2021年中考物理重点难点专练25力学探究规律类实验探究(含解析).pdf
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1、专项六实验探究重难点2 5力学探究规律类实验探究【知识梳理】力学探究类实验较多,常考的如:重力与质量的关系;影响滑动摩擦力大小的因素;二力平衡的条件;阻力与运动的关系(牛顿第一定律);影响压力作用效果的因素;液体压强的特点;影响浮力大小的因素;浮力与物体排开液体的重力大小的关系;杠杆平衡原理;影响滑轮组机械效率高低的因素;影响动能大小的因素等。其中高频考点主要集中在影响滑动摩擦力大小的因素、杠杆平衡原理这两个实验。一、重力与质量的关系1 .常考点:(1)质量-重力图像的绘制。(2)重力的测量。(3)结论的描述。(4)对 g 值的物理含义的描述。【易混淆点】将重力与质量的关系叙述为“物体的质量与
2、所受的重力成正比二、影响滑动摩擦力大小的因素1.常考点(1)滑动摩擦力的测量方法。(2)结论的叙述。(3)面积、速度等对滑动摩擦力的影响。【易混淆点】1 .只有当弹簧测力计拉着物体做匀速直线滑动时,拉力的大小才等于滑动摩擦力的大小。而且只要压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小就不变。2 .面积、速度、运动方向、拉力的大小均与滑动摩擦力大小无关。三、二力平衡的条件1.常考点(1)对实验的改进。(2)对结论的叙述与应用。(3)对每一个条件的验证实验设计与操作。【易混淆点】1 .对每一个条件的探究设计步骤不够明确,张冠李戴。2 .对结论的描述不够条理和完善。3 .对改进实验缺乏灵活分析。四、阻
3、力与运动的关系(牛顿第一定律)1 .常考点(1)“三个同一”的目的:让小车到达平面时具有相同的初速度。(2)对实验部分与推理部分的区分。(3)实验方法:实验与推理相结合。【易混淆点】1 .对“三个同一”的目的分析不正确。2 .对推理部分与实验部分混淆不清:操作的实验,都是实验事实;假设平面没有摩擦之后的,就是推理部分了。3 .对实验方法中还包含“控制变量法”以及本实验的主要方法实验与推理相结合认识不够。五、液体压强的特点1 .常考点(1)微小压强计的使用方法。(2)控制变量法的运用。(3)数据分析与结论的描述。【易混淆点】1 .对深度的正确理解:自由液面到该点的距离。2 .结论的叙述不够严谨。
4、六、影响浮力大小的因素1.常考点(1)浮力的测量方法。(2)控制变量法的运用。(3)实验结论的描述。【易混淆点】对实验记录表格的设计和数据分析与结论的描述。七、杠杆平衡原理1.常考点(1)杠杆水平位置的调节方法与目的:调节方法一那边向上翘,平衡螺母就向那边调;目的:使力臂与杠杆重合,便于测量力臂的长度。(2)猜想。为什么不能猜想“动力+动力臂=阻力+阻力臂”?因为力与力臂是两个不同的物理量,不能相加减。(3)如何是拉力最小?让弹簧测力计与杠杆垂直。(4)为什么要多次改变力和力臂的大小?为了避免一次实验带来的偶然性,探究规律。【易混淆点】1.杠杆水平平衡的调节,将螺母的调节方向搞错。2.对常考点
5、2、3、4的原因理解不够。八、影响动能大小的因素等1 .常考点:(1)实验方法:控制变量法和转换法(将动能的大小转换为物体推动木块移动距离的远近)。(2)探究速度大小时才操作方法。(3)结论的描述。【易混淆点】1.对转化法的理解不够。2.对结论的叙述,不说条件。3.对同一物体从不同高度由静止滑下的目的理解不明确:在质量相同时,改变物体速度的大小,探究速度对动能的影响。【典例分析】【例1】(2020潍坊20)某同学通过实验探究滑动摩擦力与哪些因素有关。实验器材:粗糖程度不同的长木板甲和乙、滑块(质量已知)、破码、测力计。实验步骤:将滑块放在水平长木板甲上进行实验,通过改变滑块上祛码的个数改变滑块
6、的压力;记录多组滑动摩擦力尸及压力K的大小;作出摩擦力尸随压力区变化的图象,如 尸-/图象中甲所示;换用木板乙重复上述实验,作出摩擦力?随压力K变化的图象,如尸-外图象中乙所示。F/n6/N(1)如下图所示,(选 填 A”或 B”)操作更便于测量滑动摩擦力的大小。A.测力计固定,水平拉木板B.木板固定,水平匀速拉滑块(2)由尸-外 图象可知:在接触面一定的情况下滑动摩擦力与压力成 比;长木板(选 填“甲”或“乙”)的接触面更粗糙。【答案】(D A (2)正 甲【分析】(1)由图可知:用 A方案,无需匀速拉动木板,当弹簧测力计的示数稳定后,滑块相对于地面是静止的,此时弹簧测力计的示数,等于木板对
7、对木块的摩擦力。用 B 方案,需匀速拉动滑块,再实际操作中很难做到匀速拉动。选 A。(2)由F R图象可知:在接触面一定的情况下,当压力增大时,滑动摩擦力增大,故滑动摩擦力与压力成正比。由 F R图像可知:当压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,故在压力一定时,甲受到的摩擦力更大,则甲的接触面更粗糙。【思路小结】在实际操作中,是无法使物体做匀速直线运动的,所以在实际中保持平衡状态,更多的是使物体保持相对静止状态。【例2】(2 0 2 0 淮安2 3)在“探究杠杆的平衡条件“实验中:(1)实验前杠杆的位置如图甲所示:若使杠杆在水平位置平衡,则应将杠杆的平衡螺母向 调节。(2)杠杆调节平
8、衡后,在如图乙所示A 点悬挂3个 钩 码(每个钩码重力为0.5 N),在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置再次平衡,此时弹簧测力计示数件=_N.重复多次实验,进一步探究杠杆的平衡条件。(3)某小组的实验数据如下表所示,得到与其他组不一样的结论:动力与阻力R成正比关系。你认为该结论可靠吗?_ _ _ _ _ _ _。并说明理由:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。实验序号动力F./N动力臂L./c m阻力F2/N阻力臂U/c m111 51.51 0221 531 0331 54.5
9、1 0【答案】(1)左(2)1 (3)不可靠 没有同时改变力与力臂的大小【分析】(1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,左端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节。(2)图中所示的弹簧测力计的分度值是0.1 N,故示数为1 N。(3)某小组的实验数据如下表所示,得到与其他组不一样的结论:动力与阻力件成正比关系。该结论不可靠,理由:没有同时改变力与力臂的大小。【思路小结】结合平时的实际实验经验和知识梳理中的相关知识灵和解题。注意力臂的寻找和与对应的力相匹配。【真题操练】1.(2 0 2 0 衡阳2 2)在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了
10、相关数据并记录在如表中:次数123456质量m/g4 01 0 01 6 02 0 02 4 03 0 0重力G/N0.41.42.02.33.0用z(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在上。(2)第 3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,表中空缺的实验数据“”是_N。(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图象。(4)由图象可知,物体所受的重力跟它的质量 o【答案】零刻度线(2)1.6(3)(4)成正比【解析】(1)使用弹簧测力计时候,首先要“调零”,即检查指针是否在零刻度线。(2)第 3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,由图可知,
11、该测力计的最小分度值为0.2 N,指针在1 刻度线下方3 格,则弹簧测力计的示数是1 N+3 X 0.2 =1.6 N.(3)根据描点法作图,重力与质量的关系图象如答案图所示。(4)由于重力与质量的关系图象为原过点的直线,可以得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成正比。2.(2 0 2 0 黔东南州1 8)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、祛码等探究影响压力作用效果的因素:甲 乙 丙 丁(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的 实验中用到的研究方法有和转换法;(2)通过比较图甲、乙,说明,压力的作用效果越明显;(3)通过比较图_ _ _ _ _ _(填序号),说明压力一定时,受力面
12、积越小,压力的作用效果越明显;(4)将该小桌和祛码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强。和图丁中木板受到的压强p 的大小关系为p p(选 填“”“”或“=”)。【答案】(1)海绵下陷(或凹陷)程度(2)控制变量法(3)受力面积一定时,压力越大(4)乙、丙 二【解析】(1)本实验将压力的作用效果转换到海绵的凹陷程度来比较,利用了转换法。实验中有压力、受力面积两个变量影响实验,在探究其中一个对实验的影响时,需要控制另外一个不变,采用了控制变量法。(2)通过比较图甲、乙发现海绵的受力面积相同,受到的压力不同,海绵的凹陷程度不同,说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(3)在压
13、力一定时,比较受力面积与压力的作用效果的关系,需要控制压力相同,改变受力面积的大小,可以通过比较乙、丙两图得到结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到压力大小相等,海绵和木板的受力面积又相同,根据p=F/S 可知受到的压强相等,即 p=p 。3.(2 0 2 0 泰州2 7)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:(1)小明调试实验装置时,将小车从斜面上/处滑下,如图甲所示,小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板,下列做法不可行的是_ _ _ _ _ _;A.小车仍从斜面/处滑下,换一个更长的木板B.增大斜面的倾角,小车仍从斜面
14、上/处滑下C.斜面倾角不变,小车从斜面上月处以下位置滑下D.减小斜面的倾角,小车仍从斜面上处滑下(2)调试成功后,小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下,让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得:小车受到的阻力越小,运动的路程越_ _ _ _ _ _ _ _ o进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持(填运动状态);(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量_ _ _ _ _ _ _ _(选 填“大于”、“等于”或“小于”)在木板表面运动过程中的速度变化量;(4)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得
15、出实验结论 的 过 程 与 该 实 验 相 同 的 是。A.探究影响压力作用效果的因素B.用小磁针探究磁体周围的磁场C.探究声音能否在真空中传播D.探究动能大小与物体质量的关系【答案】(DB (2)长 匀速直线运动(3)等于(4)C【解析】(1)将小车从斜面上A处滑下,小车滑出水平木板右端而掉落,说明小车到达水平面的动能较大,速度较大,通过的路程比较大,所以为让小车不滑出木板,可以换一个更长的木板;或者将小车从高度较低处滑下,或者可以减小斜面的倾角,从而减小小车到达水平面的动能,减小小车在水平面的速度,减小小车通过的路程;故不可行的方法是增大斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下。选 B。(2)由
16、图示可知:小车受到的阻力越小,小车速度减小得越慢,运动的路程越远;进一步推理可知,当阻力为零时(即小车不受摩擦力),则小车会在水平面上做匀速直线运动。(3)由题意可知:小车从斜面上同一高度处滑下,所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等,而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来;所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。(4)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。所用的方法是理想是实验法。A.探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法,A错。B.用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法,B 错。C.探究声音能否在真
17、空中传播用的方法是理想实验法,C正确。D.探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法,D 错。选以4.(2 0 2 0 常德2 7)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的祛码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的祛码时木块仍然保持静止状态,则产 生 这 一 现 象 的 原 因 是;(2)现保持月与E相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将,设 计 这 一 步 骤 的 目 的 是 为 了 验 证 二 力 平 衡 时 的 两 个 力 一 定;如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放
18、入重5 N 的祛码,则弹簧测力计的示数为一oA.1 0 NB.5 NC.0 N【答案】(1)大小相等木块与桌面间存在摩擦力(2)转动回来在同一直线上(3)B【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的祛码,则木块左右两边所受的拉力的大小相等,能处于静止状态,所以能说明一对平衡力的大小相等。小明在实验时,放入左右盘的祛码并不等重,但木块仍能保持静止,是因为木块与桌面之间有摩擦,所以木块所受的左右两个拉力大小不等,但由于摩擦力的影响,还是能处于平衡状态.(2)将木块换成小车后,小车与桌面的摩擦力较小,小车所受的两个拉力大小虽然相等,但两个拉力的方向不在同一直线上,于是两个拉力让小车转回原位,所以二力平衡
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