?專題4.2 實驗探究題（力學(xué)）（解析版）
【迎戰(zhàn)中考】2021年物理二輪之試卷題型解密（通用版）

1.實驗探究題是中考物理試卷中必考內(nèi)容。實驗探究題考查學(xué)生對認(rèn)識自然、探索規(guī)律和培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度的考試題型。實驗探究題在中考試卷中占有較大比例，認(rèn)真做好實驗探究題的備考復(fù)習(xí)，同樣是非常重要的一項內(nèi)容。
2.各地的中考命題針對實驗探究問題有著不同程度的偏重，也不可能面面俱到地進(jìn)行考查，這也就給命題帶來了多個角度的可能性。比如同是考查凸透鏡成像規(guī)律，但由于考查的環(huán)節(jié)或是角度不同，考查的方式也就明顯不同，因此在平時的教學(xué)中，要盡可能的引導(dǎo)學(xué)生對每個知識點(diǎn)、每個環(huán)節(jié)要做到理解和掌握。新課程改革以來，各地中考命題中涉及不同版本教材外的物理探究實驗逐年在出新。但縱觀其考查內(nèi)容，大都來源于學(xué)生生活實際，并且所考核的方法和能力都是學(xué)生應(yīng)了解和掌握的。所以學(xué)生進(jìn)行應(yīng)考時對此不要產(chǎn)生心理上的障礙，只要抓住方法、應(yīng)用得當(dāng)，一般都能輕松解決。
3.縱觀歷年實驗探究題，其規(guī)律是力學(xué)一道題、電學(xué)一道題，光學(xué)或熱學(xué)一道題，有的還涉及到機(jī)械運(yùn)動、聲現(xiàn)象或電磁現(xiàn)象等內(nèi)容。力學(xué)部分實驗探究主要有物質(zhì)密度測量、影響摩擦力大小的因素實驗、影響浮力大小因素實驗、運(yùn)動和力的關(guān)系實驗、影響動能大小因素實驗、杠桿平衡條件實驗、測定機(jī)械效率實驗等?？疾闊狳c(diǎn)有：物質(zhì)密度測量、影響摩擦力大小的因素實驗、影響浮力大小因素實驗、運(yùn)動和力的關(guān)系實驗、影響動能大小因素實驗、杠桿平衡條件實驗等。

一、物質(zhì)密度測量
1.實驗內(nèi)容
（1）測量工具：密度測量的常用工具是量筒（量杯）、天平。用量筒測量固體和液體的體積；用天平測量物體質(zhì)量。
（2）天平的使用：用天平測量物體的質(zhì)量。
天平的使用及注意事項：測量時，應(yīng)將天平放在水平桌面上；先將游碼撥回標(biāo)尺左端的零刻線處（歸零），再調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指到分度盤的中央刻度（或左右擺動幅度相等），表示橫梁平衡；將物體放在左盤，砝碼放在右盤，用鑷子加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼，使天平重新平衡；被測物體的質(zhì)量=右盤中砝碼的總質(zhì)量+游碼在標(biāo)尺上的指示值。
2.液體密度的測量：液體密度的測量步驟如下：
（1）用天平稱出燒杯的質(zhì)量m1；
（2）將適量的液體倒入燒杯中，用天平稱出燒杯與液體的總質(zhì)量m2；
（3）將燒杯中的液體倒入量筒中，讀出量筒中液體的體積V；
（4）計算液體的密度：。
3.固體密度的測量：固體密度的測量步驟如下：
（1）用天平測量固體的質(zhì)量m；
（2）在量筒中倒入適量的水，讀出水的體積V1；
（3）用細(xì)線拴住固體，輕放浸沒在水中，讀出固體與水的總體積V2；
（4）計算固體的密度： 。
2.考查方向
考查方向
解答思路
天平調(diào)平衡
移動平衡螺母（指針左偏，平衡螺母右移；指針右偏，平衡螺母左移）
天平使用
把天平放在水平桌面上，游碼放在“零”位，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡，左盤放被測物體，右盤放砝碼，不得用手夾取砝碼
求被測量物體質(zhì)量
物體總質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量加上游碼讀數(shù)
液體體積測量
視線要與液面相平，1mL=1cm3
被測物體密度
用密度公式進(jìn)行計算即可
被測物質(zhì)密度誤差
燒杯或被測固體均粘有部分液體，由實驗步驟可知被測質(zhì)量偏小時，密度偏??；被測質(zhì)量偏大時，密度偏大
靠增減砝碼無法使天平平衡時
取下最小砝碼，調(diào)節(jié)往右調(diào)節(jié)游碼
實驗評價
根據(jù)測量過程確定測量值偏大還是偏小并分析實驗過程中存在問題
【典例】（2020?淄博）在勞動實踐活動中，物理興趣小組的同學(xué)用大豆、核桃、花生等食材制作營養(yǎng)豆?jié){，并測量營養(yǎng)豆?jié){的密度。
（1）小明的實驗過程：
①用調(diào)好的天平測量燒杯和豆?jié){的總質(zhì)量，所加砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示，總質(zhì)量為　 　g；
②把燒杯中的豆?jié){倒入量筒中一部分，如圖乙所示，記下量筒中豆?jié){的體積為　 　cm3；
③測出燒杯和剩余豆?jié){的質(zhì)量為30g。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算豆?jié){的密度為　 　kg/m3。

（2）小亮的方法：
①用調(diào)好的天平測量空燒杯的質(zhì)量m1；
②向空燒杯中倒入適量豆?jié){，測量燒杯和豆?jié){的總質(zhì)量m2；
③將燒杯中的豆?jié){倒入量筒中，記下量筒中豆?jié){的體積V。
你認(rèn)為　 ?。ㄌ睢靶∶鳌被颉靶×痢保┑膶嶒灧椒ㄋ鶞y密度誤差較大，理由是　 　。
（3）測量結(jié)束后，小明把核桃放入水中，發(fā)現(xiàn)核桃漂浮在水面上，他想測量核桃的密度，于是挑選了一個不透水的核桃（如圖丙），卻發(fā)現(xiàn)無法放入量筒中。聰明的小明利用彈簧測力計、小桶、細(xì)線、細(xì)鐵絲、裝滿水的溢水杯，也測出了核桃的密度。
實驗步驟：
①用彈簧測力計測出小桶所受的重力G；
②　 　；
③　 。
請補(bǔ)全主要步驟，用所測物理量的符號寫出核桃密度的表達(dá)式ρ＝　 ?。ㄋ拿芏扔忙阉硎荆?br /> 【答案】（1）①71.6；②40；③1.04×103；（2）小亮；將燒杯中的豆?jié){全部倒入量筒中，會有一部分的豆?jié){粘在燒杯上而倒不干凈，因此所測的體積會偏??；（3）②把核桃輕輕放入裝滿水的溢水杯中，核桃漂浮，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G1；③用細(xì)鐵絲把核桃壓入水中，使核桃全部浸沒，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G2；?ρ水。
【解析】（1）①燒杯和豆?jié){的總質(zhì)量為：m1＝50g+20g+1.6g＝71.6g；
②量筒中液面位置如圖乙所示，則量筒中豆?jié){的體積V＝40mL＝40cm3，
③量筒內(nèi)豆?jié){的質(zhì)量m＝m1﹣m2＝71.6g﹣30g＝41.6g，
豆?jié){的密度為：ρ＝＝＝1.04g/cm3＝1.04×103kg/m3；
（2）小亮將燒杯中的豆?jié){全部倒入量筒中，會有一部分的豆?jié){粘在燒杯上而倒不干凈，因此所測的體積會偏小，根據(jù)公式ρ＝ 得測得的密度比真實值偏大，所以小亮所測密度誤差較大；
（3）當(dāng)核桃浸沒時，溢出水的體積等于核桃的體積，利用排水法測量出核桃的體積，故步驟為：
①用彈簧測力計測出小桶所受的重力G；
②把核桃輕輕放入裝滿水的溢水杯中，核桃漂浮，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G1，
③用細(xì)鐵絲把核桃壓入水中，使核桃全部浸沒，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G2，
漂浮時溢出水的重力為：G排＝G1﹣G，
根據(jù)漂浮時浮力等于重力以及阿基米德原理知，
核桃的重力為：G核桃＝G排＝G1﹣G，
核桃全部浸沒時，溢出水的重力為：G排′＝G2﹣G，
根據(jù)阿基米德原理知此時的浮力為：F?。紾排′＝G2﹣G，
核桃的體積為：V＝V排′＝＝，
核桃的密度為：ρ＝＝＝＝＝?ρ水。
故答案為：（1）①71.6；②40；③1.04×103；（2）小亮；將燒杯中的豆?jié){全部倒入量筒中，會有一部分的豆?jié){粘在燒杯上而倒不干凈，因此所測的體積會偏?。唬?）②把核桃輕輕放入裝滿水的溢水杯中，核桃漂浮，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G1；③用細(xì)鐵絲把核桃壓入水中，使核桃全部浸沒，用彈簧測力計測出小桶和溢出水的總重力G2；?ρ水。
【跟蹤練習(xí)】
1.（2020?阜新）小明把一小塊瑪瑙石和一個小木塊帶到實驗室，測量它們的密度：

（1）如圖甲所示，小明忘記把游碼歸零就調(diào)節(jié)天平平衡了，及時改正后，他應(yīng)將平衡螺母向　側(cè)移動（選填“左”或“右”），天平才能重新平衡。
（2）在實驗過程中，小明測得的實驗數(shù)據(jù)如圖乙、丙所示，瑪瑙石的質(zhì)量是　 　g，瑪瑙石的體積是　 cm3，瑪瑙石的密度是　 　kg/m3。
（3）小明把瑪瑙石做成一件小工藝品后，其質(zhì)量減少，瑪瑙石的密度　 ?。ㄌ睢白兇蟆薄安蛔儭被颉白冃　保?。
（4）小明嘗試只用量筒和水測量小木塊的密度，如圖丁所示操作如下：
①向量筒內(nèi)倒入適量的水，體積記為V1；
②將小木塊輕輕放入量筒內(nèi)，靜止后，水面對應(yīng)的體積記為V2；
③再用細(xì)鋼針將小木塊浸沒在水中，水面所對應(yīng)的體積記為V3，
由此得到木塊密度的表達(dá)式ρ＝　 　。（用ρ水和所測物理量符號表示）
【答案】（1）右；（2）51；20；2.55×103；（3）不變；（4）。
【解析】（1）游碼歸零就調(diào)節(jié)天平平衡了，游碼歸零后指針偏向分度盤中心左側(cè)，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母；
（2）由圖乙可知，瑪瑙石的質(zhì)量：m＝50g+1g＝51g；
由圖丙可知，瑪瑙石的體積：V＝70ml﹣50ml＝20ml＝20cm3；瑪瑙石的密度：ρ＝＝＝2.55g/cm3＝2.55×103kg/m3；
（3）密度是物質(zhì)的一種特性，瑪瑙石質(zhì)量變小、體積也會變小，密度不變；
（4）在量筒內(nèi)倒入適量的水，記下水的體積V1，將小木塊輕輕放入量筒內(nèi)，穩(wěn)定后水面上升至V2；小木塊排開水的體積：V排＝V2﹣V1，
根據(jù)物體的浮沉條件可知，物體漂浮時浮力等于重力，則漂浮時物體的質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量，即小木塊得質(zhì)量：m＝ρ水V排＝ρ水（V2﹣V1）；
用鋼針壓小木塊，將小木塊浸沒入水，記下此時量筒的讀數(shù)V3，小木塊的體積V＝V3﹣V1；
則小木塊的密度：ρ＝＝。
故答案為：（1）右；（2）51；20；2.55×103；（3）不變；（4）。
2．（2020?鞍山）如圖所示為小聰同學(xué)利用未知液體來測量小石塊密度的實驗操作：

（1）如圖甲所示，小聰在調(diào)節(jié)天平橫梁平衡過程中的錯誤操作是　 　。
（2）小聰糾正錯誤后，正確測量出了小石塊的質(zhì)量m石（如圖乙所示），并由圖丙測出了小石塊的體積V石＝　 　cm3，則小石塊的密度ρ石＝　 　g/cm3。
（3）小聰還想測出量筒中未知液體的密度，他利用彈簧測力計只增加一個操作步驟，便完成了該實驗。新增操作步驟：　 　。讀出彈簧測力計的示數(shù)為F。未知液體密度的表達(dá)式：ρ液＝　 　（用字母表示，不必代入數(shù)值）。
【答案】（1）沒有將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處；（2）20；2.8；（3）用彈簧測力計吊著小石塊，將小石塊浸沒在裝有未知液體的量筒內(nèi)，記下彈簧測力計的示數(shù)F；。
【解析】（1）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時，應(yīng)先把游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度，再調(diào)節(jié)平衡螺母，由圖甲可知，小聰在調(diào)節(jié)天平橫梁平衡過程中的操作錯誤是游碼沒有移到標(biāo)尺左端的零刻線處；
（2）由圖乙知，天平標(biāo)尺的分度值為0.2g，小石塊的質(zhì)量：m＝50g+5g+1g＝56g；
由圖丙知，量筒的分度值為2mL，小石塊放入量筒前讀數(shù)為60ml，小石塊放入量筒后讀數(shù)為80ml，小石塊的體積：V＝80ml﹣60ml＝20ml＝20cm3；
小石塊的密度：ρ＝＝＝2.8g/cm3；
（3）要測量未知液體的密度，可增加步驟為：用彈簧測力計吊著小石塊，將小石塊浸沒在裝有未知液體的量筒內(nèi)，記下彈簧測力計的示數(shù)F；
物體受到的浮力為F浮＝G﹣F，小石塊的體積V＝V2﹣V1；
由F浮＝ρ液gV排得，液體的密度：ρ液＝＝。
故答案為：（1）沒有將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處；（2）20；2.8；（3）用彈簧測力計吊著小石塊，將小石塊浸沒在裝有未知液體的量筒內(nèi)，記下彈簧測力計的示數(shù)F；。
3．（2020?葫蘆島）小琪非常喜歡吃大櫻桃，很想知道它的密度，于是進(jìn)行了如下測量：

（1）將天平放在水平臺上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻線處，指針的位置如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向　 （填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，使橫梁平衡。
（2）他取來一顆大櫻桃，用天平測出了大櫻桃的質(zhì)量如圖乙所示為　 　g。
（3）將一顆大櫻桃，放入裝有30mL水的量筒中，水面上升到圖丙所示的位置，大櫻桃的體積為 cm3，密度為　 　g/cm3。
（4）小琪將大櫻桃放入量筒中時，筒壁上濺了幾滴水，所測的大櫻桃密度會　 ?。ㄌ睢捌蟆被颉捌　保?。
（5）小琪還想利用大櫻桃（已知密度為ρ0）、平底試管、刻度尺測量家里消毒液的密度，實驗步驟如下：
①在平底試管中倒入適量的消毒液，用刻度尺測量試管中液面的高度h1。
②將大櫻桃放入試管內(nèi)的消毒液中，大櫻桃處于漂浮狀態(tài)，用刻度尺測量試管中液面的高度h2。
③取出大櫻桃，在其內(nèi)部插入一根細(xì)鐵絲（忽略大櫻桃體積的變化），重新放入試管內(nèi)的消毒液中，由于浸沒在消毒液中時重力　 ?。ㄌ睢按笥凇薄靶∮凇被颉暗扔凇保└×?，大櫻桃沉入試管底部，用刻度尺測量試管中液面的高度h3。
④消毒液密度的表達(dá)式為ρ消毒液＝　 　。
【答案】（1）左；（2）8.4；（3）8；1.05；（4）偏大；（5）③大于；④ρ0。
【解析】（1）如圖，指針偏右，說明天平的右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動。
（2）大櫻桃的質(zhì)量：m＝5g+3.4g＝8.4g。
（3）大櫻桃的體積：V＝38ml﹣30ml＝8ml＝8cm3，
大櫻桃的密度：ρ＝＝＝1.05g/cm3。
（4）當(dāng)大櫻桃放入水中，筒壁上濺了幾滴水，導(dǎo)致大櫻桃和水的總體積減小，大櫻桃體積減小，密度偏大。
（5）③大櫻桃在消毒液中下沉，大櫻桃受到的重力大于浮力。
④設(shè)平底試管的底面積為S，
大櫻桃的重力，G＝mg＝ρ0Vg＝ρ0S（h3﹣h1）g，
大櫻桃漂浮在消毒液中，大櫻桃受到的浮力：F浮＝ρ消毒液gV排＝ρ消毒液gS（h2﹣h1），
大櫻桃漂浮在消毒液中，重力等于浮力，
所以，ρ0S（h3﹣h1）g＝ρ消毒液gS（h2﹣h1），
解得，消毒液的密度：ρ消毒液＝ρ0。
故答案為：（1）左；（2）8.4；（3）8；1.05；（4）偏大；（5）③大于；④ρ0。
二、探究影響摩擦力大小的因素實驗
1.實驗內(nèi)容
【實驗?zāi)康摹刻骄坑绊懩Σ亮Υ笮〉囊蛩亍?br /> 【實驗器材】彈簧測力計，長木板，棉布，毛巾，帶鉤長方體木塊，鉤碼。
【實驗原理】（1）二力平衡條件：作用在物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反并作用在一條直線上，這兩個力就是平衡力；（2）用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計的讀數(shù)就等于摩擦力大小，這樣就測出了摩擦力大小。
【實驗步驟】實驗裝置如圖。

一、用彈簧測力計勻速拉動木塊，讓木塊在長木板上做勻速滑動，讀出彈簧測力計讀數(shù)，即木塊與長木板之間的摩擦力；數(shù)據(jù)計入表格；
二、改變放在木塊上的鉤碼，從而改變木塊對長木板的壓力，重復(fù)步驟一進(jìn)行試驗；
三、把棉布、毛巾鋪在長木板上，改變接觸面的粗糙程度，重復(fù)上述試驗。
四、實驗表格
試驗次數(shù)
接觸面
壓力大小
彈簧測力計讀數(shù)/N
1
木塊與長木板
無鉤碼

2
木塊與長木板
有鉤碼

3
木塊與棉布
無鉤碼

4
木塊與毛巾
無鉤碼

五、整理器材。
【實驗結(jié)論】（1）摩擦力大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān)，壓力越大，摩擦力越大：（2）摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；（3）摩擦力大小跟接觸面大小無關(guān)；（4）摩擦力大小跟運(yùn)動速度無關(guān)。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
要測出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運(yùn)動
勻速直線運(yùn)動
如何確定摩擦力大小
勻速運(yùn)動時，彈簧測力計讀數(shù)與摩擦力大小相等
可說明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實驗步驟
1和2
摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實驗步驟
1和3或1和4之間
測量誤差產(chǎn)生原因
很難做到勻速運(yùn)動、彈簧測力計在運(yùn)動中讀數(shù)會有誤差
根據(jù)實驗結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子
汽車輪胎、自行車把、膠鞋等
添加鉤碼的目的
為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系
探究實驗的物理方法
控制變量法
【典例】（2020·臨夏分）小宇要探究“影響滑動摩擦力大小的因素”，他猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：A．接觸面所受的壓力大?。籅．接觸面的粗糙程度；C．物體運(yùn)動的速度。接下來小宇通過如圖所示的實驗操作開展探究。

（1）進(jìn)行甲、乙、丙圖實驗時，彈簧測力計必須沿水平方向拉著物體做　 　運(yùn)動；
（2）要驗證猜想B，需按照　 　兩個圖（選填“甲”、“乙”、“丙”）進(jìn)行對比實驗；
（3）比較甲、乙圖的實驗，得到的實驗結(jié)論是　 ??；
（4）在本次實驗中運(yùn)用的研究方法是轉(zhuǎn)換法和　 ?。?br /> （5）小潁發(fā)現(xiàn)小宇上述實驗操作中彈簧測力計的示數(shù)并不穩(wěn)定，于是改進(jìn)了實驗裝置，如圖丁所示。改進(jìn)后長木板　 ?。ㄟx填“一定”或“不一定”）要做勻速直線運(yùn)動。
【答案】（1）勻速直線；（2）甲、丙；（3）接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（4）控制變量；（5）不一定。
【解析】（1）進(jìn)行甲、乙、丙圖實驗時，彈簧測力計必須沿水平方向拉著物體做勻速直線運(yùn)動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，由二力平衡的條件，拉力大小才等于摩擦力的大小。
（2）要驗證猜想B，即與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，要控制壓力大小相同和速度大小相同，需按照甲、丙兩個圖進(jìn)行對比實驗；
（3）比較甲、乙圖的實驗，接觸面粗糙程度相同，乙中壓力大，乙受到的滑動摩擦力也大，故實驗結(jié)論是：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）在本次實驗中運(yùn)用的研究方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法；
（5）如圖丁所示，木塊相對地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的測力計拉力與受到的摩擦力為一對平衡力，大小相等，故改進(jìn)后長木板不一定要做勻速直線運(yùn)動。
故答案為：（1）勻速直線；（2）甲、丙；（3）接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（4）控制變量；（5）不一定。
【跟蹤訓(xùn)練】
1．（2020·湘西）如圖，為了探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”，請你完成下列實驗步驟：

（1）實驗中應(yīng)該用彈簧測力計水平　 　拉動木塊在長木板上運(yùn)動（選填“勻速”或“加速”）。
（2）由甲和乙實驗可知，在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越　 　。
（3）由　 　和丙實驗可知，在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。
【答案】（1）勻速；（2）大；（3）甲。
【解析】（1）用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，使木塊依次在水平放置的木板表面和毛巾表面上做勻速直線運(yùn)動。
（2）由圖甲和乙可知，壓力相同，而接觸面粗糙程度不同，因此實驗探究的是滑動摩擦力的大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系，可得結(jié)論：壓力大小相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（3）探究滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面的粗糙程度相同，而物體間的壓力不同，由圖示可知，圖甲與圖丙接觸面粗糙程度相同而壓力不同，因此圖甲、丙所示實驗探究的是滑動摩擦力的大小跟壓力的關(guān)系。
2.（2020·本溪）在“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中，小平完成了如圖所示的甲、乙、丙三次實驗。測量滑動摩擦力時，小平用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平方向做勻速直線運(yùn)動。

(1)甲實驗中木塊受到的摩擦力為______N，如果水平拉動木塊向右做加速運(yùn)動，木塊受到的摩擦力將______（填“變大”“變小”或“不變”）；
(2)比較甲、乙兩次實驗數(shù)據(jù)，是為了探究滑動摩擦力的大小與______的關(guān)系；
(3)比較甲、丙兩次實驗數(shù)據(jù)，______（填“能”或“不能”）得出滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論，判斷依據(jù)是______；
(4)小平得出滑動摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系后，還想探究滑動摩擦力大小跟接觸面受到壓強(qiáng)的關(guān)系，他選擇了一個長、寬、高不等且各表面粗糙程度相同的木塊，設(shè)計了兩種方案，你認(rèn)為合理的是______（填“A”或“B”）。
A．木塊平放在木板上，在木塊上加不同質(zhì)量的砝碼，拉動木塊，比較兩次滑動摩擦力的大小
B．把木塊分別平放、側(cè)放在木板上，拉動木塊，比較兩次滑動摩擦力的大小
【答案】(1)1.2；(2)不變；(3)壓力；(4)不能；(5)沒有控制壓力一定（或甲、丙的壓力不同） ； (6)B。
【解析】(1)由圖甲可知，彈簧測力計的示數(shù)是1.2N，木塊受到的摩擦力為1.2N，如果水平拉動木塊向右做加速運(yùn)動，木塊對木板的壓力和接觸面的粗糙程度不變，木塊受到的摩擦力將不變。
(2)比較甲、乙兩次實驗，接觸面的粗糙程度不變，壓力不同，是為了探究滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系。
(3)甲、丙兩次實驗，壓力不同，接觸面的粗糙程度不同，不能得到滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論。
(4)探究滑動摩擦力大小跟接觸面受到壓強(qiáng)的關(guān)系，控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變壓強(qiáng)的大小。
A．木塊平放在木板上，在木塊上加不同質(zhì)量的砝碼，壓力改變了，不符合題意；
B．把木塊分別平放、側(cè)放在木板上，壓力不變，改變受力面積，壓強(qiáng)改變，符合題意。故選B。
3．（2020·濰坊）某同學(xué)通過實驗探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)。
實驗器材：粗糖程度不同的長木板甲和乙、滑塊（質(zhì)量已知）、破碼、測力計。
實驗步驟：①將滑塊放在水平長木板甲上進(jìn)行實驗，通過改變滑塊上砝碼的個數(shù)改變滑塊的壓力；記錄多組滑動摩擦力F及壓力FN的大小；作出摩擦力F隨壓力FN變化的圖象，如圖象中甲所示；
②換用木板乙重復(fù)上述實驗，作出摩擦力F隨壓力FN變化的圖象，如圖象中乙所示。

(1)如下圖所示，______（選填“A”或“B”）操作更便于測量滑動摩擦力的大小。

(2)由圖象可知：①在接觸面一定的情況下滑動摩擦力與壓力成______比；②長木板______（選填“甲”或“乙”）的接觸面更粗糙。
【答案】(1)A；(2)正；(3)甲。
【解析】(1)由圖知，用A方案，無需勻速拉動木板，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定后，滑塊相對于地面是靜止的，此時彈簧測力計的示數(shù)，等于木板對對木塊的摩擦力。用B方案，需勻速拉動滑塊，再實際操作中很難做到勻速拉動。故選A。
(2)①由圖象可知：在接觸面一定的情況下，當(dāng)壓力增大時，滑動摩擦力增大，故滑動摩擦力與壓力成正比。
②由圖像可知，當(dāng)壓力一定時，接觸面粗糙程度越大，滑動摩擦力越大，故在壓力一定時，甲受到的摩擦力更大，則甲的接觸面更粗糙。
三、運(yùn)動與力的關(guān)系實驗
1.實驗內(nèi)容
【實驗?zāi)康摹刻骄窟\(yùn)動和力的關(guān)系。
【實驗器材】小車、斜面、長木板、直尺、毛巾、棉布、木塊。
【實驗原理】（1）任何物體都具有慣性，物體慣性大小與質(zhì)量有關(guān)；（2）當(dāng)物體不受力或受到平衡力作用時，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動。
【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。

二、在長木板上鋪上毛巾，讓小車從A位置由靜止開始自由下滑，靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程，數(shù)據(jù)計入表格。
三、在長木板上鋪上棉布，讓小車從A位置由靜止開始自由下滑，靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程，數(shù)據(jù)計入表格。
四、讓小車在長木板上從A位置由靜止開始自由下滑，靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程，數(shù)據(jù)計入表格。
五、讓小車在長木板上從B位置由靜止開始自由下滑，靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程，數(shù)據(jù)計入表格。
六、實驗表格（參考數(shù)據(jù)）
實驗步驟
運(yùn)動表面
開始位置
斜面底端到停止位置距離/cm
1
毛巾
A

2
棉布
A

3
木板
A
20
4
木板
B

七、整理器材。
【實驗結(jié)論】力是改變物體的運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體所受阻力（摩擦力）越大，小車越容易停下來。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
小車從斜面的同一高度滑下的目的
當(dāng)小車到達(dá)水平面時，使小車的速度相同
小車在三個水平面上運(yùn)動時，水平面越光滑，小車運(yùn)動的距離
越遠(yuǎn)
由此推斷，當(dāng)小車不受摩擦力作用時
小車將做勻速直線運(yùn)動
此實驗正確地揭示了：力不是維持物體運(yùn)動的原因
而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因
實驗方法
控制變量法
表面越光滑
小車受到的摩擦力越小
這個實驗?zāi)懿荒苤苯域炞C牛頓第一定律
不能
小車運(yùn)動的長短與它受到的阻力有什么關(guān)系
阻力越大，運(yùn)動越短
讓小車從不同高度滑下還可以探究
重力勢能與高度、動能與速度關(guān)系
【典例】（2020?百色）某次探究實驗中，小明依次將毛巾、棉布分別鋪在水平木板上，讓小車分別從斜面上滑下，再觀察和比較小車在水平面上滑行的距離，實驗情景如圖所示。
（1）實驗中每次讓小車從斜面同一高度由靜止滑下，目的是使小車在水平面上開始滑行時的速度大小　 　（選填“相等”或“不相等”）。
（2）分析小車運(yùn)動情況可知：小車受到的阻力越小，速度減小得越　 　（選填“快”或“慢”）；由此推理：如果水平面光滑，小車運(yùn)動時不受阻力作用，它將在水平面上　 　；說明物體的運(yùn)動　 ?。ㄟx填“需要”或“不需要”）力來維持。
（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律　 ?。ㄟx填“能”或“不能”）用實驗直接驗證。

【答案】（1）相等；（2）慢；做勻速直線運(yùn)動；不需要；（3）不能。
【解析】（1）實驗中應(yīng)使小車到達(dá)水平面上的速度相同，需使小車從斜面的同一高度處由靜止自由滑下；
（2）分析小車運(yùn)動情況可知：毛巾、棉布、棉布表面越來越光滑，小車通過的距離增大，可知小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，小車運(yùn)動的距離越遠(yuǎn)；
由此進(jìn)一步推想：如果運(yùn)動小車不受阻力，它將做勻速直線運(yùn)動，這說明物體的運(yùn)動不需要力來維持；
（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上通過進(jìn)一步推理而概括出了牛頓第一定律，該定律不能用實驗直接驗證。
故答案為：（1）相等；（2）慢；做勻速直線運(yùn)動；不需要；（3）不能。
【跟蹤訓(xùn)練】
1.（2020?呼倫貝爾）在探究“運(yùn)動和力的關(guān)系”實驗中，設(shè)計了如圖所示的斜面實驗。讓同一小車滑到接觸面分別為毛巾、棉布和木板的水平面上，觀察小車子在水平面上滑行的距離。
（1）為了使小車滑到水平面時的初速度相同，實驗應(yīng)讓小車從同一斜面的　 　滑下，這種研究問題的方法是　 　（選填“轉(zhuǎn)換法”、“模型法”或“控制變量法”）。
（2）伽利略對類似的實驗進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測：如果水平面光滑，小車在運(yùn)動時不受阻力，則小車將在水平面上　 　。說明物體的運(yùn)動　 　（填“需要”或“不需要”）力來維持。
（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律　 　。
A．能用實驗直接驗證
B．不能用實驗直接驗證，所以不能確定這個定律是否正確
C．是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的推理概括得出的

【答案】（1）同一高度由靜止自由；控制變量法；（2）做勻速直線運(yùn)動；不需要；（3）C。
【解析】（1）為了使小車滑到水平面時的初速度相同，實驗時應(yīng)讓小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，這種研究問題的方法是控制變量法；
（2）伽利略對類似的實驗進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測：如果水平面光滑，小車在運(yùn)動時不受阻力，則小車將在水平面上做勻速直線運(yùn)動；從而說明物體的運(yùn)動不需要力來維持；
（3）牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律，該定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的推理概括得出的，故選C。
故答案為：（1）同一高度由靜止自由；控制變量法；（2）做勻速直線運(yùn)動；不需要；（3）C。
2．（2020?瀘州）小聰將一根橡皮筋左端固定在墻上，用彈簧測力計拉其右端來“探究兩個分力與合力的關(guān)系”。

（1）實驗中使用的彈簧測力計如圖甲所示，其分度值為　 　N；
（2）小聰用兩個彈簧測力計一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A點(diǎn)，此時兩個彈簧測力計的示數(shù)分別為F1＝3.0N、F2＝4.0N；小聰只用一個彈簧測力計把橡皮筋也拉到A點(diǎn)，彈簧測力計的示數(shù)F＝7.0N，如圖乙所示。F的作用效果F1、F2共同作用的效果相同，即F為F1和F2的合力，這種探究物理規(guī)律的方法是　 　（選填“控制變量法”或“等效替代法”）；
（3）小聰在實驗中突發(fā)奇想，將兩彈簧測力計相互垂直作用在橡皮筋上拉到B點(diǎn)，記下兩彈簧測力計的示數(shù)分別為F1＝3.0N、F2＝4.0N；然后只用一個彈簧測力計把橡皮筋也拉到B點(diǎn)，如圖丙所示，讀出彈簧測力計的示數(shù)F′＝　 　N。根據(jù)你對合力與分力的理解，判斷F′　 　（選填“是”或“不是”）F3、F4的合力。
【答案】（1）0.2；（2）等效替代法；（3）5；是。
【解析】（1）由圖可知，測力計的量程為0～10N，分度值為0.2N；
（2）實驗中，F(xiàn)的作用效果F1、F2共同作用的效果相同，即F為F1和F2的合力，該實驗方法為等效替代法；
（3）由圖可知，彈簧測力計分度值為0.2N，示數(shù)為5N；由圖可知，F(xiàn)3、F4的合力的作用效果與F'的力的作用效果相同，所以F'是F3、F4的合力。
故答案為：（1）0.2；（2）等效替代法；（3）5；是。
3．（2020?泰州）在“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”實驗中：
（1）小明調(diào)試實驗裝置時，將小車從斜面上A處滑下，如圖甲所示，小車滑出水平木板右端而掉落下去。為讓小車不滑出木板，下列做法不可行的是　 　；
A．小車仍從斜面A處滑下，換一個更長的木板
B．增大斜面的傾角，小車仍從斜面上A處滑下
C．斜面傾角不變，小車從斜面上A處以下位置滑下
D．減小斜面的傾角，小車仍從斜面上A處滑下
（2）調(diào)試成功后，小明每次均將小車從斜面上同一高度處滑下，讓小車分別在毛巾、棉布和木板表面運(yùn)動，最終小車靜止時的位置如圖乙所示。由此可得：小車受到的阻力越小，運(yùn)動的路程越　 　。進(jìn)一步推理可知：若小車運(yùn)動時所受阻力為零，小車將保持　 ?。ㄌ钸\(yùn)動狀態(tài)）；
（3）在上述實驗中，小車在毛巾表面運(yùn)動過程中的速度變化量　 ?。ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面運(yùn)動過程中的速度變化量；
（4）上述實驗結(jié)論是小明在分析實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科學(xué)推理得出的。下列得出實驗結(jié)論的過程與該實驗相同的是　 　。
A．探究影響壓力作用效果的因素
B．用小磁針探究磁體周圍的磁場
C．探究聲音能否在真空中傳播
D．探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系

【答案】（1）B；（2）長；勻速直線運(yùn)動；（3）等于；（4）C。
【解析】（1）將小車從斜面上A處滑下，小車滑出水平木板右端而掉落，說明小車到達(dá)水平面的動能較大，速度較大，通過的路程比較大，所以為讓小車不滑出木板，可以換一個更長的木板；或者將小車從高度較低處滑下，或者可以減小斜面的傾角，從而減小小車到達(dá)水平面的動能，減小小車在水平面的速度，減小小車通過的路程；故不可行的方法是增大斜面的傾角，小車仍從斜面上A處滑下。故選B。
（2）由圖示可知，小車受到的阻力越小，小車速度減小得越慢，運(yùn)動的路程越遠(yuǎn)；進(jìn)一步推理可知，當(dāng)阻力為零時（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做勻速直線運(yùn)動。
（3）由題意可知，小車從斜面上同一高度處滑下，所以小車到達(dá)毛巾表面和木板表面的水平面時的速度相等，而且小車最后在毛巾表面和木板表面上都會停下來；所以小車在毛巾表面運(yùn)動過程中的速度變化量等于在木板表面運(yùn)動過程中的速度變化量。
（4）上述實驗結(jié)論是小明在分析實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科學(xué)推理得出的。所用的方法是理想實驗法；
A．探究影響壓力作用效果的因素用的方法是控制變量法，故A不符合題意；
B．用小磁針探究磁體周圍的磁場用的方法是轉(zhuǎn)換法，故B不符合題意；
C．探究聲音能否在真空中傳播用的方法是理想實驗法，故C符合題意；
D．探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系用的方法是控制變量法，故D不符合題意。故選C。
故答案為：（1）B；（2）長；勻速直線運(yùn)動；（3）等于；（4）C。
四、影響液體壓強(qiáng)大小的因素
探究課題：探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素
實驗裝置

實驗方法
控制變量法，轉(zhuǎn)換法
實驗原理
根據(jù)U形管內(nèi)兩管液面高度差來判斷液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小
探究過程
1.根據(jù)如圖甲所示，按照組裝U形管壓強(qiáng)計
2.將水倒入燒杯，如圖乙，控制探頭在水下深度不變，調(diào)節(jié)旋鈕改變探頭的朝向，觀察并測出U形管中液面的高度差，將數(shù)據(jù)填入下表；
3.如圖乙、丙，控制橡皮膜的朝向不變，改變探頭浸入水中的深度，觀察并測出U形管中液面的高度差，將數(shù)據(jù)填入下表；
4.如圖丙、丁，控制探頭在水和鹽水下的深度相同，觀察并測出U形管中液面的高度差，將數(shù)據(jù)填入下表；
記錄表格
實驗內(nèi)容
液體物質(zhì)
探頭浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管兩端液面高度差（cm）

a

水
相同（5cm）
向下

相同（5cm）
向前

相同（5cm）
向上


b

水
不同(3cm)
向下

不同(5cm)
不同(7cm）
向下
向下


c
水
相同（5cm）
向下

鹽水
相同（5cm）
向下


實驗結(jié)論
液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增加；同種液體在同深度的各處，各個方向的壓強(qiáng)大小相等；不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān)，密度越大，液體的壓強(qiáng)越大。
考查方向
器材作用
1. U形管壓強(qiáng)計的作用？通過U形管內(nèi)兩管液面高度差來判斷液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小
注意事項
1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是：液體受到重力作用；液體有流動性
2.實驗前的兩個操作：（1）先檢查U型管左右兩邊的液面是否相平。
（2）檢查裝置的氣密性：（用手壓金屬盒上的橡皮膜，觀察U型管中液面是否發(fā)生變化，若變化明顯，則氣密性良好）
3.實驗時發(fā)現(xiàn)U型管內(nèi)高度差沒變化原因是什么？怎么解決？
答：氣密性不好，拆下來重新安裝
4.使用的U型管是不是連通器？答：不是
5.此實驗U型管內(nèi)液體為什么要染成紅色？答：使實驗效果明顯，便于觀察
5.實驗需要多次進(jìn)行，目的是：總結(jié)普通規(guī)律
6.比較乙、丙實驗結(jié)論是：液體密度一定時，深度越深，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大
7.比較丙、丁實驗結(jié)論是：當(dāng)液體深度相同時，液體密度越大，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大
【典例】（2020?煙臺）在“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實驗中：

（1）實驗前，小明利用U形管、軟管、扎緊橡皮膜的探頭等組裝成壓強(qiáng)計后，發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)液面不相平，如圖甲所示，他應(yīng)做的調(diào)節(jié)是　 ?。ㄟx填“A”或“B”）。
A．取下軟管重新安裝
B．將右側(cè)管中高出的液體倒出
（2）調(diào)整好壓強(qiáng)計后，小明按圖乙所示開始實驗，實驗記錄的數(shù)據(jù)如表：
序號
液體
深度/cm
橡皮膜方向
壓強(qiáng)計左右液面高度差/cm
①
水
5
朝上
4.9
②
水
5
朝下
4.9
③
水
5
朝側(cè)面
4.9
④
水
10
朝側(cè)面
9.7
⑤
水
15
朝側(cè)面
14.6
⑥
鹽水
15
朝側(cè)面
16.7
①比較序號1、2、3三組數(shù)據(jù)，探究的問題是什么？
②比較序號　 　三組數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：同種液體中，深度越大，液體的壓強(qiáng)越大。
③比較序號5、6兩組數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是什么？
（3）1648年，物理學(xué)家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶實驗”，如圖丙所示。實驗中帕斯卡只用了幾杯水就讓裝滿水的木桶向四周裂開，這個實驗現(xiàn)象能夠驗證液體壓強(qiáng)的哪些特點(diǎn)？
【答案】（1）A；（2）①在同一深度，液體向各個方向的壓強(qiáng)是否相等；②3、4、5；③在同一深度處，不同液體的壓強(qiáng)與密度有關(guān)；（3）液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。
【解析】（1）當(dāng)壓強(qiáng)計的金屬盒在空氣中時，如果U形管中的液面不相平，則不能正常使用，應(yīng)該取下軟管重新安裝，故A正確；故選：A；
（2）①序號1、2、3次實驗中，將壓強(qiáng)計的探頭放在水中5cm深處，使橡皮膜朝向不同的方向，是研究在同一深度，液體向各個方向的壓強(qiáng)是否相等；
②若要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，應(yīng)將壓強(qiáng)計金屬盒放入水中不同深度，符合要求的是3、4、5三組數(shù)據(jù)；
③比較實驗⑤⑥中將探頭放進(jìn)不同密度液體中同一深度處，發(fā)現(xiàn)探頭在鹽水中時壓強(qiáng)計兩邊液面高度差大，壓強(qiáng)大，可得出的結(jié)論是：在同一深度處，不同液體的壓強(qiáng)與密度有關(guān)；
（3）灌了幾杯水后，細(xì)管中水的深度增加的很多，根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)可知：液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；
由圖知水桶里的水各個方向流出，說明液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。
故答案為：（1）A；（2）①在同一深度，液體向各個方向的壓強(qiáng)是否相等；②3、4、5；③在同一深度處，不同液體的壓強(qiáng)與密度有關(guān)；（3）液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。
【跟蹤訓(xùn)練】
1．（2020?咸寧）同學(xué)們利用壓強(qiáng)計等裝置“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)”的規(guī)律，進(jìn)行了如下的操作：

（1）在使用壓強(qiáng)計前，發(fā)現(xiàn)U形管中兩側(cè)液面已有高度差（如圖甲所示），接下來的操作是　 （選填字母）。
A．直接從U形管右側(cè)中倒出適量液體 B．拆除膠管重新安裝
（2）正確操作后，分析乙、丙兩圖的實驗現(xiàn)象，初步得出的結(jié)論是：同種液體中，液體壓強(qiáng)隨液體深度的增加而　 　，因此攔河大壩要做成　 　的形狀（選填“上窄下寬”或“上寬下窄”）；
（3）玲玲保持丙圖中探頭的位置不變，并向容器內(nèi)加入適量的濃鹽水，她發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)液面的高度差又變大了，于是得出了“在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)越大”的結(jié)論。她的操作不可靠，原因是加入鹽水后液面位置改變了，正確操作是應(yīng)將探頭適當(dāng)　 ?。ㄟx填“上移”或“下移”）；
（4）紅紅用丁裝置測量未知液體的密度，在左側(cè)加入適量的水，在右側(cè)緩慢倒入待測液體，直到觀察到橡皮膜相平，需要測量的物理量有　 ?。ǘ噙x）；
A．右側(cè)待測液體到容器底的深度h1；
B．右側(cè)待測液體到橡皮膜中心的深度h2；
C．左側(cè)水到容器底的深度h3；
D．左側(cè)水到橡皮膜中心的深度h4；
根據(jù)你選用的物理量推導(dǎo)出待測液體密度的表達(dá)式為ρ＝　 ?。ㄓ妙}中字母和ρ水表示）。
【答案】（1）B；（2）增大；上窄下寬；（3）上移；（4）BD；×ρ水。
【解析】（1）在使用壓強(qiáng)計前，發(fā)現(xiàn)U形管中兩側(cè)液面已有高度差（如圖甲所示），接下來的操作是，只需要將軟管取下，再重新安裝，這樣的話，U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的（都等于大氣壓），當(dāng)橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時，U形管中的液面就是相平的；選B；
（2）正確操作后，分析乙、丙兩圖知，液體密度相同，乙中深度較大，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)較大，初步得出的結(jié)論是：同種液體中，液體壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增大，因此攔河大壩要做成上窄下寬的形狀；
（3）研究液體壓強(qiáng)與密度的關(guān)系，要控制液體的深度相同；
保持丙圖中探頭的位置不變，并向容器內(nèi)加入適量的濃鹽水，密度增大的同時，液體深度也增大了，沒有控制液體的深度不變；為控制深度相同，正確操作是應(yīng)將探頭適當(dāng)上移；
（4）①在左側(cè)加入適量的水，在右側(cè)緩慢倒入待測液體，直到觀察到橡皮膜相平，則左右液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同，即ρ水gh4＝ρ液gh2；
ρ液＝×ρ水，故需要測量的物理量是：
右側(cè)待測液體到橡皮膜中心的深度h2，左側(cè)水到橡皮膜中心的深度h4；選BD；
②液體的密度的表達(dá)式：ρ液＝×ρ水。
故答案為：（1）B；（2）增大；上窄下寬；（3）上移；（4）BD；×ρ水。
2．（2020?金華）在游泳時，小金發(fā)現(xiàn)越往深水區(qū)走，越感到胸悶，由此猜想液體內(nèi)部壓強(qiáng)可能與液體的深度有關(guān)。于是用液體壓強(qiáng)計對此進(jìn)行了探究。

步驟一：將金屬盒放入水中深度5厘米處，觀察現(xiàn)象；
步驟二：將金屬盒放入水中深度15厘米處時，發(fā)現(xiàn)金屬盒的位置不動，但U形管兩側(cè)的液面高度差逐漸減小；
步驟三：調(diào)整好器材后，重新實驗。在深度5厘米處觀察到現(xiàn)象如圖（甲）A所示，在深度15厘米處觀察到現(xiàn)象如圖（甲）B所示。
得出結(jié)論：同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大。
請完成下列問題：
（1）該實驗過程用到的科學(xué)方法有　 ?。ㄌ钭帜福?；
A．轉(zhuǎn)換法
B．控制變量法
C．類比法
（2）步驟二中金屬盒在水里的位置不動，但U形管兩側(cè)的液面高度差逐漸減小的原因是　 ??；
（3）小金反思：只進(jìn)行兩次實驗就得出結(jié)論，結(jié)論是不可靠的。還需改變深度更換液體進(jìn)行多次實驗，其目的是　 ??；
（4）對液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與深度關(guān)系的進(jìn)一步思考。圖（乙）為一圓柱形容器，容器內(nèi)裝有密度為ρ的液體，a點(diǎn)在深度為h處的水平橫截面上，橫截面上方的液柱對橫截面產(chǎn)生的壓力大小等于該液柱的重力。根據(jù)壓強(qiáng)公式p＝，推導(dǎo)出a點(diǎn)所在橫截面受到的液體壓強(qiáng)pa與深度h之間的關(guān)系式是pa＝　 。
【答案】（1）AB；（2）裝置漏氣；（3）得出普遍性的結(jié)論；（4）ρgh。
【解析】（1）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小是通過液體壓強(qiáng)計U形管兩邊液面的高度差來判斷的，高度差越大說明此時的液體壓強(qiáng)越大，采用了轉(zhuǎn)換法；
液體壓強(qiáng)與液體的深度和密度有關(guān)，根據(jù)控制變量法，研究與其中一個因素的關(guān)系時，要控制另外一個因素不變；
該實驗過程用到的科學(xué)方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法，選A、B；
（2）步驟二中金屬盒在水里的位置不動，但U形管兩側(cè)的液面高度差逐漸減小的原因是裝置漏氣；
（3）改變深度更換液體進(jìn)行多次實驗，其目的是得出普遍性的結(jié)論；
（4）圖（乙）為一圓柱形容器，容器內(nèi)裝有密度為ρ的液體，a點(diǎn)在深度為h處的水平橫截面上，高為h的液柱的重力G＝mg＝ρVg＝ρShg，因橫截面上方的液柱對橫截面產(chǎn)生的壓力大小等于該液柱的重力，根據(jù)壓強(qiáng)公式p＝，a點(diǎn)所在橫截面受到的液體壓強(qiáng)pa與深度h之間的關(guān)系式是：
pa＝＝＝ρgh。
故答案為：（1）AB；（2）裝置漏氣；（3）得出普遍性的結(jié)論；（4）ρgh。
3．（2020·天水）在“探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)”實驗中，小明進(jìn)行了如下的猜想：

猜想一：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)。
猜想二：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體密度有關(guān)。
猜想三：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與方向有關(guān)。
為了驗證以上猜想，小明進(jìn)行了如圖所示的操作：
（1）實驗過程中探頭受到的液體壓強(qiáng)大小是通過　 　反映的。
（2）為了驗證猜想一，應(yīng)選擇　 　兩組實驗對比，可初步驗證出猜想一是正確的。
（3）探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系時，對比乙、丙兩組實驗，小明可得出的結(jié)論是：當(dāng)液體深度相同時，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)就越　 　。
【答案】（1）U形管兩邊液面的高度差；（2）甲、乙；（3）大。
【解析】（1）根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實驗過程中探頭受到的液體壓強(qiáng)大小是通過U形管兩邊液面的高度差反映的；
（2）為了驗證猜想一，即研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)，要控制液體密度相同，故應(yīng)選擇甲、乙兩組實驗對比，可初步驗證出猜想一是正確的；
（3）探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系時，對比乙、丙兩組實驗，丙中U形管兩邊液面的高度差大，小明可得出的結(jié)論是：當(dāng)液體深度相同時，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)就越大。
故答案為：（1）U形管兩邊液面的高度差；（2）甲、乙；（3）大。
五、探究影響浮力大小因素實驗
1.實驗內(nèi)容
【實驗?zāi)康摹刻骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍?br /> 【實驗器材】彈簧測力計、燒杯2個、水、圓柱體（A）、鹽水。
【實驗原理】（1）浸在液體中的物體都會受到向上的浮力；（2）浮力大小遵循阿基米德原理。
【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。

甲 乙 丙 丁 戊
二、用彈簧測力計測量圓柱體受到的重力，如圖甲所示，數(shù)據(jù)計入實驗表格。
三、用彈簧測力計掛著物體A慢慢部分（一半）浸入水中，如圖乙所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
四、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入水中（A在水中上半部），如圖丙所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
五、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入水中（A在水中下半部），如圖丁所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
六、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入鹽水中，如圖戊所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
七、實驗表格（參考數(shù)據(jù)，圖中所示）
實驗步驟
浸入液體內(nèi)體積
彈簧測力計讀數(shù)/N
1
0
8
2
V
7
3
V
6
4
V
6
5
V
5.6
八、整理器材。
【實驗結(jié)論】力是改變物體的運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體所受阻力（摩擦力）越大，小車越容易停下來。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
浮力大小與浸入液體內(nèi)部體積關(guān)系
物體浸入液體內(nèi)部體積不變，浮力不變（步驟3、4）；浸入液體的體積增大，浮力增大（步驟2、3）
浮力大小與浸入液體內(nèi)部深度關(guān)系
物體全部浸入液體內(nèi)部，浮力與深度無關(guān)（步驟3、4）
浮力大小與液體密度的關(guān)系
體積不變時，液體密度越大，浮力越大（步驟4、5）
浮力大小和物體形狀的關(guān)系
浸入液體內(nèi)體積不變，浮力不變，和物體形狀無關(guān)
浮力的計算
F浮=G-F彈（G是重力，F(xiàn)彈是彈簧測力計讀數(shù)）
探究方法
控制變量法
物體所受浮力大小規(guī)律
等于物體排開液體所受到的重力
【典例】（2020?青海）如圖所示，是某實驗小組“探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗過程中彈簧測力計掛著同一金屬塊的示數(shù)。

（1）金屬塊浸沒在鹽水中時，受到的浮力是　 　N。
（2）分析圖乙、丙可知，浮力的大小跟　 　有關(guān)。
（3）分析　 　兩圖可知，浸在液體中的物體所受的浮力大小跟液體的密度有關(guān)。
（4）由實驗可知，該金屬塊的密度是　 　kg/m3。
【答案】（1）2.4；（2）排開液體的體積；（3）丙??；（4）2.4×103。
【解析】（1）由圖甲知，彈簧測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為4.8N，即物體的重力為4.8N；
金屬塊浸沒在鹽水中時，受到的浮力：
F?。紾﹣F拉?。?.8N﹣2.4N＝2.4N；
（2）分析乙、丙兩圖知，液體的密度相同，排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，根據(jù)稱重法測浮力：F?。紾﹣F拉知浮力不同，說明浮力與排開液體的體積有關(guān)；
（3）要探究浸在液體中的物體所受的浮力大小跟液體的密度的關(guān)系，需要控制排開液體的體積相同，改變液體的密度，圖丙丁符合題意；
（4）金屬塊浸沒在水中受到的浮力：F浮水＝G﹣F拉丙＝4.8N﹣2.8N＝2N，
根據(jù)阿基米德原理F?。溅阉甮V排得金屬塊的體積：
V＝V排水＝＝＝2×10﹣4m3，
金屬塊的質(zhì)量：m＝＝＝0.48kg，
金屬塊的密度：ρ＝＝＝2.4×103kg/m3。
故答案為：（1）2.4；（2）排開液體的體積；（3）丙??；（4）2.4×103。
【跟蹤訓(xùn)練】
1．（2020?吉林）在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，實驗過程如圖所示，其中彈簧測力計示數(shù)的大小關(guān)系是：F1＞F2＞F3，F(xiàn)3＜F4，水的密度用ρ水表示。

（1）比較　 　兩圖可知，浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。
（2）比較丙、丁兩圖可知，浮力的大小跟　 　有關(guān)。
（3）分析甲、丙兩圖可得，物體浸沒在水中時受到的浮力F?。健? 　，物體的密度ρ物＝　　。
（4）深入分析丙、丁兩圖，比較水對燒杯底的壓強(qiáng)p水和某液體對燒杯底的壓強(qiáng)p液的大小關(guān)系，則p水　 　p液。
【答案】（1）乙丙；（2）液體的密度；（3）F1﹣F3；；（4）＞。
【解析】（1）要探究浮力的大小跟物體排開液體體積的關(guān)系，需要控制液體的密度相同，改變排開液體的體積，圖乙丙符合題意；
（2）由丙丁圖知排開液體的體積都等于物體的體積，保持不變，排開液體的密度不同，物體受到的浮力不同，所以，比較圖丙丁可知，物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)；
（3）分析甲、丙兩圖可得，物體浸沒在水中時受到的浮力F?。紽1﹣F3，
由F?。溅岩篻V排可知，物體的體積：V＝V排＝＝，
根據(jù)G＝mg得，
物體的質(zhì)量為：m＝＝，
物體的密度為：ρ物＝＝＝；
（4）根據(jù)稱量法知水中浮力為：F浮水＝F1﹣F3，液體中浮力為：F浮液＝F1﹣F4，
因為F3＜F4，
所以：F浮水＞F浮液，
根據(jù)F?。溅岩篻V排可知，在排開液體體積相同時，水的密度大于液體的密度，
由圖知丙丁的深度相同，
根據(jù)壓強(qiáng)公式p＝ρgh判斷出p水＞p液。
故答案為：（1）乙丙；（2）液體的密度；（3）F1﹣F3；；（4）＞。
2．（2020?樂山）物理興趣小組在進(jìn)行“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)”實驗中，用彈簧測力計掛著一實心圓柱體，以圖a、b、c、d、e分別為實驗情景。（g取10N/kg）

（1）通過a、c兩次實驗，可知物體浸沒在水中所受浮力大小是　 　N；
（2）通過　 　兩次實驗，可探究物體所受浮力大小與浸沒深度的關(guān)系；
（3）通過c、e兩次實驗，可探究物體所受浮力大小與　 　的關(guān)系；
（4）在某種液體中進(jìn)行探究的過程中，記錄實驗數(shù)據(jù)，得到如圖f所示彈簧測力計讀數(shù)與圓柱體下表面浸入深度的關(guān)系圖象，則該液體的密度為　 　kg/m3。
【答案】（1）0.5；（2）c、d；（3）液體密度；（4）0.8×103。
【解析】（1）由a、c兩次實驗中測力計示數(shù)可知，物體浸沒在水中所受的浮力為：F浮水＝G﹣Fc＝2N﹣1.5N＝0.5N；
（2）研究物體所受浮力的大小與浸沒的深度的關(guān)系時采用的是控制變量法，需要控制排開液體的密度和體積相同，所以應(yīng)該對比cd；
（3）由圖c、e所示實驗可知，物體排開液體的體積相同而液體密度不同，該實驗可以探究浮力大小與液體密度的關(guān)系；
（4）實驗步驟c中，物體受到的浮力為：F浮c＝G﹣Fc＝2N﹣1.5N＝0.5N；
實驗步驟e中，物體受到的浮力為：F浮e＝G﹣Fe＝2N﹣1.6N＝0.4N；
因物體均浸沒，所以V排水＝V排液；
根據(jù)阿基米德原理可知：＝；
所以該液體的密度為：ρ液＝×ρ水＝×1×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。
故答案為：（1）0.5；（2）c、d；（3）液體密度；（4）0.8×103。
3．（2020?達(dá)州）同學(xué)們在探究影響浮力大小的因素時，發(fā)現(xiàn)手中的彈簧測力計損壞了，聰明的小強(qiáng)同學(xué)利用刻度均勻的杠桿和鉤碼（每只重0.5N）替代彈簧測力計順利地完成了該實驗。以下是小強(qiáng)同學(xué)的實驗操作，請你幫他完善該實驗探究。
（1）將杠桿安裝在支架上，靜止時如圖1所示，應(yīng)將平衡螺母向　 ?。ㄟx填“右”或“左”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。
（2）如圖2甲所示，將重2N的物體G掛在A點(diǎn)，兩只鉤碼掛在B點(diǎn)時，杠桿在水平位置平衡。
（3）將物體G部分浸入水中（如圖2乙所示），兩只鉤碼移到C點(diǎn)時，杠桿在水平位置平衡。
（4）將物體G浸沒于水中（如圖2丙所示），兩只鉤碼移到D點(diǎn)時，杠桿在水平位置平衡。
（5）將物體G浸沒于鹽水中（如圖2丁所示），兩只鉤碼移到E點(diǎn)時，杠桿在水平位置平衡。

分析與論證：分析比較（2）、（3）、（4）可得：物體G所受浮力大小與　 　有關(guān)；
分析比較（2）、（4）、（5）可得：物體G所受浮力大小與　 　有關(guān)；
由題中信息計算物體G的體積V＝　 　m3，鹽水的密度ρ鹽水＝　 　kg/m3（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
【答案】（1）右；（5）物體排開液體的體積；物體排開液體的密度；10﹣4；1.125×103kg/m3。
【解析】（1）將杠桿安裝在支架上，靜止時如圖1所示，杠桿左端下沉，則杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）根據(jù)阿基米德原理：F?。溅岩篻V排，實驗（3）（4）（5）中，物體作用在杠桿的動力為：FA＝G﹣F?。紾﹣ρ液gV排，
根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)A×OA＝2G×L阻，
即（G﹣F?。罯A＝1N×L阻，故F?。溅岩篻V排＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
①中，G和OA為定值，L阻越大（?。?，物體受到浮力F浮越?。ù螅?，
（3）、（4）實驗中，物體排開液體的密度相同，（4）中排開液體的體積較大，L阻較小，物體受到浮力較大，故比較（2）、（3）、（4）實驗可得：物體G所受浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；
（4）、（5）實驗中，排開液體的體積相同，而（5）中排開液體的密度大于（4）中排開液體的密度，（5）中對應(yīng)的阻力臂最小，則受到的浮力最大，故分析比較（2）、（4）、（5）可得：物體G所受浮力大小與排開液體的密度有關(guān)；
由圖知：OA＝4L，OE＝3.5L，OD＝4L，OC＝6L，OB＝8L，
由（2），杠桿的平衡條件，G×OA＝2G鉤×OB＝1N×OB；
G＝＝2N；
G浸沒于水中時，將已知量代入①得：
ρ水gV排＝2N﹣＝1N，
V排＝＝10﹣4m3；
因物體浸沒，所以物體G的體積：V＝V排＝10﹣4m3；
由（5），將已知量和求出的量代入①有：
ρ鹽水g×10﹣4m3＝2N﹣＝N，
鹽水的密度：ρ鹽水＝1.125×103kg/m3。
故答案為：（1）右；（5）物體排開液體的體積；物體排開液體的密度；10﹣4；1.125×103kg/m3。
六、探究影響物體動能大小的因素
1.實驗內(nèi)容
【實驗?zāi)康摹刻骄坑绊憚幽艽笮〉囊蛩亍?br /> 【實驗器材】木板，長方形木塊，質(zhì)量不同的小球。
【實驗原理】運(yùn)動的小球碰到水平桌面上的木塊，木塊被推的越遠(yuǎn)，說明小球?qū)δ緣K做的功越多，小球動能越大。
【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。

二、讓小球A從斜面頂端自由滾下，小球碰到木塊B后，將B推動一段路程，記錄路程大小s1，并計入表格。
三、讓小球A從斜面中間位置自由滾下，小球碰到木塊B后，將B推動一段路程，記錄路程大小s2，并計入表格。
四、換另一個質(zhì)量不同的小球，重復(fù)上述兩步實驗，并記錄路程s3、s4；數(shù)據(jù)并計入表格。
五、實驗表格
實驗步驟
小球A
實驗步驟
小球B
次數(shù)
路程s/cm

次數(shù)
路程s/cm
斜面頂端s1
1

斜面頂端s3
1

2

2

3

3

斜面中間s2
1

斜面中間s4
1

2

2

3

3

六、整理器材。
【實驗結(jié)論】物體動能與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)。質(zhì)量越大、速度越大的物體，動能越大。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
研究方法
轉(zhuǎn)換法（動能大小轉(zhuǎn)換成木塊移動距離）
如果水平面絕對光滑能否達(dá)到實驗?zāi)康?br /> 不能，在光滑平面上，木塊做勻速直線運(yùn)動
比較哪兩步可以看出動能與速度有關(guān)
步驟二、三
比較哪兩步可以看出動能與物體質(zhì)量有關(guān)
步驟二、四
判斷動能和質(zhì)量有關(guān)必須
控制小球到水平面時速度相同
判斷動能和速度有關(guān)必須
使用相同小球
起點(diǎn)位置越高
小球達(dá)到斜面底端速度越大
木塊運(yùn)動距離越大
動能越大
【典例】（2020?鄂爾多斯）某實驗小組在“探究影響動能大小的因素”實驗中，準(zhǔn)備的器材有：質(zhì)量分別為m、2m兩個鋼球，木塊和斜面等。實驗過程如圖：

（1）本實驗是通過　 　來反映鋼球動能大小的。
（2）為了探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇　 　兩圖進(jìn)行實驗分析。
（3）實驗中為了探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球，從同一斜面　 ?。ㄌ睢跋嗤叨取被颉安煌叨取保┯伸o止?jié)L下。實驗現(xiàn)象表明：當(dāng)質(zhì)量一定時，鋼球速度越大，動能越　 　。這個結(jié)論可用解釋汽車　 ?。ㄌ睢俺佟被颉俺d”）帶來的危害。
（4）實驗裝置中，如果水平面光滑，能否完成本實驗的探究內(nèi)容？并說明理由?！? 　。
【答案】（1）木塊移動距離；（2）乙丙；（3）不同高度；大；超速；（4）不能，木塊將做勻速直線運(yùn)動，無法停下來。
【解析】（1）該實驗中鋼球動能的大小是通過木塊被撞距離的遠(yuǎn)近體現(xiàn)的，木塊被撞得越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越大，這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想；
（2）為了探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，實驗中采用的是控制變量法，需要控制速度相同，質(zhì)量不同，即使質(zhì)量不同的鋼球從相同斜面的相同高度由靜止自由滾下；故選用乙丙進(jìn)行對比；
（3）實驗中為了探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)控制質(zhì)量相同，速度不同，即應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球，從同一斜面不同高度由靜止?jié)L下；實驗現(xiàn)象表明：當(dāng)質(zhì)量一定時，鋼球速度越大，推動木塊移動的距離越遠(yuǎn)，動能越大；這個結(jié)論可用解釋汽車超速帶來的危害；
（4）水平面是光滑的，則木塊在水平方向上受力為0，豎直方向上受到平衡力作用，根據(jù)牛頓第一定律，運(yùn)動的物體在沒有受到力的作用時，將一直做勻速直線運(yùn)動，無法通過木塊移動的距離來判定動能的大小。
故答案為：（1）木塊移動距離；（2）乙丙；（3）不同高度；大；超速；（4）不能，木塊將做勻速直線運(yùn)動，無法停下來。
【跟蹤訓(xùn)練】
1.（2020?營口）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小欣同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙、丙所示的三次實驗，讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運(yùn)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。

（1）要探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保證鐵球達(dá)到水平面的　 　相同，為了達(dá)到這一目的所采取的具體操作方法是使小球　 ??；
（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量相同時，　 　。
（3）三次實驗中，碰撞前動能最小的是圖　 ?。ㄌ睢凹住?、“乙”或“丙”）中的小球，原因是　 ??；
（4）小欣同學(xué)聯(lián)想到“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”時，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如表），小車在三個表面克服摩擦力做功　 ?。ㄟx填“相等”或“不相等”），若水平面絕對光滑，小車將做　 　運(yùn)動。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
較大
最小
小車運(yùn)動距離
最近
較遠(yuǎn)
最遠(yuǎn)
【答案】（1）速度；從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（2）速度越大，動能越大；（3）丙；紙盒被推動的距離最??；（4）相等；勻速直線。
【解析】（1）要探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持小球的速度相同，質(zhì)量不同，所以應(yīng)使質(zhì)量不同的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，保證鐵球達(dá)到水平面的速度相同；
（2）由圖示實驗可知，甲、丙兩次實驗，球的質(zhì)量相同，甲滾下的高度大于丙滾下的高度，甲到達(dá)斜面底端時的速度較大，甲將紙盒推動得更遠(yuǎn)，說明甲的動能更大，由此可得：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動速度越大，它具有的動能就越大；
（3）三次實驗中，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(zhuǎn)換法，丙圖中紙盒被推動的距離最小，故碰撞前動能最??；
（4）讓小車從同一高度（由靜止）下滑，根據(jù)決定重力勢能大小的因素，小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運(yùn)動時，最終停下來后，動能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相同；
鐵球從斜面上滾下，若水平面絕對光滑，鐵球不受摩擦力作用，鐵球所受合力為0，所以鐵球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動。
故答案為：（1）速度；從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（2）速度越大，動能越大；（3）丙；紙盒被推動的距離最??；（4）相等；勻速直線。
2.（2020?鎮(zhèn)江）“探究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置如圖1所示：將小車從斜面上高h(yuǎn)處由靜止釋放，運(yùn)動至木板上后與木塊碰撞。通過改變小車釋放時高度h、在小車中增加鉤碼和在木板上鋪墊棉布的方法，得到了圖2虛線框內(nèi)的四個實驗場景。

（1）為探究小車動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選用場景①和　 ?。ㄟx填“②”、“③”或“④”）進(jìn)行實驗；選用場景③和④進(jìn)行實驗時，可探究小車動能與　 　的關(guān)系。
（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越　 　，木塊被碰撞后在木板上　 　。
（3）若將場景①和②中的木塊均移走，利用這兩個場景可探究　 　對物體運(yùn)動的影響。為提高實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性，還需再增加一次實驗，為此，在場景①的基礎(chǔ)上，你所作的調(diào)整是：　 　。
【答案】（1）③；速度；（2）多；滑行的距離越長；（3）阻力（摩擦力）；在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。
【解析】（1）為探究小車動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)讓兩質(zhì)量不相同小車分別從同一斜面同高度由靜止滑下，小車的質(zhì)量不同，初速度相同，所以可探究動能與小車的質(zhì)量的關(guān)系；應(yīng)選場景①和③。
選用場景③和④進(jìn)行實驗時，控制了兩小車的質(zhì)量相同，初速度不同，所以可探究動能與小車的速度的關(guān)系。
（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越多，木塊被碰撞后在木板上滑行的距離越長。
（3）若將場景①和②中的木塊均移走，完全相同的兩小車到達(dá)水平面時初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小車的滑行距離不同，據(jù)此場景可以探究摩擦力對物體運(yùn)動的影響。
為提高實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性，應(yīng)改變水平面的粗糙程度進(jìn)行重復(fù)實驗，得到普遍性規(guī)律，還需再增加一次實驗；為此，在場景①的基礎(chǔ)上，所作的調(diào)整是：在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。
故答案為：（1）③；速度；（2）多；滑行的距離越長；（3）阻力（摩擦力）；在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。
3．（2020?雅安）小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，他用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖1所示。

（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這種研究方法是　 ?。ㄟx填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）。若水平面絕對光滑，本實驗將　 ?。ㄟx填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。
（2）由圖1甲、乙兩圖可得實驗結(jié)論：物體的動能大小與　 　有關(guān)。
（3）小麗根據(jù)圖1甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)，她的看法是否正確？?。ㄟx填“正確”或“錯誤”），理由是：　 　。
（4）某同學(xué)用圖2所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不同高度（h2＞h1）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是　 ?。ㄟx填“正確的”或“錯誤的”）。

【答案】（1）轉(zhuǎn)換法；不能；（2）速度；（3）錯誤；沒有控制速度一定；（4）錯誤的
【解析】（1）實驗中通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法；
若水平面絕對光滑，則木塊運(yùn)動時不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運(yùn)動，不能通過木塊移動的距離長短來判斷小球動能的大小，所以本實驗將不能達(dá)到探究目的。
（2）甲、乙兩圖中小球的質(zhì)量一定，初始高度不同，到達(dá)水平面的時的速度不同，對木塊做功多少不同，故可以得出結(jié)論：物體的動能大小與速度有關(guān)。
（3）小麗的看法是錯誤的，因為要探究動能與質(zhì)量的關(guān)系，需要保證小球的速度不變，甲、丙兩圖中小球下落的高度不同，則到達(dá)水平面的速度不同，故不能得出動能大小與質(zhì)量的關(guān)系。
（4）圖2所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，應(yīng)改變小球撞擊木塊前的速度，控制其它因素相同，而實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同，故錯誤的。
故答案為：（1）轉(zhuǎn)換法；不能；（2）速度；（3）錯誤；沒有控制速度一定；（4）錯誤的。
七、杠桿平衡條件實驗
1.實驗內(nèi)容
【實驗?zāi)康摹扛軛U平衡條件實驗驗證。
【實驗器材】鐵架臺、帶刻度的杠桿、鉤碼。
【實驗原理】動力×動力臂=阻力×阻力臂?。
【實驗步驟】一、組裝、調(diào)節(jié)杠桿，使橫梁平衡（調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母）。

二、用細(xì)線在左右兩端懸掛數(shù)量不同的鉤碼，左為動力，右為阻力。固定動力臂和動力不變，選取適當(dāng)?shù)淖枇Γㄣ^碼個數(shù)），移動阻力位置，直至杠桿平衡。分別記錄動力、動力臂和阻力、阻力臂，并計入表格。
三、重復(fù)上述步驟兩次（要求每次必須改變動力和動力臂），并計入表格。
四、分別計算每次試驗的動力×動力臂和阻力×阻力臂，填入表格。
五、實驗表格
次數(shù)
動力
動力臂
動力×動力臂
阻力
阻力臂
阻力×阻力臂
1






2






3






六、整理器材。
【實驗結(jié)論】動力×動力臂=阻力×阻力臂。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
試驗前杠桿不平衡應(yīng)如何調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)兩端平衡螺母
橫梁不在水平位置，左端翹起
平衡螺母左移
杠桿的支點(diǎn)在中間位置目的
為了消除杠桿自重影響
兩側(cè)掛上鉤碼后判斷是否平衡
根據(jù)平衡條件判斷
力或力臂的計算
根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行計算
【典例】（2020?十堰）如圖是小明“探究杠桿平衡條件”的實驗：

（1）在水平靜止的杠桿上A、B處，掛5個質(zhì)量均為50g的鉤碼，如圖甲所示，杠桿平衡。他猜想杠桿的平衡條件是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂；
（2）改變鉤碼數(shù)量與位置，數(shù)據(jù)記錄如下表，分析表中數(shù)據(jù)，杠桿平衡條件應(yīng)為　 　。
實驗次數(shù)
左側(cè)鉤碼數(shù)（個）
左側(cè)鉤碼距離支點(diǎn)O（格）
右側(cè)鉤碼數(shù)（個）
右側(cè)鉤碼距離支點(diǎn)O（格）
1
2
3
3
2
2
1
6
3
2
3
2
6
3
4
（3）某次實驗如圖乙，使杠桿恢復(fù)水平平衡的最簡單操作是　 　。
（4）圖丙是小明驗證結(jié)論的實驗，E點(diǎn)彈簧測力計示數(shù)是　 　N（g取10N/kg）。
【答案】（2）F1l1＝F2l2；（3）左側(cè)鉤碼向左移動一個小格；（4）1。
【解析】（2）設(shè)每個鉤碼重G，每個小格長為L，
實驗1：2G×3L＝3G×2L，
實驗2：G×6L＝3G×2L，
實驗3：2G×6L＝3G×4L，
杠桿平衡調(diào)節(jié)：F1l1＝F2l2。
（3）杠桿左端：G×3L＝3GL，
杠桿右端：2G×2L＝4GL，
所以杠桿的左端下沉，
要使杠桿水平位置平衡，2G×2L＝G×nL，所以n＝4（格），
使杠桿恢復(fù)水平平衡的最簡單操作是左側(cè)鉤碼向左移動一個小格。
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件可得E點(diǎn)彈簧測力計示數(shù)：
F×5L＝5G×2L，
解得：F＝2G＝2×mg＝2×0.05kg×10N/kg＝1N。
故答案為：（2）F1l1＝F2l2；（3）左側(cè)鉤碼向左移動一個小格；（4）1。
【跟蹤訓(xùn)練】
1.（2020?廣安）在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，所用的器材有：每格長度等距的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線、每個重力都為0.5N的鉤碼若干個。

（1）實驗前將杠桿中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置靜止的目的是：　 　和消除杠桿自重對實驗的影響。
（2）如甲圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。若從杠桿的兩側(cè)同時減掉一個鉤碼，那么杠桿的　 　，（選填“右”或“左“）端下沉。
（3）在乙圖中，將彈簧測力計由豎直方向旋轉(zhuǎn)至沿虛線方向，如果要繼續(xù)保持杠桿在水平方向靜止，測力計的示數(shù)要　 ?。ㄟx填“變小”“不變”或“變大”）。
（4）如果忽略杠桿自重對實驗的影響，則在丙圖中要使杠桿在水平位置保持平衡，彈簧測力計對杠桿的最小拉力為　 　。
【答案】（1）便于測量力臂；（2）右；（3）變大；（4）1.2N。
【解析】（1）實驗前將杠桿中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置靜止的目的是：便于測量力臂和消除杠桿自重對實驗的影響。
（2）設(shè)一個鉤碼的重為G，一個格為L，
支點(diǎn)兩側(cè)同時各減掉一個鉤碼，
支點(diǎn)左邊力與力臂的乘積為：G×6L＝6GL，
右邊力與力臂的乘積為：2G×4L＝8GL，
左邊力與力臂的乘積小于右邊力與力臂的乘積，
則杠桿右邊，即右端將向下傾斜；
（3）彈簧測力計斜拉時，阻力及阻力臂不變，拉力力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件可知拉力變大。
（4）彈簧測力計若在杠桿上施加最小的力F，使杠桿在水平位置平衡，該力在杠桿的最左側(cè)，力的方向應(yīng)該垂直杠桿向下，使動力臂最長，在阻力和阻力臂一定時，動力臂最長時最省力，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：
F×10L＝4G×6L，
解得，F(xiàn)＝2.4G＝2.4×0.5N＝1.2N。
故答案為：（1）便于測量力臂；（2）右；（3）變大；（4）1.2N。
2．（2020?隨州）小紅在探究杠桿的平衡條件時，找來一個量程為5N的彈簧測力計和若干個重均為0.5N的鉤碼，實驗前測得杠桿上相鄰刻度線間的距離都等于2cm。請回答下列問題：
（1）實驗前，小紅先將杠桿調(diào)至水平位置平衡，這樣操作的目的是　 　。
（2）小紅在實驗中測得一組數(shù)據(jù)如下表，于是他立即得出了杠桿的平衡條件：“F1×L1＝F2×L2”，你認(rèn)為是否合理，并說明理由：　 　
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4
（3）某次實驗如圖所示，杠桿平衡，則以下生活中，相關(guān)杠桿的應(yīng)用與此圖中杠桿類型相同的是　 （選填“托盤天平”、“核桃夾”或“筷子”）。
（4）在圖中，保持彈簧測力計的位置及拉力的方向和鉤碼的個數(shù)不變，鉤碼向左移動，若要保持杠桿平衡，則鉤碼到支點(diǎn)的距離不應(yīng)超過　 　cm。

【答案】（1）便于測量（或讀出）力臂；（2）不合理；只測量了一組數(shù)據(jù)便得出結(jié)論，結(jié)論具有片面性；（3）核桃夾；（4）10。
【解析】（1）實驗前，小紅先將杠桿調(diào)至水平位置平衡，這樣操作的目的是：杠桿所受重力的作用線通過支點(diǎn)，重力的力臂為零，重力對杠桿的轉(zhuǎn)動不產(chǎn)生影響，便于測量（或讀出）力臂；
（2）不合理，該同學(xué)只測量了一組數(shù)據(jù)便得出結(jié)論，結(jié)論具有片面性；
（3）某次實驗如圖所示，杠桿平衡，動力臂大于阻力臂；我們在使用核桃夾時是為了省力，并且在使用的過程中動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿；
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，已知一個鉤碼重0.5N，彈簧測力計的量程為5N，
F×3L＝6G×nL，F(xiàn)＝2nG，
n＝＝＝5，
實驗前測得杠桿上相鄰刻度線間的距離都等于2cm，要保持杠桿平衡，則鉤碼到支點(diǎn)的距離不應(yīng)超過5×2cm＝10cm。
故答案為：（1）便于測量（或讀出）力臂；（2）不合理；只測量了一組數(shù)據(jù)便得出結(jié)論，結(jié)論具有片面性；（3）核桃夾；（4）10。
3．（2020?自貢）小明利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿的平衡條件”實驗，已知每個鉤碼重0.5N。
（1）實驗前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向　 ?。ㄟx填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡。你認(rèn)為實驗中讓杠桿在水平位置平衡的好處是　 　。
（2）圖甲中的A點(diǎn)懸掛4個鉤碼，要使杠桿仍保持水平位置平衡，需在B點(diǎn)懸掛　 　個鉤碼。
（3）如圖乙所示，取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測力計在C點(diǎn)豎直向上拉，仍使杠桿水平位置平衡，測力計的拉力為　 N；若在C點(diǎn)改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平位置平衡，則測力計的讀數(shù)將　 ?。ㄟx填“變大”或“變小”或“不變”），若此時斜向右上方的測力計與豎直方向間的夾角為60°，杠桿在水平位置平衡時，測力計的讀數(shù)為　 　N。

【答案】（1）右；便于測力臂；（2）2；（3）1；變大；2。
【解析】（1）杠桿在使用前左端下沉，說明左側(cè)力與力臂的乘積大，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，因為重力的方向是豎直向下的，杠桿只有在水平位置平衡時，支點(diǎn)到力的作用線的距離才正好在杠桿上，也就是正好等于相應(yīng)杠桿的長，這樣測量起來會比較方便。
（2）設(shè)杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件：
FALA＝FBLB
4G×2L＝FB×4L
解得FB＝2G
即需在B點(diǎn)處掛2個鉤碼；
（3）取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測力計在C點(diǎn)豎直向上的拉力，根據(jù)杠桿的平衡條件：FALA＝FCLC，即4G×2L＝FC×4L，解得FC＝2G＝2×0.5N＝1N；
如改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向左上方，阻力和阻力臂不變，動力臂減小，動力要增大，所以彈簧測力計示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡。
找到支點(diǎn)O，從支點(diǎn)O到動力作用線做垂線，支點(diǎn)與垂足之間的距離即為力臂L，如圖所示：

根據(jù)杠桿的平衡條件：FALA＝FCLC，即4G×2L＝FC×4L×cos60°，
4G×2L＝FC×4L×，解得FC＝4G＝4×0.5N＝2N。
故答案為：（1）右；便于測力臂；（2）2；（3）1；變大；2。
4．（2020?桂林）如圖1示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。

（1）實驗前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向　 ?。ㄟx填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持　 　并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量　 　。
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：　 　。他這樣得出的結(jié)論是否合理？　 ??；為什么？　 　。
（3）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖2示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是：　 　。
【答案】（1）左、水平、力臂；（2）動力×動力臂＝阻力×阻力臂（或F1L1＝F2L2）、不合理、結(jié)論具有偶然性（結(jié)論沒有普遍性）；（3）杠桿自重的影響。
【解析】（1）杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來。
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂（或F1L1＝F2L2），只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性。
（3）圖2中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大。
故答案為：（1）左、水平、力臂；（2）動力×動力臂＝阻力×阻力臂（或F1L1＝F2L2）、不合理、結(jié)論具有偶然性（結(jié)論沒有普遍性）；（3）杠桿自重的影響。
八、其他實驗探究題
1.（2020?湘潭）測量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如下表。
實驗次數(shù)
鉤碼重力G/N
鉤碼上升高度h/cm
拉力F/N
繩端移動距離s/cm
機(jī)械效率η
1
1.0
5

15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15

3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
（1）實驗過程中，應(yīng)緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼豎直向上做　 　運(yùn)動。第1次實驗時，彈簧測力計示數(shù)如圖所示，為　 　N。
（2）第2次實驗時所做的有用功為　 　J，滑輪組的機(jī)械效率是　 　。
（3）分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越　 ?。ㄟx填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實驗的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度　 ?。ㄟx填“有關(guān)“或“無關(guān)”）。
（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實際，用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機(jī)械效率的是　 　。
A．增大繩重
B．減輕動滑輪重
C．加快物體提升的速度

【答案】（1）勻速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；無關(guān)；（4）B。
【解析】（1）實驗過程中，應(yīng)緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動。測力計分度值為0.1N，第1次實驗時，彈簧測力計示數(shù)如圖所示，為0.6N；
（2）第2次實驗時所做的有用功為：
W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；
第2次做的總功：W總2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；
滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝×100%＝62.5%；
（3）分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
分析3、4次實驗的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)；
（4）A．增大繩重，增大了額外功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變??；
B．減輕動滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率大；
C．由（3）知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)，根據(jù)v＝，機(jī)械效率與物體提升的速度無關(guān)，故選B。
故答案為：（1）勻速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；無關(guān)；（4）B。
2.（2020?長沙）某實驗小組用下圖的實驗裝置測量滑輪組的機(jī)械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如表所示。
（1）實驗中應(yīng)盡量豎直向上　 　拉動彈簧測力計；
（2）第一次實驗中測得滑輪組的機(jī)械效率為　 　%；
（3）分析以上數(shù)據(jù)可知，使用同一個滑輪組提升重物時，被提升物體的重力越　 　，滑輪組的機(jī)械效率越高。
實驗次數(shù)
物理量
1
2
3
4
鉤碼重G物/N
0.5
1.0
1.5
2.0
鉤碼上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
0.1
繩端拉力F/N
0.3
0.5
0.7
0.9
繩端移動距離s/m
0.3
0.3
0.3
0.3
機(jī)械效率η

67%
71%
74%

【答案】（1）勻速；（2）56；（3）大。
【解析】（1）要正確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動測力計。
（2）第1次實驗測得的機(jī)械效率為：η＝＝＝≈56%；
（3）分析以上數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，增大物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率。
故答案為：（1）勻速；（2）56；（3）大。
3.（2020?天津）在探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素時，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑輪組機(jī)械效率與被提升物體所受的重力有關(guān)
猜想二：滑輪組機(jī)械效率與動滑輪所受的重力有關(guān)
為了驗證猜想，準(zhǔn)備的器材如下：兩個相同的滑輪、一根細(xì)繩、鉤碼若干、刻度尺和彈簧測力計。
小明把兩個滑輪分別作為定滑輪和動滑輪組裝成滑輪組，用該滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼進(jìn)行了三次實驗，數(shù)據(jù)如表所示：
實驗次數(shù)
鉤碼所受的重力G/Ν
提升高度h/m
拉力F/Ν
繩端移動的距離s/m
機(jī)械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3

請你解答如下問題：
（1）表中第3次實驗時滑輪組的機(jī)械效率為　 ??；根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出該滑輪組的繞線方式；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：用同一滑輪組提升不同的物體，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率　 ?。ㄟx填“越高”“越低”或“不變”）；
（3）為了驗證猜想二，還需增加的實驗器材是　 　。

【答案】（1）80%；如上圖所示；（2）越高；（3）幾個自重不同的滑輪。
【解析】（1）表中第3次實驗時滑輪組的機(jī)械效率為：η＝＝＝＝80%；
由s＝nh可得繩子的有效段數(shù)：n＝＝＝3，該滑輪組的繞線方式如下圖所示：

（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：用同一滑輪組提升不同的物體，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（3）為了驗證猜想二，滑輪組機(jī)械效率與動滑輪所受的重力有關(guān)，要改變動滑輪的重力，故還需增加的實驗器材是幾個自重不同的滑輪。
故答案為：（1）80%；如上圖所示；（2）越高；（3）幾個自重不同的滑輪。
4．（2020?上海）在“探究二力平衡的條件”實驗中，用來測量力的儀器是　 　；在“探究杠桿平衡的條件”實驗中，為便于直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值，應(yīng)使杠桿在　 　位置保持平衡；“測定物質(zhì)的密度”的實驗原理是　 ；在“測定小燈泡的電功率”實驗中，所選電源電壓應(yīng)　 　小燈泡的額定電壓（選填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】彈簧測力計；水平；ρ＝；大于。
【解析】（1）用來測量力的儀器是彈簧測力計；
（2）在“探究杠桿平衡的條件”實驗中，為便于直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值，應(yīng)使杠桿在水平位置保持平衡。
（3）“測定物質(zhì)的密度”的實驗原理是：ρ＝。
（4）測燈泡電功率的實驗中，要分別測出燈泡電壓小于、等于和大于額定電壓時燈泡的實際功率，且電路中串聯(lián)了一個滑動變阻器，由串聯(lián)電路的分壓原理知，所用電源電壓應(yīng)大于小燈泡的額定電壓。
故答案為：彈簧測力計；水平；ρ＝；大于。
5．（2020?棗莊）某實驗小組在“測量物體運(yùn)動的平均速度”實驗中，讓小球從斜面A點(diǎn)由靜止開始滾下，頻閃照相機(jī)記錄了小球在相同時間內(nèi)通過的路程，照片如圖所示：

（1）依據(jù)照片可判斷，小球在做　 ?。ㄟx填“加速”、“減速”或“勻速”）運(yùn)動；
（2）如果頻閃照相機(jī)每隔0.2s拍攝一次，并測得sAB＝5cm，sBC＝15cm，則小球在BC段的平均速度為　 　m/s，小球在AC段的平均速度為　 　m/s；
（3）如圖所示，能說明小球在斜面上運(yùn)動情況的圖象是　C??；

（4）小球在AD段運(yùn)動過程中，經(jīng)過時間tAD中點(diǎn)時的速度為v1，經(jīng)過路程sAD中點(diǎn)時的速度為v2，則v1　 　v2（選填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】（1）加速；（2）0.75；0.50；（3）C；（4）＜。
【解析】（1）由照片可知，在相同時間，小球運(yùn)動的距離間隔越來越大，所以小球在做加速運(yùn)動；
（2）如果頻閃照相機(jī)每隔0.2s拍攝一次，并測得sAB＝5cm，sBC＝15 cm，
則小球在BC段的平均速度為：vBC＝＝＝0.75m/s；
AC段的距離：sAC＝sAB+sBC＝5cm+15cm＝20cm＝0.2m，
AC段所用的時間：tAC＝tAB+tBC＝0.2s+0.2s＝0.4s，
則小球在AC段的平均速度：vAC＝＝＝0.5m/s；
（3）由（1）知圖中小球在做加速運(yùn)動。
圖A中隨著時間增加，速度在減小，不符合題意；
圖B中隨著時間增加，速度不變，不符合題意；
圖C中隨著時間增加，速度在增大，符合題意；
圖D中隨著時間增加，速度先減小后增大，不符合題意。
故能說明小球在斜面上運(yùn)動情況的圖象是C。
（4）由照片可知，在相同時間，小球運(yùn)動的距離間隔越來越大，所以小球在做加速運(yùn)動。即小球的速度越來越大，則時間tAD中點(diǎn)未到達(dá)路程sAD中點(diǎn)，則v1＜v2。
故答案為：（1）加速；（2）0.75；0.50；（3）C；（4）＜。
6．（2020?臺州）為研究作用在物體上的兩個力滿足什么條件時，才能使物體處于平衡狀態(tài)，進(jìn)行如下實驗。
（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是　 　。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉(zhuǎn)到虛線位置，松手后發(fā)現(xiàn)研究對象發(fā)生轉(zhuǎn)動。據(jù)此可以得出結(jié)論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是　 　，物體才處于靜止?fàn)顟B(tài)。
（3）如圖乙，若啟動電動機(jī)繼續(xù)進(jìn)行研究：當(dāng)彈簧測力計示數(shù)與物體重力大小相等時，觀察物體的運(yùn)動狀態(tài)；當(dāng)彈簧測力計示數(shù)與物體重力大小不相等時，再觀察物體的運(yùn)動狀態(tài)。繼續(xù)這項研究的目的是　 　。

【答案】（1）減小研究對象的自重對實驗的影響；（2）在同一直線上；（3）作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
【解析】（1）由于小卡片的質(zhì)量很小，重力遠(yuǎn)小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考慮；
（2）圖甲中靜止的研究對象轉(zhuǎn)到虛線位置，此時兩個力不在同一條直線上，松手后發(fā)現(xiàn)研究對象發(fā)生轉(zhuǎn)動，這表明二力平衡時，這兩個力需要滿足的條件是在同一條直線上，物體才處于靜止?fàn)顟B(tài)；
（3）當(dāng)彈簧測力計示數(shù)與物體重力大小相等時，可以觀察到物體做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)彈簧測力計示數(shù)與物體重力大小不相等時，可以觀察到物體做變速運(yùn)動，所以研究的目的是：作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
故答案為：（1）減小研究對象的自重對實驗的影響；（2）在同一直線上；（3）作用在物體上的兩個力滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
7．（2020?南京）在探究“二力平衡的條件”的實驗中，小明同學(xué)采用的實驗裝置如圖甲所示。
（1）實驗時小明發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)懸掛砝碼質(zhì)量不等時木塊也能平衡，其原因是　 　。
（2）經(jīng)過思考后，小明采用如圖乙所示裝置繼續(xù)實驗，該方案中由于　 　，故小卡片的重力可以忽略不計。
（3）為了驗證“使物體平衡的兩個力必須在同一直線上”，小明在圖乙所示實驗的基礎(chǔ)上又分別進(jìn)行了圖丙、圖丁所示操作，其中操作　 ?。ū?丁/丙和丁都）是正確的。
（4）小明最后將小卡片用剪刀剪斷（分為左右兩半），這是為了驗證　 　。

【答案】（1）木塊與桌面摩擦力的影響；（2）卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤碼的重力；（3）丙；（4）作用在同一物體上的兩個力是否平衡。
【解析】（1）實驗時小明發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)懸掛砝碼質(zhì)量不等時木塊也能平衡，說明物體還受一個力，這個力是木塊受到的摩擦力；
（2）如圖乙，是最終確認(rèn)的實驗方案。此方案中，由于卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤碼的重力，可以忽略不計；
（3）為探究不在同一直線上的兩個力是否能平衡，可用手將卡片轉(zhuǎn)過一定角度，并保持兩個拉力方向相反，松開手后觀察小卡片能否平衡，故乙錯誤，丙正確；
丁中雖然兩個力不在同一條直線上，但沒有控制兩個力的方向相反，故丁錯誤。故選丙。
（4）將小卡片用剪刀剪斷，使兩個力作用在兩個物體上，為了驗證作用在同一物體上的兩個力是否平衡。
故答案為：（1）木塊與桌面摩擦力的影響；（2）卡片的重力遠(yuǎn)小于鉤碼的重力；（3）丙；（4）作用在同一物體上的兩個力是否平衡。
8．（2020?無錫）用“模擬打樁”來探究物體重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)，物體的質(zhì)量m1＝m2＜m3，實驗時，讓物體從木樁正上方的某一高度處自由下落，將木樁打入沙中，三次實驗?zāi)緲哆M(jìn)入沙中的深度如圖所示，木樁進(jìn)入沙中的深度越深，則物體對木樁做的功越　 　，比較a、b可知：物體重力勢能的大小與物體的　 　有關(guān)；比較　 　可知：物體重力勢能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。

【答案】多；高度；a、c。
【解析】（1）物體下落過程中，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，物體的重力勢能就越大，對木樁做功越多，木樁陷入沙坑越深，所以我們可以通過木樁陷入沙坑的深度觀察來判斷重力勢能的大小，這用到了轉(zhuǎn)換法；
（2）由a、b兩圖可知，物體的質(zhì)量m1＝m2，從不同高度落下，落下的位置越高，木樁被打得越深，物體的重力勢能越大，說明重力勢能與高度有關(guān)；
比較a、c兩圖可知，物體的質(zhì)量m1＜m3，物體從同一高度落下，質(zhì)量越大，木樁被打得越深，說明重力勢能與質(zhì)量有關(guān)。
故答案為：多；高度；a、c。
9．（2020?大連）某同學(xué)猜想重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，在探究“重力勢能的大小與高度是否有關(guān)”時，所用的實驗器材有：金屬球、尖桌腿的小桌、細(xì)沙和塑料盆。實驗裝置如圖甲所示。

（1）該實驗可以通過判斷　 　來判斷出金屬球重力勢能的大小。依據(jù)是：金屬球?qū)π∽馈? 　越多，金屬球具有的重力勢能就越大。
（2）請設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，表中要有必要的信息。
（3）實驗時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)：由于金屬球的撞擊點(diǎn)偏離桌面中央較大，使小桌傾斜較大，甚至被撞翻。于是他改進(jìn)了實驗裝置，如圖乙所示，較好地解決了這個問題。他的主要操作是：每次實驗時，先拉起金屬球，將沙面抹平；　 ??；由靜止開始釋放金屬球，觀察實驗現(xiàn)象。
【答案】（1）小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度；做功；（2）如上表；（3）使金屬球在小桌中心的正上方。
【解析】（1）金屬球質(zhì)量一定時，金屬球所處的位置越高，金屬球的重力勢能越大，金屬球下落到小桌時動能越多，金屬球?qū)π∽雷龉υ蕉?，小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度越深。
（2）探究重力勢能和高度的關(guān)系，保持物體的質(zhì)量不變，改變物體的高度，表格中要記錄物體不同的高度；
觀察小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度，需要記錄；
為了使實驗結(jié)論具有普遍性，要進(jìn)行多次實驗。
由實驗現(xiàn)象得到的實驗結(jié)論也要記錄，表格如下：
實驗次數(shù)
金屬球高度h/cm
小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度h’/cm
重力勢能和高度關(guān)系
1



2


3


（3）為了防止小桌撞翻，使金屬球在小桌中心的正上方，由靜止自由釋放，觀察小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度。
故答案為：（1）小桌進(jìn)入細(xì)沙的深度；做功；（2）如上表；（3）使金屬球在小桌中心的正上方。

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