中考冲刺：力学实验（提高）知识讲解

这是一份中考冲刺：力学实验（提高）知识讲解，共9页。教案主要包含了中考展望，方法点拨，典型例题，思路点拨，答案与解析，总结升华等内容，欢迎下载使用。

【中考展望】
实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况，重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。实验题的形式是多种多样的，它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示，所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤，都适用于对实验题的正确解答。
1、测量型实验主要考查学生对实验器材的正确操作，是考查其他实验的基础。熟悉各种仪器及仪表的操作规则是解决这类测量型实验的基础。
2、实验考查中对实验中用到的科学研究方法和实验现象的分析及实验操作顺序的考查是当前中考考点之一。要快速准确地解决这类问题，必须明确各实验中常用的研究方法和各实验操作顺序，当然，要在平时真正做过实验，而不是背实验，才能把这类习题回答好。
3、熟练地操作书本上的每一个演示实验是实验复习中的重点，只有这样方能真正提高动手能力。
4、近几年各地的中考试卷中出现了一些“探索性”“设计性”实验，这类实验不仅能充分反映教师在平时物理教学中对物理实验的重视程度，而且也能培养和提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。随着素质教育的逐步深入，这种题型仍是今后中考的热点。在扎实的基础上设计出合理的方法是解决此类问题的关键，平时要多加练习。
【方法点拨】
实验题解答过程中需要注意的问题
1、实验原理定方向
正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到：
（1）要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理；
（2）要从实验原理中理解实验成立的条件；
（3）弄清一个实验原理可以做不同的类似实验；
（4）理解原理设计替代性实验。
2、实验步骤要有科学性
实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的：
（1）保证实验步骤的完整性和合理性。
（2）保证实验步骤的必要性。
3、间接测量物理量的等值性
这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，就是对于一个实验中不能直接测量的物理量可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小，然后用相应的公式计算出待测物理量的值。
4、实验的设计性
这种方法是灵活应用物理知识、理论联系实际、根据具体情况设计出简单、合理、便于操作的实验过程，然后应用物理公式和测量的物理量表示出待测物理量的表达式。
5、实验的开放性
这种方法是多向思维、全面考虑、注重知识的横向联系。把各种可能的方法都考虑到。能够考查学生对所学知识灵活掌握和灵活应用的能力。
【典型例题】
类型一、质量密度不同种物质，体积相同，质量不同
1、如图所示，为了研究物质的某种特性，某小组同学分别用三种不同的液体做实验。实验时，用量筒和天平分别测出甲、乙、丙三种液体不同体积时的质量，记录了有关数据，并依据数据作出了质量与体积关系的m-V图象。

（1）分析比较实验数据点B、D、G（或C、E、H或F、I）可知在体积相同时的质量关系，可得出的初步结论 。
（2）分析比较实验数据点的体积及质量变化的倍数关系，可得出的初步结论是：同种液体的质量与体积成正比。
（3）进一步综合分析甲、乙、丙三条直线的物理意义，可归纳的结论有：
（a） 。
（b） 。
（4）由以上分析可初步认为 表示了物质的一种特性。
【思路点拨】（1）B、D、G三点表示三种不同的物质的体积相等，但是质量不相等，同样，C、E、H和F、I也是表示体积相等，但是质量不相等。
（3）（a）直线甲质量与体积的比值都相等，同样直线乙和丙质量与体积的比值也都相等，所以得出结论：同种液体，质量与体积的比值是一个定值。
（b）直线甲质量与体积的比值跟直线乙质量与体积的比值不相等，跟直线丙质量与体积的比值也不等。可见：不同种液体，质量与体积的比值不相同。
【答案与解析】
（1）不同种物质，体积相同，质量不同。
（3）（a）同种液体，质量与体积的比值是一个定值；
（b）不同种液体，质量与体积的比值不相同。
（4）表示了物质的一种特性。
【总结升华】这是一道实验数据分析题，要学会从图表中读出有用的信息，分析数据，得出结论。
2、（•临沂模拟）晓宇同学在实验室里测量一块不规则金属片的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻线后，太平横梁指针如图甲所示，此时应将右端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节使天平平衡；
（2）用调节好的天平测量金属片的质量时，所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示，则金属片的质量为 g；
（3）他发现瓷片放不进量筒，改用如图丙所示的方法测瓷片的体积：
a．往烧杯中加入适量的水，把金属片浸没，在水面到达的位置上作标记，然后取出金属片；
b．先往量筒装入40ml的水，然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中，让水面到达标记处，量筒里剩余水的体积如图丁所示，则金属片的体积为 cm3。
（4）此金属片的密度为 kg/ m3；
（5）根据以上步骤，你认为晓宇同学测出的金属片密度值 （填“偏大”或“偏小”）。
【思路点拨】（1）在调节天平平衡前，应将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端的零刻度线处；指针左偏，平衡螺母右调；指针右偏，平衡螺母左调；（2）天平的读数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；（3）读数时视线要与凹液面的底部或凸液面的顶部相平，读数前要看清量筒的分度值，要注意量筒的零刻度在量筒的最下方；（4）利用密度公式求出金属片的密度；（5）当将金属片取出时，金属片上会沾有水，使金属片的体积测量值偏大。
【答案】（1）左；（2）36.4；（3）14；（4）2.6×103；（5）偏小
【解析】（1）由图甲知横梁指针向右偏，此时应将平衡螺母向左调，才能使天平平衡；（2）由图乙知，标尺的分度值为0.2g，金属片的质量为m=20g+10g+5g+1.4g=36.4g；（3）由图丁可知，量筒中液体的凹液面的底部与26mL刻度线相平，所以金属片的体积：V=40mL-26mL=14mL=14cm3；（4）ρ=m/V=36.4g/14cm3=2.6g/cm3=2.6×103kg/m3；（5）金属片拿出时，上面沾有水，使金属片的体积测量值偏大，由ρ=m/V知，密度的测量值偏小。
【总结升华】本题考查了天平的使用和测固体密度的方法，本题因瓷片放不进量筒内，要利用烧杯测体积，理解过程求出金属片的体积是关键。
举一反三：
【变式】测量大米密度时，小华发现米粒间有空隙，若把空隙的体积也算作大米的体积将使密度的测量结果 。于是，她用一个饮料瓶装满水，拧上盖子，用天平测出总质量为143g。又测出48g大米，放入瓶中，擦干溢出的水，再测这时的总质量。天平平衡时，右盘中的砝码和游码位置如图所示，则总质量为 g。由此可以算出这种大米的密度为 kg/m3。

【答案】小 151 1.2×103
类型二、运动和力
3、用如图所示的实验装置研究“运动和力的关系”。
（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动是为了使小车在竖直方向受到的 力和 力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力的作用；
（2）每次让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的 ；
（3）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越 ，速度减小的越 。
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得出：运动物体不受外力时它将 。

【思路点拨】（1）根据物体运动状态判断物体的受力情况是关键；物体处于匀速直线运动状态时，受到平衡力的作用，分析准确哪个力和哪个力是平衡力很关键；
（2）为完成研究“运动和力的关系”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；另外还要排除其它力的干扰，让重力和支持力相互平衡；
（3）根据实验现象，加上科学的推理后，可获得结论。
【答案】（1）重；支持 （2）速度 （3）小；慢 （4）做匀速直线运动
【解析】（1）小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力；
（2）根据控制变量法的思想；让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同速度；
（3）对比三幅图，不难看出：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢；
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得出：运动物体不受外力时，其速度不会变化，即它将做匀速直线运动。
【总结升华】此实验采用了科学的研究方法：控制变量法和科学推理法。
举一反三：
【变式】（•兰州一模）如图所示，在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，重为120N的物块在30N的水平拉力作用下向右作匀速直线运动，物体受到的摩擦力是 N；若增大拉力使物块运动速度加快，所受摩擦力 （选填“增大”“减小”或“不变”）；若在物块上再加一重物，仍使其在水平面上匀速运动，摩擦力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】30；不变；增大
类型三、压强浮力
4、如图所示，是用压强计探究内部压强的情境。
（1）把探头放入水中，通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小，高度差越大，水的压强 （选填“越大”或“越小”）；
（2）比较甲图、乙图和丙图，可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强 ；
（3）在乙图中把探头慢慢下移，可以观察到U型管两边液体的高度差增大，从而得到：在同一种液体里，液体的压强
随 的增加而增大；
（4）在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，则可以观察到U型管两边液体 。

【思路点拨】（1）本题采用了物理中常见的研究方法--转换法，即把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断，液面高度差越大，表示水内部的压强越大。
（2）此题用到了常用的研究方法--控制变量法。比较图甲、图乙和图丙，是控制液体的密度相同，深度相同，改变压强计金属盒的方向，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和方向有关。
（3）在乙图中把探头慢慢下移，是控制液体的密度相同，改变液体的深度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的深度有关。
（4）在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，是控制深度相同，改变液体的密度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的密度有关。
【答案】（1）越大 （2）相等 （3）深度 （4）高度差变大
【解析】
（1）把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断，液面高度差越大，表示水内部的压强越大。
（2）比较甲图、乙图和丙图，控制液体密度和深度不变，改变探头的方向，U形管两侧的液面高度差相等。可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。
（3）在乙图中把探头慢慢下移，控制液体的密度不变，改变深度，可以观察到U型管两边液体的高度差增大，得到：在同一种液体里，液体的压强随深度的增加而增大；
（4）在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，控制深度不变，把水换成盐水，密度变大，则可以观察到U型管两边液体的高度差变大。
【总结升华】此题主要考查的是液体内部压强的规律以及液体内部压强的影响因素，注意转换法、等效替代法和控制变量法在实验中的运用。液体压强是中考必考的一个知识点，需要掌握。
举一反三：
【变式】某同学利用如图所示装置探究“液体压强的特点”。下列对实验现象的分析不正确的是（ ）
A．只拔掉a、c的孔塞时，观察到两孔均有水流出，说明水向各个方向都有压强
B．只拔掉b、c的孔塞时，观察到两孔水的射程相同，说明同一深度，水的压强相等
C．只拔掉a、c的孔塞时，观察到c孔比a孔水的射程远，说明水的压强随深度增加而增大
D．只拔掉d的孔塞时，观察到有水流出，说明水对容器底有压强
【答案】A
5、探究“浮力的大小等于什么”时，实验进行了如图所示的步骤。请回答下列问题：
（1）小石块重为 N；
（2）排开的水重为 N；
（3）为了使实验结论更为可信，将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验，其主要目的是 （填序号）；
A、多次测量求平均值，以减小偶然误差
B、多次测量找规律，排除偶然性
C、探究浮力的大小与哪些因素有关
（4）实验是通过比较物体的重力与 的重力，得出结论。
【思路点拨】（1）根据弹簧测力计的分度值分别读出小石块的重力、空桶的重力、桶和溢出水的重力，桶和溢出水的重力与空桶的重力之差即为排开水的重力。
（2）实验中进行多次实验，有的是为了求平均值来减小误差，有的是为了发现普遍成立的规律。
（3）比较小石块的重力与排开液体的重力即可得出结论。
【答案】（1）1.4 （2）1.4 （3）B （4）排开液体
【解析】（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，
小石块的重力为G=1.4N，
空桶的重力G桶=1.2N，
桶和溢出水的重力G总=2.6N；
（2）排开的水重为：
G排=G总-G桶=2.6N-1.2N=1.4N；
（3）本实验多次实验的目的是：多次测量找规律、排除偶然性；
（4）∵F浮=G排，
∴浮力的大小等于排开液体的重力。
【总结升华】本题考查了探究浮力大小的实验，涉及到弹簧测力计的读数和多次实验的目的，看懂实验图和理解题意是解决本题的关键。
举一反三：
【变式】如图所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从底部接触水面开始缓慢下降到完全没入水中到底部A的过程中，以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
类型四、简单机械
6、如图是“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端上翘，此时应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量 。

（2）在图甲所示的装置中，每个钩码重0.5N，杠杆上每格等距．小明在图甲B处施加一个竖直方向的力F1，使杠杆在水平位置平衡，则力F1的方向 ，大小为 N。
（3）若仍在B处施加一个力，如图乙所示，则此时力的大小为 N，与力F1相比，该力变大的原因是 。
（4）请举出生活中应用省力杠杆的实例 （举出一例即可）。
【思路点拨】（1）实验前，如果杠杆不在水平位置平衡，可通过反向调节（向偏高的一端）平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
（2）设一格的长度为L，根据杠杆平衡条件，求出B点施加的力，并确定其方向；
（3）从图中直接读出力的大小，然后根据力臂的变化分析原因；
（4）当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。
【答案】（1）右；力臂 （2）竖直向上；1.5 （3）2；力臂减小 （4）开启瓶盖的起子
【解析】（1）杠杆右端上翘，说明杠杆重心偏左，因此杠杆重心应右调，方法是将杠杆的平衡螺母向右调。使杠杆在水平平衡，以便于直接从杠杆上读出力臂。（2）由杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可得，F1×4L=4×0.5N×3L，F1=1.5N，方向竖直向上。（3）从乙图中可以看出，拉力大小为2N，比F1大；因为B点作用力最长的力臂为OB，当力的方向发生改变时，力臂将减小，因此作用力将增大；（4）用起子开启瓶盖时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。
【总结升华】（1）调节杠杆在水平位置平衡和调节天平横梁的操作是相同的，都是将平衡螺母向上翘的一端移动。
（2）探究杠杆平衡条件时，杠杆在水平位置平衡，要使力臂在杠杆上，力要竖直作用在杠杆上。
（3）支点与力的作用点的连线为力臂时，力臂最大。
举一反三：
【变式】（高清课堂《中考冲刺—力学实验题》例4）小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F= 。
【答案】F=0.4G+0.1N
类型五、功和能
7、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表：
（1）这个实验使用的测量工具是 和弹簧测力计。
（2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。
（4）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。
【思路点拨】（1）测量滑轮组的机械效率是需要测量物体的重力G、物体上升的高度h、绳端拉力F、绳端移动的距离s。所以需要用到弹簧测力计和刻度尺。
（2）要知道需正确测量绳端拉力，需要使测力计在竖直方向匀速运动。
（3）要解决此题需要掌握滑轮组的机械效率的概念：有用功与总功之比。计算公式为。
（4）要知道滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，提升同一物体，所做有用功不变。动滑轮的越重，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。
【答案】40% 刻度尺 匀速 低
【解析】（1）在此实验中需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离，所以还需要用到刻度尺。
（2）此实验拉力方向向上，为了能准确测量绳端拉力，需拉着测力计在竖直向上运动。
（3）
（4）提升同一物体，所做有用功相同，动滑轮越重，所做的额外功越多，机械效率越低。
【总结升华】此题是探究滑轮组的机械效率，主要考查了实验中所用的测量器材。同时考查了滑轮组机械效率的计算以及物重和动滑轮重对滑轮组机械效率的影响。
举一反三：
【变式】（高清课堂《中考冲刺—力学实验题》例3）如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：

甲 乙 丙
（1）用质量不同的A、B两个小球（mA>mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时__________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的_____ 的大小。
（2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_______有关。将（甲）与（丙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_______有关。
（3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是 。
【答案】（1）速度；动能 （2）速度；质量 （3）控制变量法
G/N
2
3
4
5
6
7
8
F/N
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
2.9
3.3
实验
次数
物重
G/N
物体上升的距离h/cm
弹簧测力计的读数F/N
弹簧测力计上升的距离s/cm
机械
效率η
1
3
10
1.6
30
62.5%
2
3
10
2
30
50%
3
3
10
2.5
30