2021年中考物理压轴题专练：专题08探究与设计型力学实验（学生版+解析版）.pdf

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1、专题0 8 探究与设计型力学实验轴）1:力翱理I嬲跚律的翅锻专 题0 8 拂 克 与 选 拽 力 学 实 黄 专 强舞0 2：力 就 喉 加1及物嬲物懿嬲证轴）3：力翔理量魏律的附弱证典例剖析考点01：力学物理量及物理规律的实验探究：此考点主要是对力学中几个重要的物理量及物理规律进行探究。如1:探究影响滑动摩擦力的两个因素。2：探究影响压力作用效果的两个因素。3：探究影响液体内部压强的两个因素3：探究影响浮力大小的两个因素。4：探究杠杆的平衡条件。【帮你归纳】“探究型”实验题通常是给出某个实验的主要的实验操作步骤，要求补充没有完成的实验步骤，并指出实验中的错误，或导致的偏差；考查的知识点也主要

2、是对一些测量物体“密度”的方法或影响某一个物理量的某些因素进行探究。在完成此类实验题的过程中通常，必须先弄清此实验的目的或要探究的内容，并且要按编者的意图，补充所需要的实验步骤，而不能“另辟蹊径”与原题的设计思略“背道而驰”。例1：（202（）广元）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为05N。O DI 1 .1 J IF甲 乙 丙（1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王 应 将 杠 杆 右 端 的 平 衡 螺 母 向（选填“左”或 右”）移，这样做的好处是便于直接测量 O（2）乙图中杠杆恰好

3、处于水平平衡，若在A 点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B 点的钩码向右移动 格。（3）丙图中杠杆每个小格长度均为5 c m,在 C 点竖直悬挂4 个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图所示动力F 拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为 c m,动力F为 N。【变 式 1-1（2020盐城）小明做“探究杠杆平条件”实验：（1）实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_ 调节（2）使用弹簧测力计时，首 先 进 行 的 操 作 是。（3）如图乙所示，在杠杆左侧挂2 个钩码，每个钩码的质量为5 0 g,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在

4、A 点沿 向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在_位置平衡。并将第一次数据记录在表格中，表 中 R 大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，1|、b 分别为Fi、F2对应的力臂。（4）接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出律。每次实验总是在前一次基础上改变F?、h、b 中的一个量。小华分析数据后发现，第 次实验与前一次改变的量相同，需 要 调 整 的 实 验 步 骤 是。序号Fi/Nli/cmF2/Nh/cm11.510.01.015.0.23.010.02.015.031.520.02.015.041.030.02.015.0【变 式 1-2 （2018河北中考试题）探究

5、杠杆的平衡条件（1）杠杆两端的螺母作用是 （2）小明用如图15所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是 0实验次数动力/N动力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.1on21.00.151.50.133.00.12.00.15图15（3）小明又用如图1 6 所示装置进行实验，请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是N （一个钩码重0.5 N）（4）如 图 1 7 所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L i 和 L*则 2 L,3 L2 选填”或“=）图17【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红

6、对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L和 L 2（如 图 1 8 所示），则游码的质量为 g图18例 2：（2 0 1 9 岳阳中考）在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”实验中，实验装置图如下：（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小（填“大于”“小于”或“等于）弹簧测力计示数。（2）实验记录的数据如下表：序号木块放置情况挟触面压力F/N弹簧测力计示数/N1平放木板41.22平放木板61.83平放木板82.44侧放木板82.45平放木板上铺棉布62.66平放木板上铺毛巾63.2（2）分析2、5、6 三组实验数据，可得到相关结论，下列

7、实例与结论相符的是。（填字母代号）A.用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B.汽车轮胎上有凹凸不平的花纹（3）分析（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。（4）分 析 1、2、3 三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f 与压力F的关系式为：f=。【变式2-1（2 0 2 0 绥化）某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，U形管两侧液面高度 o（2）图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置。（填“漏气”或“不漏气”）（3）他把探头放入水面下6 c m 处，探

8、头受到水的压强是 P a；继续向下移动探头，会看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的 有关。（4）为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论，他用图丙的装置，在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则 侧液体的密度较大。（填“左”或“右”）例 3：（2 0 2 0 天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装

9、成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：实验次数 钩码所受的重力G/N提升高度h/m 拉力F/N 蝇瑞移动的距离s/m 机械效率7;12.00.11.00.36 6.7%24.00.11.80.374.1%36.00.12.50.3请你解答如下问题：（1）表中第3次 实 验 时 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为：根据表中数据在图 中 画 出 该 滑 轮 组 的 绕 线 方 式；（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率（选填“越高”“越低”或“不变”）；（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是例 5 ：(2 0 2 0 四川

10、乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g 取 1 0 N/k g)(1)通过a、c 两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N；(2)通过 两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；(3)通过c、e 两次实验，可探究物体所受浮力大小与 的关系；(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f 所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为 k g/m 考点02：力学物理量的测量及物理规律的猜想与验证：此考点通常有两种题型1：是题目中给出某些实验操步骤然

11、后，然后补充题目中的实验操作，对某些物理量进行测量，如利用题中给出的实验器材并运用题目中已给出的操作步骤对某些固体或液体的密度进行测量。2：在题目中先对力学中某些物理量或物理规律提出猜想，然后通过实验验证或否定某此猜想的合理性，然后得出正确的结论；如对影响斜面的机械效率的几个因素提出猜想，然后通过实验去验证，并得出正确的结论。例 1：(2 0 1 9 包头中考)下图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。(p次=1.0 x l0 3 k g/m3)甲 乙 丙（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于（选 填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的

12、目的是,并消除杠杆自重对实验的影响。（2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积 石块的体积。（3）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B 中，将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点0 分别为13cm和 5cm,若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为 kg/m3；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值。【变 式 1-1】【2 0 2 0 河北沧州一模试题）.小宇同学要测量木块的密度。实验器材有：木块、弹簧测力计（0

13、5N）、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。（p 4 6)02（。2d）斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物块重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.3 51.5 2 2.7 04.0 51.5 21.7 0在1回答下列问题：通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；（3）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，；（4）为验证猜想3,小 明 做 了 实 验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是。（5）（拓展）完成实验后，小明沿斜面用1.8 N 的拉力，将重为4.5 N 的物体从斜

14、面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2 m、高 0.3 m,则 斜 面 的 机 械 效 率 是%。（把重物直接提升 0.3 m 所做的功作为有用功）【变式3-1（2 0 2 0 岳阳）“测量滑轮组的机械效率”的实验数据如下表：实验次数物重G (N)物体上升高度h（m）拉力F (N)绳子自由端移动距离S （m）机械效率n140.12.00.36 6.7%250.10.36 9.4%360.12.60.3(1)实验时，应沿竖直向上的方向 拉动弹簧测力计。(2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N。(3)第3次 实 验 滑 轮 组 的 机 械 效 率 是 (保留一位小数)。(4)如果用这个滑轮

15、组提升7 N的重物，则 它 的 机 械 效 率 可 能 是 (选填序号)。A.6 0%B.7 0%C.8 0%考 点 03：力学物理量及规律的设计与验证：此考点主要考查初中物理中的某些重要的“概念”如：物 体 的“质量”、“体积”，及物体 的“密度”进行测量与探究；或者对某些物理规律进行验证或提出某种猜想，然后通过实验进行验证，或对生活中的一些现象用物理实验去验证其中包涵的某些物理原理。此种考点中的知识通常取材于课本，来源于生活，要准确解答此种题型，一：要对课本上所有的小实验及插图进行研究，弄清其中包涵的物理原理，二：对生活中一些常见的现象注意观察与思考，把从物理课本中学到的知识应用于生活，把

16、理论与实际生活相结合，便可轻松解答此类题型。此考点主要有三种考查方法：1：给出某些器材，要 求“设计”实验步骤，对某些物理规律或物理知识，进行验证；还可能是先对某个问题提出合理的猜想再“设计”实验进行验证。2：对力学中某些物理量，如某物体的“密度”或“固、液体压强”通过设计实验方案进行某些数据的测量从而得出相对应的数值。3：用物理规律解释生活中的一些物理现象。【帮你归纳】在解答此类题时，语言叙述要准确简练，且在总结实验结论时，要注意控制变量，有时还要考虑实验中的某些误差问题或要求对不同的实验方法进行评价。例1：（2020天津）“停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用

17、家中可用器材（如图所示），测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为PzK,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案,要求：钠度乂 管&有案的*篇 小勺 3,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格：(1)小刚取适量该酒精进行实验：为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是(用 字 母 表 示)计 算 酒 精 的 密 度 B.用天平测出烧杯的质量52.4 gC.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量 D.调节天平平衡E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示测量酒精和烧杯总质量时，祛码和游码的位置如图丙所示，则总质量为g,该酒精的密度是_ _ _ _ _ _。根据测量

18、结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由。(2)在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度，实验操作步骤如下：a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计 示 数 月 b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数用c.算出小石块的体积V 石 d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数根据上述操作步骤,请 你 帮 助 小 刚 推 导 出 该 酒 精 密 度 夕 的 表 达 式（表达式用测量量的字母表示，水的密度用。水表示，推导过程要有必要的文

19、字说明）。7：（2 0 2 0 四川雅安）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和 M （M的质量大于m）,分别从不同的高度h和 H （H h）静止开始滚下，观察木块B 被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是（选 填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本 实 验 将 （选 填“能”或“不能”）达到探究目的。（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_ _ _ _ _有关。（3）小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？（选 填“正确”

20、或“错误”），理由是：o（4）另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h 2 h J 由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是_ _ _ _ _ （选 填“正确的”或“错误的甲乙8：(2 0 1 9 张家口桥东模拟)现有大烧杯、水以及空的小硬塑料药瓶，请你添加一种器材,研究液体内部的压强与深度的关系。(1)你添加的器材是(2)写出实验步骤：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3 )得到实验结论:通过实验，小明发现液体内部的压强随深度的

21、增加而(4)举出一个生产、生活中应用这个结论的实例。9：(2 0 2 0 四川甘孜州)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，有同学认为滑动摩擦力大小除了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外，还与接触面大小有关。(1)为了探究这个问题，需要选择合适的木块，你认为他应该选择A.各面粗糙程度相同的正方体木块B.各面粗糙程度不相同的正方体木块C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块(2)在测量摩擦力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在一(选 填“水平”或“竖直”)方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时，滑

22、 动 摩 擦 力 的 大 小(选 填“大于”“等于 或 小于)弹簧测力计示数。(3)该同学正确选择木块后，将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动木块，发现三次弹簧测力计的示数均相等，由此得到的结论是：滑动摩擦力的大小与接触面大小(选 填“有关”或“无关1 0：(2 0 1 5 河北中考试题)小明利用弹簧测力计测量石块的密度，(/=1.0 g/m 3,g=1 0 N/k g)(1)用细线将石块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图1 5 所示，则石块的重G=-N(2)将石块浸没在水中，弹簧力计的示数如图1 6 所示石块受到的浮力为产 N。(3)石 块 的 体 积 丫=c n

23、?.(4)石 块 的 密 度 幺=g/c n?【拓展】完成上述实验后，小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在不同液体中，收集了下表中的数据。弹簧测力计的示数N3.22.61.91.2液体的密度g/c m30.81.11.8（1）将表格补充完整。（2）分析上表小明得出此装置可用做“密度计”，此“密度计”的分度值是 g/c m3图15 图16II：（2 0 2 0 武 汉）在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分 别 是1 0 c m、8 c m和6 c m。乙将物块放在水平放置的长木板上，再把跌

24、码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:实验次数物块放置情况接触面压力情况弹簧测力计示数/N1平放A一物块1 0 0 g的祛码放在物块上2平放B一物块1 0 0 g的祛码放在物块上2.2（1）第 1 次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是 N；3平放B一物块2 0 0 g 的祛码放在物块上2.44侧放B-物块1 0 0 g 的祛码放在物块上（2）由 1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力（填“越小”或“越大”）；由 2、3 两次实验可知：增加物块上祛码的质量，从而增大_ _ _ _ _ _ （填“祛码对物块

25、”“祛码对长木板”或“物块对长木板”）的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系。（3）第 4次实验中，弹簧测力计示数是 N 1 2：（2018石家庄40中一模试题）小明在实验室发现两个大小差不多的正方体铜块和铁块，他想比较两个金属块的表面哪个更光滑，请你帮他完善相关的实验步骤。（1）他需要添加一个测量工具_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（2）请你帮忙描述实验步骤：（也可选择画图说明）（3）若出现 现象，说明铜块表面光滑，若出现 现象，说明铁块表面光滑。1 3：（2 0 1 9 湘潭）图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验

26、装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面，改变木块对木板的压力，依次实验，将每次测量结果填入下表。（1）拉着长木板水平向左做 运动，当测力计示数稳定时，测 力 计 的 拉 力（选填“等于”或“不等于”）小木块受到的滑动摩擦力。实验序号木块与木板的接触面压力测力计示数1木块正面与木板面2.0 N0.6N2木块正面与木板面4.O N1.2 N3木块正面与木板面6.0 N1.8 N4木块侧面与木板面2.O N0.6N5木块侧面与布面2.O N1.0 N6木块正面与布面2.O N（2）测力计使用前要观察量程、分度值，以及指针是

27、否指在 o（3）由实验1、4可知，滑 动 摩 擦 力 的 大 小 与 接 触 面 的 面 积 （选 填“有关”或无关“），则实验6 空格中的数据应该是 N o（4）由实验4、5可知，其他条件相同时，接触面越粗糙，滑 动 摩 擦 力 越。（5）由实验1、2、3可知，其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成 比,这 里 主 要 采 用 的 研 究 方 法 是 （选 填“控制变量法”或“理想实验法木块 测力计 木块 测力计.U1 4：（2 0 2 1 河北中考模拟试题）如图所示是小梦从市场上买来的磁铁魔术玩具，它呈橄榄球形，两个橄榄球形磁铁抛起来后，在空中就会相互吸引、碰撞，发出清脆的响声，故又

28、名“响尾蛇蛋”。小梦想知道这种磁铁的磁极在哪儿？请你设计实验帮助小梦解决问题：（I）写出你选用的实验器材：O（2）简述实验过程及现象：。1 5：（2 0 1 9 河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知P，k=L 0 X1 03k g/m3,取 g =1 O N/k g）图 1图2（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计示数F 示与合金块下表面所处深度h 的关系图象（如图2 中所示）。实验过程中合金块所受 浮 力 的 变 化 情 况 是=请在图2中画出F 浮随h 变化的关系图象,分析图象可知，浸在水中的物体所受浮

29、力的大小跟它排开水的体积成（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1 乙、丙所示），比较图1 甲、乙、丙可知:。（3）合金块的密度为0令 金=g/c m3,（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1 丙所示液体中时，空心部分的体积是 c m1 6：（2 0 2 0 江苏泰州）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4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，小车仍从斜面上4处滑下C.斜面倾角不变，小车

30、从斜面上/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。下列得出实验结论 的 过 程 与 该 实 验 相 同 的 是。A.

31、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1 7：（2 0 2 1 年河北中考模拟试题）如图，底面积为的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上;底面积为6 0 m 2、高为1 2 c m 的实心圆柱形物体A 用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下.小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系.（不计细线重,g 取 1 0 N/kg）（1）除 图 中 的 器 材 外,还 需 要 的 测 量 工 具 是 .（2）小王从圆柱体接触水面至接触容器底

32、之前,分别记下上h和 F,并将测量的结果填写在下面的表格中.分析表中数据、可以得出结论:在物体A没有浸没之前，当 h 增大时,弹簧测力计的示数F ;在物体A浸没后，当增大h时,弹簧测力计的示数F.（均选填“增大”、实验次序123456789h/c m034681 01 21 41 6F/N9.07.86.65.44.23.01.81.81.8“减小”或“不变”）从表格中可知:在做次序3的实验时,物体A受 到 的 浮 力 为 N.（3）物体A 在容器内浸没后与未放人物体A 前比较，水对容器底产生的压强增加了 P a.1 8：（2 0 2 0 哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，

33、“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。（1）实验中应 拉动弹簧测力计、（2）实验过程中收集到a、b、c 三组实验数据如下。装置钩码重/N钩码上升的高度/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动的距离/ma20.11.50.2b20.11.00.3c50.12.00.3计算出a组实验的：有用功 J,机械效率。（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：n.若提升相同物重到相同高度，与 a装置相比，b装 置 的 优 势 是。比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是:J n 2,影响它们机械效率高低的因素是 oa b c1 9：（2 0 1 9 达州）小明按如下步骤完成探究“影

34、响滑动摩擦力大小的因素”的实验:a.如 图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。b.如 图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。c.如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。（1）该实验主要采用的探究方法是（2）由图1中 两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦

35、力越（选 填“大”或“小”）。（4）实验后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。于是小丽设计了如 图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是 长木板做匀速直线运动（选 填“需要”或“不需要”）实验中小丽发现：当F为3 N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F -t和v -t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。2 0：（2 0 1 9 连云港）船只停泊在岸边时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，为什么缆绳要缠绕多圈呢？某

36、校课外兴趣小组展开了研讨，他们猜想：绕绳的圈数越多，绳和立柱间的摩擦力越大，且摩擦力与绕绳的圈数成正比。为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究：福线发的图数弹簧测力计的示数R N摩擦力的大小H N07K012.94.721.16534027.450.17.5(1)如图甲所示，将弹簧测力计挂在铁架台上，用棉线将重物挂在弹簧测力计下方，测出其重力为7.6 N,将数据记录在表格中；(2)如图乙所示，将铁棒固定在铁架台上，将棉线在铁棒上绕1圈，读出弹簧测力计的示数为2.9 N,老师告诉同学们，用重力减去弹簧测力计的示数，就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力，随后同学们算出此时的摩擦力为4.

37、7 N；(3)逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹簧测力计的示数接近于0,并将有关数据记录在表格中；(4)棉线绕3圈时，弹簧测力计示数如图丙所示，此时示数为 N,棉线与铁棒之间的摩擦是(选 填“静摩擦”或“滑动摩擦”)，该摩擦力的大小为 N；(5)分析实验数据，在弹簧测力计的示数接近0之前，关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是：。专题0 8 探究与设计型力学实验即力翱理量嬲嬲蟒的翅探凳-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _专 熟）8 探脂触理力学幼樵 考 切2：力 学 物 理t酬 撞 及 物 眦 噂 的

38、猫 想 及 蒯匚 就 力学触量感律的财与雕典例剖析考点01：力学物理量及物理规律的实验探究：此考点主要是对力学中几个重要的物理量及物理规律进行探究。如 1：探究影响滑动摩擦力的两个因素。2：探究影响压力作用效果的两个因素。3：探究影响液体内部压强的两个因素3：探究影响浮力大小的两个因素。4：探究杠杆的平衡条件。【帮你归纳】“探究型”实验题通常是给出某个实验的主要的实验操作步骤，要求补充没有完成的实验步骤，并指出实验中的错误，或导致的偏差；考查的知识点也主要是对一些测量物体“密度”的方法或影响某一个物理量的某些因素进行探究。在完成此类实验题的过程中通常，必须先弄清此实验的目的，或要探究的内容，并

39、且要按编者的意图，补充所需要的实验步骤，而不能“另辟蹊径”与原题的设计思略“背道而驰”。例 1：（202（）广元）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为05N。甲A5S乙-乙-乙 丙（1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王 应 将 杠 杆 右 端 的 平 衡 螺 母 向（选填“左 或 右”）移，这样做的好处是便于直接测量 O（2）乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B点的钩码向右移动 格。（3）丙图中杠杆每个小格长度均为5 c m,在 C点竖

40、直悬挂4个重为0.5 N 的钩码，当在D点用如丙图所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为 c m,动力F为 N。【答案】（1）左；力 臂（2）1 （3）1 0；3【解析】（1）为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向左移。在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂。（2）如图乙所示，设一格的长度为1,根据杠杆的平衡条件可得：4 G X 2 L=2 G X n L,解得：n=4,故应该将B处所挂钩码向右移动4-3=1格（3）当动力在D点斜向下拉（与水平方向成3 0。角）动力臂是L|=O D/2=4 X 5 c mX0.5=1 0 c m.根据杠杆的平衡条件F

41、L i=4 G L 可得，动力为F=4 G L2/LI=4 X 5 c mX 0.5 X3/1 0 c m=3 N【名师点睛】（1）实验前，应首先进行杠杆平衡调节，根据杠杆的平衡条件，杠杆左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节；杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂；（2）根据杠杆的平衡条件计算即可;（3）当动力在D点斜向下拉（与水平方向成3 0。角）动力臂是0 D/2 ,根据杠杆的平衡条件求出动力大小。【变 式1-1（2020盐城）小明做“探究杠杆平条件”实验：（1）实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水

42、平位置平衡，应将平衡螺母向_调节；（2）使用弹簧测力计时，首 先 进 行 的 操 作 是；（3）如图乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为5 0 g,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在 A 点沿 向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在_位置平衡。并将第一次数据记录在表格中，表 中 R 大小为弹簧测力计示数，F 2 大小为钩码的重力，小 1 2 分别为F i、F 2 对应的力臂;（4）接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出律。每次实验总是在前一次基础上改变F?、卜、b中的一个量。小华分析数据后发现，第 次实验与前一次改变的量相同，需 要 调 整 的 实 验 步 骤 是

43、。序号F i/Nli/c mF2/Nh/c m11.51 0.01.01 5.0.23.01 0.02.01 5.031.52 0.02.01 5.041.03 0.02.01 5.0【答案】（1）右（2）校 零（3）竖直；水 平（4）4；保持F 2 和 h 不变，改变b的大小【解析】（1）杠杆的右端上翘，要使它在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动。（2）使用弹簧测力计时，需要先将指针调到零刻度线处。（3）由图可知，在杠杆左侧挂2个钩码，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，由于力臂是支点到力的作用线的距离，所 以 在 A点沿竖直向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在水平位置平衡。（4）由实验序

44、号2、3可知,F 2 和 1 2 不变，h 增 大 1 0 c m,由序号4、3可知，F 2 和 b不变，h 增 大 1 0 c m,所以第4次次实验与前一次改变的量相同。由于改变F 2、小 1 2 中的一个量，所以需要保持F?和 h 不变,改变卜的大小。【名师点睛】（1）调节杠杆平衡，杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调；（2）当拉力为零时，弹簧测力计的示数应该为零，如果不为零，应该进行调零；（3）,用来测量外力的大小，测量力的大小时，弹簧轴线方向与外力应在同一直线上；（4）多次试验探究普遍规律，避免偶然性，使结论更具有普遍性。【变 式 1-2 （2018河北中考试题）探究杠杆的平衡条件（1）

45、杠杆两端的螺母作用是。（2）小明用如图15 所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是 OO实验次数动力/N动力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15图 15（3）小明又用如图16所示装置进行实验，请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是N o （一个钩码重0.5 N）O r,30F（4）如 图 17所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L,和 L2,则 2L1 3 L2 选填”或 =）图17【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游

46、码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L,和 L 如 图 18 所示），则游码的质量为 g图18【答案】（1）调节杠杆在水平位置平衡（2）动力X动力臂=阻力X阻 力 臂（3）如下图19所示；（4）,5L2/2L,.O【解析】（1）在杠杆的两端各有一个平衡螺母，在实验前调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重对实验的影响，同时便于测量力臂；（3）弹簧测力计施加的拉力与杠杆成 3 0 角，动力臂为支点到动力作用线的距离，等于支点到动力作用点距离的一半，为 3 个格的长度，利用杠杆平衡条件可得：F X 3=1.5 N X 4,计算出动力为2N。（4）设每个硬币的重为G,半径为r,根据杠杆平衡条件

47、，知 2 G x （L r）=3 G X（L2+r）,即2L,+2r=3 L2+3 r,故 2L|3 L2。【拓展】只在左盘中放置一个质量m,=5g的物体时，压力通过托盘作用在横梁上，作用点到横梁支点的距离为L2质量为m 的游码从最左端零刻度处移动到最右端5g刻度处,天平恰好平衡，游码对横梁的压力的力臂向右改变了 L，有 migXL2/2=mgL|可解得：m=（5L2/2L|）g1,【名师点睛】（3）中利用直角三角形中30角对的直角边为斜边的一半，可求解对应的新力臂及对应的拉力；（4）中对两侧的力和力臂进行分析，利用杠杆平衡条件列出方程，可求解;【拓展】中利用杠杆平衡条件，对于一个平衡杠杆，支

48、点两侧增加的力和力臂的乘积相等,可列出对应的平衡方程，即可求解游码的质量。例 2：（2019岳阳中考）在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”实验中，实验装置图如下：（2）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小 （填“大于”“小于”或“等于）弹簧测力计示数。（2）实验记录的数据如下表：序号木块放置情况挟触面压力F/N弹簧测力计示数/N1平放木板41.22平放木板61.83平放木板82.44侧放木板82.45平放木板上铺棉布62.66平放木板上铺毛巾63.2（2）分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下 列 实 例 与 结 论 相 符 的 是。

49、（填字母代号）A.用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B.汽车轮胎上有凹凸不平的花纹（3）分析（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。（4）分 析 1、2、3 三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f=。【答案】（1）等于；（2）B；3、4；0.3 F。【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块处于匀速直线运动状态，则木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和测力计的拉力是一对平衡力，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；（2）分析序号2、5、6 三组数据可知：压力相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大；A、用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字，是通

50、过增大压力来增大摩擦力的，故 A不符合题意；B、汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力的，故 B符合题意。故选：B o （3）要探究滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关，需要控制接触面的粗糙程度相同、压力大小相同，改变接触面的大小，所以需分析3、4两组数据；（4）分 析 1、2、3 三组实验数据可知，接触面的粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比，即f/F=1.2N/4 N=0.3,由此可以得出：f=0.3 F。【变式2-1 （20 20 绥化）某同学用下列器材探究“液体内部的压强（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨