”或“右”),使天平横梁平衡;
(2)用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为64.8g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为___________cm3再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为___________g/cm3。
【答案】(1)左(2) 30 1.1
【详解】(1)当指针静止时指向分度盘中线右侧,说明天平右侧质量偏大,根据天平调节原理:指针偏右时,需将平衡螺母向左侧移动,最终使天平横梁平衡。
(2)[1]由甲图知,量筒的分度值为1mL,倒出盐水的体积为V=30mL=30cm3。
[2]图乙剩余盐水和烧杯的质量等于砝码的质量加游码的示数,为m1=20g+10g+1.8g=31.8g
量筒中盐水的质量m=m总-m1=64.8g-31.8g=33g
盐水的密度为
18.小明在测量盐水密度时,进行了如下操作:
(1)将天平放在水平台面上,把游码移至零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向______调;
(2)用调好的天平测得烧杯和盐水的总质量为106g,将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,盐水的体积如图丙所示;
(3)用天平测烧杯和杯内剩余盐水的总质量,右盘中砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为______g;
(4)计算出盐水的密度为______g/cm3。
【答案】 右 62 1.1
【详解】(1)[1]将天平放在水平台面上,把游码移至零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,指针左偏,说明左端重,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向右调。
(3)[2]如图乙所示,横梁标尺分度值为0.2g,则烧杯和剩余盐水的总质量为m2=50g+10g+2g=62g
(4)[3]量筒中盐水的质量m=m1﹣m2=106g﹣62g=44g
图丙中量筒的分度值的是2mL,示数为40mL,则量筒中盐水的体积V=40mL=40cm3
所以盐水的密度
19.甘肃天水的樱桃,因其外观鲜艳,口感多样,营养丰富,个大饱满,深受全国各地人民喜欢的水果之一,小琪也非常喜欢吃大樱桃,她很想知道樱桃的密度,于是她进行了如下测量:
(1)将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻线处,指针的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(填“左”或“右”)端调节,使横梁平衡。
(2)他取来一颗大樱桃,用天平测出了大樱桃的质量如图乙所示为______g。
(3)将一颗大樱桃放入装有30mL水的量筒中,水面上升到图丙所示的位置,大樱桃的体积为______cm3,密度为______g/cm3。
(4)小琪将大樱桃放入量筒中时,筒壁上溅了几滴水,所测的大樱桃密度会______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)左(2)8.4(3) 8 1.05(4)偏大
【详解】(1)使用天平时,将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻线处,此时若指针不在分度盘的中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,图甲中指针右偏,故向左调节平衡螺母。
(2)天平读数为砝码质量加游码对应刻度值,由图可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3.4g,故大樱桃的质量
(3)[1]由图丙可知,量筒的分度值为2mL,示数为38mL,由排水法可知,大樱桃的体积
[2]大樱桃的密度
(4)筒壁上溅有水,使得测得的樱桃的体积偏小,大樱桃的质量测量准确,根据可知,所测的大樱桃的密度偏大。
20.小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。
(1)把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的游码移到零刻度线处,调节平衡螺母使天平平衡。
(2)用天平测量小石块的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示,则小石块的质量为______g。
(3)如图乙所示:
a.往烧杯中加入适量的水,把小石块浸没,在水面到达的位置上作标记;
b.取出小石块,测得烧杯和水的总质量为153g;
c.往烧杯中加水,直到标记处,再测出此时烧杯和水的总质量为173g;
d.计算出小石块的体积为______cm3。
用密度公式计算出小石块的密度为______g/cm3。
【答案】 62 20 3.1
【详解】(2)[1]由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,则小石块的质量
(3)[2]由实验步骤可知,烧杯内加入水的质量
烧杯内加入水的体积
所以小石块的体积
(4)[3]小石块的密度为
考向03 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
典例引领
【典例01】(2025·北京延庆·模拟预测)如图所示,为某同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,将滑块放在皮带上,旋转启动旋钮,转动轴可以带动皮带沿逆时针方向转动。
(1)分析说明皮带转动状态下,弹簧测力计的示数能表示滑块所受滑动摩擦力大小的依据(可画图辅助说明);
(2)调节“调速旋钮”使皮带分别以慢速、中速、快速转动,弹簧测力计的示数均为,说明滑动摩擦力的大小与物体间的相对运动速度______(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)见解析
(2)无关
【详解】[1]因为滑块保持静止状态,所以在水平方向上滑动摩擦力与拉力二力平衡,即
定滑轮不改变力的大小,因此弹簧测力计的示数能表示滑块所受滑动摩擦力的大小,受力分析如图所示:
[2]滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关。当皮带分别以不同速度转动时,弹簧测力计示数不变,说明滑动摩擦力大小与物体间的相对运动速度无关。
方法透视
大量实验表明:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。另外,滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)为了探究“滑动摩擦力大小与两物体接触面之间的压力大小是否有关”.小华选用两个质量不同、材料相同、表面粗糙程度相同的带挂钩的立方体木块A和B,弹簧测力计和细线进行实验.请你帮他补充完实验步骤和实验现象.
(1)用弹簧测力计分别测出木块A和B的重力、并记录.
(2)将木块A放在水平桌面上,细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端系在弹簧测力计的挂钩上,水平拉动测力计,使木块A沿水平桌面做______运动,读出测力计的示数为并记录.
(3)______,仿照步骤(2)读出测力计的示数为并记录.
(4)比较与,发现______(选填“=”或“≠”),说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体对接触面的压力大小有关.
(5)画出实验数据的记录表格________.
【答案】 匀速直线 用木块B替换A,将木块B放在水平桌面上
【详解】[1]将木块A放在水平桌面上,细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端系在弹簧测力计的挂钩上,水平拉动测力计,使木块A沿水平桌面做匀速直线运动,根据二力平衡的知识,此时弹簧测力计对木块A的拉力与受到的滑动摩擦力大小相等,读出测力计的示数为,便知道此时摩擦力的大小。
[2]探究滑动摩擦力与压力的关系,需控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小,把木块B叠放在木块A上 (或“用木块B替换木块A”),仿照步骤(2)的操作,读出测力计的示数为,知道此时摩擦力的大小。
[3]比较与,发现,说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体对接触面的压力大小有关,如果,说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体对接触面的压力大小无关。
[4]实验数据记录表格应包含木块重力(反映压力大小)、弹簧测力计示数(反映滑动摩擦力大小)等项目,如下表所示:
【变式02】(2025·北京朝阳·二模)在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,小阳利用两张材料相同、目数不同的砂纸(目数越小表面越粗糙)等器材,进行了如下图所示的实验。
(1)该实验的研究对象是______,当弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子时,该研究对象受到的滑动摩擦力的方向______;
(2)甲、乙两次实验的目的是______,甲、丙两次实验中的控制变量是______。
【答案】(1) 木块 水平向左
(2) 探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关 压力大小
【详解】(1)[1][2]实验时拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,利用二力平衡知识可以得出木块所受的摩擦力,故此时的研究对象是木块,其受到弹簧测力计的拉力水平向右,受到的摩擦力方向水平向左,大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]分析实验甲、乙可知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,是探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关。
[2]甲、丙两次实验中压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,探究的是接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响。所以控制变量是压力大小。
题●型●训●练
1.含含代表学校参加2025年5月25日某市第九届“市长杯”校园足球赛。她发现:踢出去的足球在绿茵场地很快停下来,而在橡胶跑道上却滚得很远。于是含含设计了如图甲、乙、丙所示的实验,探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,根据_______知识可知,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,比较_______两组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关;
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是含含又设计了如图戊所示的实验方案,该方案_______(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。
【答案】(1)二力平衡(2)乙、丙(3)不需要
【详解】(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关,应控制压力相等,改变接触面的粗糙程度,采用乙、丙两次实验符合题意。
(3)如图戊所示的实验方案,A相对地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与受到摩擦力为一对平衡力,大小相等,故该方案不需要匀速拉动长木板B。
2.在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时,有的同学认为物体所受滑动摩擦力的大小跟物体的质量有关。水平桌面上有符合实验要求的带滑轮的木板,两个质量不同带挂钩的长方体木块A和B(材料相同、表面粗糙程度相同、长度和宽度相同),已调零的弹簧测力计和细线。小京利用上述器材设计实验证明了该同学的观点是错误的。请你补充实验问题。
(1)如图所示,将木块B放在带滑轮的木板上,木块A放在木块B上,细线的一端系在木块B的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块A和B在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数为并记录。
(2)______,仿照步骤(1)的操作,读出测力计的示数为并记录。
(3)比较与发现,______,说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体的质量无关。
【答案】 将木块A放在带滑轮的木板上,木块B放在木块A上 =
【详解】(2)[1]要证明滑动摩擦力与物体的质量是否有关,实验中需控制接触面的粗糙程度和压力相同,仅改变研究对象的质量,观察摩擦力是否变化。已知A、B的质量不同,材料、表面粗糙程度等相同,将木块A、B叠放,一次B在下面,一次A在下面,两次实验中木块对木板的压力相同,接触面的粗糙程度相同,而研究对象的质量不同,符合控制变量要求,据此设计实验,因此接下来的实验为将木块A放在带滑轮的木板上,木块B放在木块A上,仿照步骤(1)的操作,读出测力计的示数为并记录。
(3)[2]木块做匀速直线运动时,滑动摩擦力f与绳子的拉力是一对平衡力,由定滑轮的特点可知,弹簧测力计的示数F等于绳子的拉力,因此,比较F1与F2,当F1等于F2,说明两种情况下滑动摩擦力相等,即物体所受滑动摩擦力的大小跟物体质量的大小无关。
3.如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)做实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A,使其在长木板上做_____直线运动,此时弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力大小;
(2)比较_____实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是否正确,请说明理由_____;
(4)本实验操作过程中最大的困难是_____。
【答案】(1)匀速(2)乙、丙(3)不正确,甲、丁实验中,压力和接触面积都不同
(4)用弹簧测力计拉动木块A在长木板上做匀速直线运动
【详解】(1)根据二力平衡的原理,当木块做匀速直线运动时,水平方向上弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等、方向相反,此时弹簧测力计的示数才能准确反映滑动摩擦力的大小。
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,乙实验是木板表面,丙实验是棉布表面,二者压力相同、接触面粗糙程度不同,符合控制变量法的要求。
(3)丁实验切去了木块A的一半,不仅接触面积减小了,木块对木板的压力也减小为原来的一半,存在两个变量,不符合控制变量法的实验原则,因此无法得出滑动摩擦力与接触面积有关的结论。
(4)实验中需要手动拉动木块,很难精准控制木块始终做匀速直线运动,导致弹簧测力计的示数会不断波动,难以读取准确的数值。
4.小丽猜想:物体滑动时所受的滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力大小这两个因素有关,于是她先探究“物体受到的滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力大小是否有关”。
(1)她用下面所示的框图帮助梳理思路,请你补充完整。__________,________。
(2)如图甲所示,测量滑动摩擦力大小时,用弹簧测力计沿水平方向拉动物体,使物体做_________运动,读出弹簧测力计示数。
(3)针对实验中操作不方便的地方,小丽和同学们一起改进实验,如图乙所示,他们组装好器材后,开启电动机,细线水平拉动木板,使木板与物块相对运动,直到物块相对于地面保持静止,弹簧测力计示数稳定,此时读取弹簧测力计示数,即测出物块所受到的滑动摩擦力的大小。请分析说明弹簧测力计的示数能表示物块所受滑动摩擦力大小的依据。_________。
【答案】(1) 压力大小 接触面粗糙程度(2)匀速直线(3)见详解
【详解】(1)[1][2]因为物体滑动时所受的滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力大小这两个因素有关,要探究“物体受到的滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力大小是否有关”,就要采用控制变量法,即控制接触面的粗糙程度不变,改变物体对接触面的压力大小,所以在探究过程中,因变量是滑动摩擦力大小,自变量是物体对接触面的压力大小,控制变量是接触面的粗糙程度。
(2)如图甲所示,测量滑动摩擦力大小时,用弹簧测力计沿水平方向拉动物体,使物体做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,受平衡力作用,在水平方向上二力平衡,即拉力等于摩擦力,所以读出弹簧测力计示数即为滑动摩擦力。
(3)如图乙所示,固定弹簧测力计,通过水平拉动长木板进行实验,物块相对于地面是静止的,受力平衡,物体受到木板的滑动摩擦力和拉力作用,则滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
5.为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小华设计了如图所示的实验。将同一木块的同一接触面分别放在粗糙程度不同的两种水平长木板上进行实验,用弹簧测力计测量木块在水平长木板上匀速运动过程中所受的滑动摩擦力的大小。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着木块在木板上做水平匀速运动,根据_______可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小;
(2)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;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与_______是否有关;
【答案】(1)二力平衡(2) 压力大小 接触面粗糙程度
【详解】(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,木块在水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,可知摩擦力的大小与弹簧测力计对木块的拉力大小相等。
(2)[1]在甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,所以探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
[2]在乙、丙两次实验中,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,所以探究的是滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
6.为了研究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小刚做了如图所示的实验。
(1)实验中,用力F拉动木板B在水平桌面上运动,物块A相对桌面保持静止时,绳对A的拉力与A受到的滑动摩擦力是一对______力;
(2)实验中发现,图甲、乙中的弹簧测力计示数不同。由此可知:滑动摩擦力与______的大小有关;
(3)为了进一步深入研究有关问题,小刚又用一块各侧面光滑程度完全相同的物块C替代物块A,按照如图丙所示的三种方式,将物块C放在木板B上进行三次实验。当木板B在水平桌面上运动,且物块C相对桌面保持静止时,弹簧测力计三次示数分别为F1、F2、F3,则F1______F2______F3(选填“>”、“=”或“
【详解】(1)物块A相对桌面静止,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力。
(2)图甲、乙中接触面粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力与压力大小有关。
(3)[1][2]图丙中①平放、②侧放,接触面粗糙程度和压力都相同,滑动摩擦力大小相等,故;③垫铅笔,变滑动摩擦为滚动摩擦,摩擦力减小,故。
7.同学们利用一块水平长木板,质量不同的木块,铝块各一个,一个弹簧测力计,一根细绳探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关。下面是小鹏同学设计的主要实验步骤,请将实验步骤补充完整,并设计实验数据表格:
(1)①实验装置组装如图甲所示,用细绳将木板固定;
②用弹簧测力计测量木块受到的重力G,然后把木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平向右匀速拉动木块,读出弹簧测力计示数F并记录对应数据;
③用弹簧测力计测出木块和铝块的总重力,______,用弹簧测力计水平向右匀速拉动物块,读出弹簧测力计示数F并记录对应数据;
④利用公式计算______,,整理实验器材。
(2)请画出实验数据表格。
(3)小黄同学用如图乙所示方法测量木块受到的滑动摩擦力。当木块相对于台面静止时,弹簧测力计的示数F能表示木块所受滑动摩擦力f的大小,请你画出图中木块水平方向的受力示意图,并分析说明测量摩擦力的依据。
【答案】(1) 将铝块放置在木块上方
(2)
(3)
【详解】(1)[1]该实验要探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,所以要改变木板受到的压力大小,控制接触面粗糙程度不变,即先用弹簧测力计测量木块受到的重力G,再用弹簧测力计测出木块和铝块的总重力,然后将铝块放置在木块上方。
[2]因为是匀速拉动木块,所以木块处于平衡状态,受到平衡力的作用,所以在水平方向上,木块受到的拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小,即。
(2)实验中需要测出木块和铝块所受的重力,然后根据在水平面上木板所受的压力大小等于物体所受重力之和得到木板所受压力的大小,再测出木块所受到的拉力,根据平衡力的特点得到木块所受滑动摩擦力的大小,设计表格如下:
(3)因为木块相对于地面静止,所以在水平方向上滑动摩擦力f与拉力F是一对平衡力,由二力平衡条件,即。作用点在物体的重心,如图所示:
8.小明为测出木块A在水平面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用如图甲所示的实验装置。
(1)他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A______;
(2)根据甲乙两次实验探究结果,小明由此得出结论: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,理由是______。
【答案】(1)做匀速直线运动(2) 错误 没有控制物体间的压力相同
【详解】(1)实验时为了测出木块A在水平面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,应使用弹簧测力计拉着木块A在水平面上做匀速直线运动,此时木块A处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡可知,此时滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)[1][2]探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,应只改变接触面积;由题图可知,把木块A沿竖直方向切去一半,压力和接触面积均改变,没有控制物体间的压力相同,不符合控制变量法的要求,所以他的结论是错误的。
9.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用木块A做了如图所示的实验。
(1)将木块A放在水平长木板上,用细线的一端系在物体A挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,此时需要调整定滑轮的高度,使A在水平拉力作用下运动;
(2)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平_____拉动木块,根据_____原理可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(3)再将木块上放置一个钩码进行实验,上述实验探究的科学问题是:_____
【答案】 匀速 二力平衡 滑动摩擦力与压力的关系
【详解】(2)[1][2]将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,此时木块受到的拉力与滑动摩擦力为平衡力,根据二力平衡原理可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(3)[3]再将木块上放置一个钩码进行实验,可以在接触面的粗糙程度不变时,增大木块对水平面的压力,则可以探究的科学问题是:滑动摩擦力与压力的关系。
10.如图所示,是某物理实验小组探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验。
(1)在甲、乙、丙实验中,用弹簧测力计水平___________拉动物体,依据___________原理可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
(2)通过甲、乙两图中的实验数据,可以得出结论:接触面粗糙程度一定时,压力越___________,滑动摩擦力越大。
(3)通过___________两图的实验数据可得出,滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
【答案】(1) 匀速直线 二力平衡(2)大(3)甲、丙
【详解】(1)[1][2]用弹簧测力计水平拉动物体,使其做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
(2)甲、乙两图中,接触面都是木板表面,粗糙程度相同。乙图中物体上有砝码,压力比甲图大,弹簧测力计示数也更大,即滑动摩擦力更大。所以得出结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)要得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,应该控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,因此符合条件的是甲、丙两图。
11.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,某同学猜想滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。他按照甲、乙、丙三种情况进行实验,先后水平向右拉动木块,使木块做匀速直线运动,弹簧测力计示数F1、F2、F3如图所示。
(1)弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了__________知识;
(2)比较甲、乙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与__________有关;比较甲、丙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与_________有关;
(3)日常生活中,擦去写错的字,要用力压住橡皮,是为了_________摩擦;在自行车链条上加润滑油,是为了_________摩擦。
【答案】(1)二力平衡(2) 接触面的粗糙程度 压力大小(3) 增大 减小
【详解】(1)当木块做匀速直线运动时,在水平方向上,木块受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力,这两个力使木块处于平衡状态,根据二力平衡知识,这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上。
(2)[1]比较甲、乙两次实验,压力大小相同(都是木块自身重力),而接触面粗糙程度不同(乙的接触面更粗糙),且乙中弹簧测力计示数更大,即滑动摩擦力更大,所以可知滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
[2]比较甲、丙两次实验,接触面粗糙程度相同(都是水平木板),丙中压力更大(木块上加了重物),且丙中弹簧测力计示数更大,即滑动摩擦力更大,所以可知滑动摩擦力大小与压力大小有关。
(3)[1]擦去写错的字,用力压住橡皮,接触面粗粗程度不变,压力增加,是通过增大压力来增大摩擦。
[2]在自行车链条上加润滑油,是使接触面分离,从而减小摩擦。
12.为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小李设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,小李应该将弹簧测力计沿水平方向 __ 拉动木块。
(2)为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关,应选择 __ 两幅图所示的实验步骤来进行实验。
(3)在图丁中,小李计划将木块沿竖直方向截去一半,再来探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”。你认为该探究计划存在的问题是:__ 。针对该问题,丁图实验应:__ 。
(4)下列实验中采用了与本实验相同的科学研究方法的是 。
A.探究合力与分力的关系
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线
C.探究平面镜成像特点时使用两支完全相同的蜡烛
D.探究力的作用效果和力的三要素的关系
【答案】(1)匀速直线(2)乙、丙(3) 没有控制压力大小不变 见解析(4)D
【详解】(1)必须沿水平方向匀速直线拉动木块,使木块在水平方向上做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计拉力是一对平衡力,大小相等,可以通过弹簧测力计示数得出滑动摩擦力大小。
(2)为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关,要控制压力的大小相同,只能改变接触面的粗糙程度,乙、丙两次实验中压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,故选择乙、丙两幅图。
(3)[1]他将木块沿竖直方向截去一半后,改变接触面积的同时也改变了压力大小,故该探究计划存在的问题是没有控制压力大小不变。
[2]正确方法,将切下部分叠放在剩下部分的上方,再次用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动,比较弹簧测力计的示数。
(4)探究“影响滑动摩擦力大小的因素”中,由于影响滑动摩擦力大小有多个因素,所以探究是需要运用控制变量法;
A.探究合力与分力的关系,应用了等效替代法,故A不符合题意;
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线,应用了模型法,故B不符合题意;
C.探究平面镜成像特点时使用两支完全相同的蜡烛,应用了等效替代法,故C不符合题意;
D.探究力的作用效果和力的三要素的关系,要对力的大小、方向、作用点对力的作用点的影响逐一进行探究,应用了控制变量法,故D符合题意。
故选D。
13.某同学想探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,他采用了如图的装置,用弹簧测力计沿水平方向拉着各面粗糙程度相同的长方体木块在水平木板上运动,已知木块的重力是10N,钩码的质量为200g,实验过程中记录了如下表中的实验数据。根据表中数据回答下列问题:
(1)实验中为了测出木块所受滑动摩擦力的大小,应使木块沿水平木板做______直线运动;
(2)请你画出图甲中木块的受力示意图______,并分析说明此时可以用弹簧测力计的示数表示木块所受滑动摩擦力大小的原因______;
(3)分析表中甲、乙实验数据,可得到结论:滑动摩擦力的大小与______有关;
(4)分析表中甲、丙实验数据,可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小______(选填“有关”或“无关”);
(5)探究滑动摩擦力大小是否与接触面的粗糙程度有关,请你设计记录表格。
【答案】(1)匀速(2) 见解析(3)压力(4)无关(5)见解析
【详解】(1)只有当弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小,所以实验中为了测出木块所受滑动摩擦力的大小,应使木块沿水平木板做匀速直线运动。
(2)[1]图甲中木块在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,支持力大小等于重力大小,水平方向上受到向右的拉力以及向左的滑动摩擦力,拉力大小等于滑动摩擦力大小,受力示意图如图所示
[2]因为木块做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力作用,木块在水平方向上受到向右的拉力以及向左的滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计的示数表示木块所受滑动摩擦力大小。
(3)由表中数据可知,甲、乙两次实验,木块放置方式相同,接触面粗糙程度相同,乙实验中木块对木板的压力大于甲实验中木块对木板的压力,最终乙实验中滑动摩擦力大小大于甲实验中滑动摩擦力大小,所以分析表中甲、乙实验数据,可得到结论:滑动摩擦力的大小与压力有关。
(4)由表中数据可知,甲、丙两次实验中,木块放置方式不同,接触面积不同,压力大小与接触面的粗糙程度均相同,甲、丙两次实验中滑动摩擦力的大小相等,所以分析表中甲、丙实验数据,可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
(5)探究滑动摩擦力大小是否与接触面的粗糙程度有关,应控制其他量不变,改变接触面材料,设计表格如下:
14.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,小华将一个砝码放在木块上,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示;她将两个砝码放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲所示实验中,弹簧测力计的示数大于木块所受的滑动摩擦力
B.甲、乙两次实验中,探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关
C.甲、乙两次实验中,必须保持两次木块在木板上水平匀速运动的速度相同
D.甲、乙两次实验中,控制接触面的粗糙程度不变,这是利用了控制变量法
【答案】BD
【详解】A.图甲所示实验中,弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,由二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,故A错误;
BD.甲、乙两次实验中,控制木块与木板间的接触面粗糙程度不变,增大了木块对木板的压力,所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关,实验中利用了控制变量法,故BD正确;
C.滑动摩擦力大小与速度无关,甲、乙两次实验中,必须保持两次木块在木板上做匀速直线运动,木块运动速度可以不一样,故C错误。
故选 BD。
15.如图所示,小欣在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,先后做了甲、乙两组实验:她用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为0.8N;再将一个大小与木块完全相同的铁块叠放在木块上方,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为1.8N。
(1)甲组实验中用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,便于测量木块所受的滑动摩擦力,依据是__________________;
(2)比较甲、乙两次实验,小欣探究的科学问题是:__________________。
(3)小欣将木块叠放在铁块上,用弹簧测力计水平拉动铁块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数不等于1.8N,其原因是__________________。
【答案】(1)木块所受水平拉力和木块所受滑动摩擦力为一对平衡力
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关(3)接触面的粗糙程度发生变化
【详解】(1)图甲所示实验中,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,木块受到的弹簧测力计拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)对比甲、乙两组实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力不相同,弹簧测力计的示数不同、滑动摩擦力大小不同,探究的科学问题是物体所受滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关。
(3)若将木块放在铁块上,用弹簧测力计水平拉动铁块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,压力相同、接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不等于1.8N,滑动摩擦力变化,其原因是接触面的粗糙程度不同。
16.如图甲、乙、丙所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,测量物体受到的滑动摩擦力的大小。
(1)测量时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,其依据是:___________;
(2)比较甲、乙、丙三图测量结果,得到的结论是:___________;
(3)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图所示的实验装置。
①读取弹簧测力计的示数,是为了测量___________(填序号)
A.木板受到地面对它的滑动摩擦力大小
B.木板受到木块Q对它的滑动摩擦力大小
C.木块受到地面对它的滑动摩擦力大小
D.木块Q受到木板对它的滑动摩擦力大小
②小伟在实验中发现拉动木板的快慢不同时,弹簧测力计的示数相等,由此得到的结论是___________。
【答案】(1)见解析(2)见解析(3) D 摩擦力大小与相对运动速度大小无关
【详解】(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡原理可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)对比甲、乙、丙实验,接触面粗糙程度相同,压力大,弹簧测力计的示数大,木块受到的滑动摩擦力就越大,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)[1]用图2所示的装置进行实验,当拉动长木板运动的过程中,木块保持静止状态,根据二力平衡的条件知此时弹簧测力计的示数等于木块Q受到木板P对它的滑动摩擦力的大小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
[2]滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,与速度无关,小伟在实验中发现拉动木板P的快慢不同时,弹簧测力计的示数相等,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
17.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A、B、C为同一木块,D为重物,甲、乙两图中的木板接触面相同,图丙为较粗糙的木板接触面。
(1)实验开始,该同学用较小的力拉木块,木块没动,此时摩擦力____(选填“大于”、“小于”或“等于”)拉力;该同学要知道滑动摩擦力的大小,他应该使木块在水平木板上做______运动。
(2)由甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与____有关。
(3)如图丁所示,若叠放在一起的BD两物体在2N的水平力F的作用下,向右做匀速直线运动,则D与B之间的摩擦力为______N;B与地面之间的摩擦力为_____N。
【答案】(1) 等于 匀速直线(2)压力大小(3) 0 2
【详解】(1)[1][2]实验开始,用较小的力拉木块,木块没动,处于平衡状态,此时摩擦力等于拉力;实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,受力平衡,摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]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)[1]BD整体向右做匀速直线运动,两者相对静止,且之间没有相对运动趋势,BD之间不存在摩擦力,即为0。
[2]而整体处于匀速直线运动时受平衡力的作用,由二力平衡可知,拉力等于地面的摩擦力,即B与地面之间的摩擦力为2N。
18.小明同学设计了如图所示的实验步骤(甲、乙、丙),进行探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,图中物体A为长方体且各表面粗糙程度相同。
(1)实验中,小明同学用弹簧测力计 _________ 拉着物体A做匀速直线运动,目的是:____________ ;
(2)由实验步骤 ________ 可知:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)小明在实验中发现,使物体A做匀速直线运动的操作比较困难。于是小明将同一物体A如丁图所示的装置进行改进(图中长木板B的表面粗糙程度与甲、乙中的木板表面相同),该装置中长木板B ________ (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。
(4)在实验过程中,有的同学认为:物体A在长木板B上运动时,所受滑动摩擦力大小跟接触面积大小有关。请你利用图丁中的器材设计一个实验方案(可以画图辅助说明),验证此猜想是否正确并画出实验数据记录表格。
【答案】(1) 匀速直线 使木块所受的滑动摩擦力等于拉力大小(2)乙、丙(3)不需要(4)见解析
【详解】(1)[1][2] 用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时,木块所受的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,滑动摩擦力大小等于拉力大小,可以通过弹簧测力计的示数反映滑动摩擦力的大小。
(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,应控制压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,故应选择乙、丙进行分析对比。
(3)改进后,无论是否匀速拉动长木板,物体A对长木板的压力和两者间接触面的粗糙程度均相同,则物体A受到的滑动摩擦力不变,所以不需要匀速拉动长木板,操作更简单。
(4)要验证滑动摩擦力是否与接触面积的大小有关,则需要保证压力和接触面的粗糙程度等因素相同,让木块不同面与木板接触,改变接触面积,然后匀速拉动木板,观察弹簧测力计的示数,实验数据表格如下:
19.小伟探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。
(1)实验中他须用弹簧测力计水平_______直线拉动木块在木板上滑动,这是根据_________,得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小;
(2)要探究猜想②,他应该选择________两幅图的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁。比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。这个实验存在的问题是_________。
【答案】(1) 匀速 二力平衡(2)甲、丙(3)没有控制压力大小相同
【详解】(1)[1]当木块做匀速直线运动时,处于平衡状态,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据平衡力条件得摩擦力大小与弹簧测力计的示数相等,从而间接测量出摩擦力的大小。所以弹簧测力计应该水平匀速直线拉动木块。
[2]木块做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力,所以根据二力平衡条件(作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上 )可以得出拉力等于摩擦力,从而通过弹簧测力计的示数测出木块所受的摩擦力大小。
(2)猜想②是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。根据控制变量法,需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度。观察图甲和图丙,压力相同,接触面的粗糙程度不同,拉力不同,木块所受滑动摩擦力大小不同。则应选择甲和丙两幅图的实验来操作。
(3)猜想③是探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系。根据控制变量法,需要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,只改变接触面积大小 。在图丁中,将木块切去一半,虽然接触面积改变了,但是木块对木板的压力也减小了。 即实验中没有控制压力大小不变。
20.用图所示器材探究“滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力大小是否有关”。
(1)实验中测量滑动摩擦力,拉动木板在底板上水平运动,当木块相对于底板静止时,木块在水平方向受到滑动摩擦力F摩和拉力F拉作用,依据_______可得F摩=F拉。
(2)实验步骤如下:
①将木块放在木板上,拉动木板,当木块相对底板静止时,读出弹簧测力计示数。
②将木块换成形状和体积相同、质量不同的铁块,重复①的操作。
这样操作存在的错误是____________________。
【答案】(1)二力平衡(2)没有控制木块与木板之间接触面粗糙程度相同
【详解】(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)探究滑动摩擦力与压力大小的关系时,应控制接触面粗糙程度相同,换成质量不同的铁块时,接触面粗糙程度也相应的改变。题型概述
北京中考物理力学实验重点考查平均速度测量、固液密度测量、滑动摩擦力影响因素三类核心实验。围绕实验原理、器材选用、操作规范、数据读取、计算应用与误差分析展开,突出控制变量法、二力平衡、转换法等物理方法。试题结构固定,设问常规,注重步骤合理性、图像识别与结论规范表述,难度中档,强调基础操作与严谨表达,是易拿满分的题型。
考向分类
考向01 速度的测量;
考向02 固体、液体密度的测量;
考向03 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
技巧点拨
1. 速度的测量
测量速度的核心是掌握公式v=s/t,斜面坡度宜小,方便准确测时间。小车做加速运动,下半段速度最大。先测路程再测时间,注意停表时机:过终点计时会使时间偏大、速度偏小,多次测量可减小误差。
2. 固体、液体密度的测量
基本原理:ρ=m/V
排水法测体积:例如,不规则固体(如小石块、矿石)的体积。
3. 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
(1)滑动摩擦力的大小主要与压力大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积、运动速度等因素无关。这是中考物理力学实验题中的高频考点,掌握其解题技巧能有效提升实验分析能力和答题准确率。
(2)实验方法:控制变量法 + 转换法。
这是本实验的核心科学方法,必须熟练掌握。
核心知识总结
实验器材与方案
1.实验目的:知道测量速度的基本原理是 v=st。
会根据实验需要选择合适的测量工具(如刻度尺、停表等)。
初步学会用刻度尺和停表测量物体运动的路程和时间,并能利用公式 v=st 计算物体的平均速度。
了解在测量平均速度的实验中,如何减小实验误差。
2. 实验原理与方案:核心原理:由速度公式 v=st 可知,要测量物体的速度,必须测量出物体运动的路程 (s) 和通过这段路程所用的时间 (t),然后利用公式计算出速度 (v)。讲解:速度是描述物体运动快慢的物理量。它等于单位时间内物体通过的路程。因此,只要我们能准确地测出物体运动的路程和完成这段路程所花费的时间,就可以通过除法运算得到速度。这是一种间接测量的方法。
公式中各物理量及单位:
v —— 速度,单位:米每秒 (m/s),常用单位还有千米每小时 (km/h)
s —— 路程,单位:米 (m),常用单位还有千米 (km)
t —— 时间,单位:秒 (s),常用单位还有小时 (h)单位换算(预习了解):1 m/s = 3.6 km/h
3. 实验器材:测量路程 (s) 的工具:常用工具:刻度尺(如直尺、卷尺等)。
使用刻度尺的注意事项(复习回顾):观察刻度尺的量程和分度值。
刻度尺要放正,有刻度的一边要紧靠被测物体。读数时,视线要与尺面垂直。
记录结果时,要包括数字和单位。
特殊情况:如果测量的是曲线运动的路程(如沿跑道跑一圈),可以用棉线与被测路径重合,再将棉线拉直后用刻度尺测量。
测量时间 (t) 的工具:
常用工具:停表(秒表)。
停表的使用:了解停表的基本构造:通常有两个表盘(大盘和小盘),分别对应不同的计时精度。
启动:按下启动按钮。停止:再次按下该按钮。归零:按下归零按钮。
读数:根据指针在不同表盘上的位置读取分和秒,并相加得到总时间。(具体读数方法可结合实物或图示学习)
4. 实验步骤:
调整斜面:将斜面调整到一个合适的坡度,使小车能沿斜面下滑,且运动时间不宜过短,方便计时。
测量路程:
用刻度尺测出小车车头(或某一固定点)从斜面顶端A运动到斜面底端B(或某一中间位置C)的距离s。例如,测量全程AB的距离 s1,测量上半段AC的距离 s2,则下半段CB的距离 s3=s1−s2。
测量时间:
将小车放在斜面顶端A,金属片放在斜面底端B。
用停表测量小车从A点由静止释放,滑到B点撞击金属片所用的时间 t1。
同样,可测量小车从A点滑到C点所用的时间 t2,则小车通过下半段CB所用的时间 t3=t1−t2。
计算速度:
根据公式 v1=s1t1 计算小车通过全程AB的平均速度 v1。
根据公式 v2=s2t2 计算小车通过上半段AC的平均速度 v2。
根据公式 v3=s3t3 计算小车通过下半段CB的平均速度 v3。
数据记录表格(示例):
路程
路程s/m
时间t/s
平均速度v/(m·s⁻¹)
AB段
AC段
CB段
注意事项
斜面坡度不宜过大,以免小车运动过快,时间测量误差过大。
小车每次都应从同一位置由静止释放,保证初速度相同。
计时开始与小车释放要同步,计时结束与小车撞击金属片要同步,可由两人配合或练习熟练操作。
读数时要正视刻度,减小读数误差。
为减小误差,可进行多次测量取平均值。
s/m
t/s
/(m/s)
s/m
t/s
/(m/s)
实验次数
路程
时间
平均速度
平均速度
1
2
3
实验次数
路程
时间
平均速度
平均速度
1
2
3
核心知识总结
测量石块的密度
【实验原理】分别测量金属块的质量和体积,再根据密度的定义ρ=m/V计算密度。
【实验器材】电子天平、量筒、待测石块、细线、烧杯、水。
【实验操作与数据收集】
(1)用电子天平测出石块的质量m石。
(2)在量筒中放入适量的水,测出水的体积V1。
(3)用细线拴好石块,慢慢放入量筒中,直到石块全部被水浸没,测出石块和水的总体积V2。将所有数据记录在表中。
(4)实验数据
石块的
质量m石/g
放入石块前水
的体积V1/cm3
放入石块后石块
与水的总体积V2/cm3
86.2
20
44
【数据处理】
(1)石块的体积V石=V2-V1= 44cm3-20cm3=24cm3
(2)石块的密度ρ石=m石V石=86.2g24cm3=3.6g/cm3
【实验结论】石块的密度为3.6g/cm3。
【交流讨论】
(1)能不能先测量小石块的体积,然后测量它的质量?
(2)测量小石块的体积时,能不能先测量小石块和水的总体积,再测量水的体积?
【分析】(1)不能先测量小石块的体积。因为小石块从水中取出时沾有一些水,再测量它的质量时会变大,根据ρ=m/V可知,导致密度的测量值偏大。
(2)不能先测量小石块和水的总体积,再测量水的体积。若先测量小石块和水的总体积V总(图甲),取走小石块后量筒中水的体积为V乙,则小石块的体积V石=V总-V乙,因为从水中取走小石块时沾有一些水,测量剩余水的体积V乙会偏小,会使被测小石块的体积V石偏大,根据ρ=m/V可知,导致密度的测量值偏小。
测量盐水的密度
【实验目的】测量盐水的密度。
【实验原理】分别测量盐水的质量和体积,再根据密度的定义ρ=m/V计算密度。
【实验器材】电子天平、量筒、盐水、烧杯。
【实验操作与数据收集】
(1)用电子天平测出量筒的质量m1。
(2)在量筒内倒入适量的盐水,测出盐水的体积V盐水 。
(3)用电子天平测出量筒和盐水的总质量m2。 将所有数据记录在表中。
(4)实验数据
量筒的质量m1/g
量筒和盐水的
总质量m2/g
盐水的体积
V盐水/cm3
【数据处理】
(1)盐水的质量m盐水=m2-m1
(2)盐水的密度ρ盐水= m盐水/V盐水=(m2- m1)/V盐水
【实验结论】盐水的密度为_m盐水/V盐水=(m2- m1)/V盐水
【讨论交流】
1. 蜡块等物体会浮于水面,如何测量这类物质的密度?
(1)用天平测出蜡的质量m 。
(2)用量筒测量如蜡块的体积,方法如下:
①压入法:用一根细而长的铁丝将蜡块压入量筒水中,前后水面所对应的刻度的差值就是蜡块的体积。
②沉锤法:用细线将一铁块系在蜡块下面,让铁块先浸没在水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V1,然后铁块和蜡块一起浸入水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V2,V1与V2的差值就是蜡块的体积。
则蜡的密度表达式为:
ρ蜡=m蜡V蜡=m蜡V2-V1
沉锤法测量蜡块的体积
2. 小明同学所用的实验方案如下,请你进行评估。
①用天平测量出空烧杯的质量m。
②向烧杯中倒入一部分盐水,测量烧杯和盐水的总质量m1。
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读出示数为V。
④根据公式计算盐水的密度ρ=(m1- m)/V。
【评估】步骤③中,把烧杯中的盐水全部倒入量筒中时,由于烧杯内壁会有残留盐水,导致体积V偏小,会使测量的密度ρ偏大。但该实验方案也是正确的。
小明的方案
小红的方案
a.先测得装有水的烧杯质量为m1
b.再将水倒出后,测得该空烧杯的质量为m2
c.计算得出烧杯中水的质量为m1- m2
a.先测得空烧杯的质量为m3
b.再测得该装有水的烧杯质量为m4
c.计算得出烧杯中水的质量为______
d.整理器材
序号
烧杯质量m杯/克
装有水的烧杯质量m总/克
1
25.0
2
25.4
73.0
3
25.5
73.7
实验序号
质量(g)
体积(cm3)
密度(g/cm3)
1
54
27
*
*
2
*
*
*
3
*
*
*
实验序号
1
2
3
小李同学
①测出密闭容器和内部空气总质量m1;
②用抽气机抽空密闭容器内空气,测出此时密闭容器质量m2;
③在密闭容器中注满水,测出密闭容器和水的总质量m3;
④根据实验原理求出空气的密度ρ1。
⑤重复上述步骤,完成三次测量求密度平均值。
小王同学
①测出充足气的排球质量m1′;
②如图所示,利用排水法让排球内气体进入量杯,当量杯内外水面相平时,夹住导管。测出此时排球的质量m2′;
③读出此时量杯内空气的体积V;
④根据实验原理求出空气的密度ρ2。
⑤重复上述步骤,完成三次测量求密度平均值。
空瓶质量 m1/g
瓶和水总质量 /g
瓶和蜂蜜总质量 /g
蜂蜜密度/(g⋅cm−3)
实验目的
探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
实验原理
二力平衡
实验思路
根据生活经验,同样的接触面,物体越重,对接触面的压力越大,滑动时受到的摩擦力越大;同样的压力,接触面越粗糙,物体滑动时受到的摩擦力越大。只要控制接触面相同,测量不同压力下物体受到的滑动摩擦力,就可以找到滑动摩擦力与压力的关系;同理,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度,就可以找到滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系。
实验装置
实验器材
弹簧测力计、带钩的木块、木板、砝码、毛巾等
实验过程
1.用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
2.在木块上放不同数量的钩码,改变压力,测量滑动摩擦力。
3.换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持压力不变,测量滑动摩擦力。
实验结论
(1)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关;
(2)在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
交流与反思
(1)间接测量滑动摩擦力:用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知木块与长木板间的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)控制变量法:①探究滑动摩擦力大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小;②探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
(3)实验设计不足之处:很难使木块做匀速直线运动,弹簧测力计读数不稳定。
(4)实验改进:改进方案如下图所示。
将弹簧测力计的挂钩与木板相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验,这样不但方便读数,而且长木板也不需要做匀速直线运动。
(5)滑动摩擦力的大小与速度和接触面积大小无关。
物重
GA= N
GB= N
压力
拉力
摩擦力
1
2
3
1
2
3
实验情况
木块放置方式
压力
弹簧测力计示数
滑动摩擦力
甲
平放
乙
平放
丙
竖放
实验情况
接触面材料
压力
弹簧测力计示数
滑动摩擦力
甲
木板
相同
乙
棉布
相同
丙
毛巾
相同
实验序号
压力/N
接触面
木块放置方式
木块运动快慢
弹簧测力计的示数/N
1
2
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