中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题12力学实验含解析

这是一份中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题12力学实验含解析，共24页。试卷主要包含了探究影响滑动摩擦力大小的因素，探究液体内部的压强特点实验，探究浮力大小跟哪些因素有关，探究杠杆平衡条件，测量滑轮组的机械效率，探究影响动能大小的因素等内容，欢迎下载使用。

专题12力学实验

力学是初中物理重要的组成部分，力学实验是中考中各省市中考的必考实验。力学实验包含的较多，常考的主要实验有：探究影响滑动摩擦力的因素、探究液体内部压强特点及影响因素、探究影响浮力大小的因素、探究浮力大小与排开液体所受重力的关系、探究杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率、探究动能的大小与哪些因素有关，同时探究二力平衡的条件、阻力对物体运动的影响、探究影响压力作用效果的因素、探究影响重力大小的因素等也偶尔会考查。

一、探究影响滑动摩擦力大小的因素：
1、实验装置图:

2、实验原理：二力平衡。
3、实验方法:
(1)控制变量法：
①研究滑动摩擦力的大小与压力的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小（如甲、乙两次实验）；
②研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时，控制压力的大小不变，改变接触面的粗糙程度（如甲、丙两次实验）。
(2)转换法：通过弹簧测力计示数的大小来反映滑动摩擦力的大小。
4、实验注意事项：
①实验中要缓慢匀速拉动木块，因为只有匀速拉动时，弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小。
5、实验结论：滑动摩擦力的大小与接触面的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度不变时，接触面上的压力越大，滑动摩擦力就越大；当接触面上的压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。
6、交流与反思：
（1）实验中，实验中，很难保持物体做匀速直线运动，可以将装置做如下改进：如图，将弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，这样不需要匀速拉动长木板，便于准确地读出弹簧测力计的示数，更为准确地测出摩擦力的大小。

（2）将长方体木块平放、侧放或立放可以研究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系，得出的结论是：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。在甲图实验的基础上，将木块沿竖直方向切下一半，不能探究滑动摩擦力大小于接触面面积的关系，因为切去一半，接触面积减小一半，同时压力也减小一半，即没有控制压力不变。
（3）改变拉动测力计的速度大小，可以探究滑动摩擦力的大小与运动速度的关系，得出的结论是：滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关。
（4）另外，实验还会考查表格的设计、根据数据画图、对物体进行受力分析、摩擦力大小的变化等内容。
二、探究液体内部的压强特点实验：
（1）实验器材与装置图：U形管、微小压强计

（2）实验前装置气密性的检查的方法：用手按压橡皮膜，观察U形管中的液柱是否变化，若变化，则气密性良好。
（3）实验方法：
①转换法：利用U形管两边液面高度差来反映液体压强大小，这也是压强计工作原理。
②控制变量法：
a．探究液体内部压强与方向的关系：让金属盒在同种液体、相同的深度处，改变金属盒的方向；
②探究液体内部压强与深度的关系：让金属盒在同种液体、相同的方向、不同的深度进行实验；
③探究液体压强与液体密度的关系：让金属盒在相同的深度、相同的方向、不同种液体中进行实验。
（4）实验结论：
液体内部向各个方向都有压强，同种液体内部压强随深度的增加而增大；在深度相同的情况下，液体压强的大小与液体的密度有关，液体的密度越大，液体的压强越大。
（5）交流反思：
①若实验前发现U形管两侧液面已有高度差，应进行的操作是：拆下探头，重新组装；
②为了实验结论更具有普遍性，应换用不同密度的液体重复实验；
③根据U形管液面高度差可以计算橡皮膜处液体压强的大小、管内外压强差。
三、探究浮力大小跟哪些因素有关
1、实验器材及装置图：弹簧测力计、装有水和其他液体的大烧杯、各种形状、材料、体积不同的物体。

2、实验原理：用称重法计算浮力F浮＝G－F示；
3、主要实验方法——控制变量法
（1）探究浮力与物体浸在液体中的体积关系——用弹簧测力计吊着同一个物体，浸在同种液体中，改变物体浸在液体中的体积；
（2）探究浮力的大小与液体密度的关系———用弹簧测力计吊着同一个物体，分别浸没在不同密度的液体中；
（3） 探究浮力大小与浸没的深度的关系——用弹簧测力计吊着同一个物体，使物体浸没在同种液体的不同深度处；
（4）探究浮力与物体密度的关系——用弹簧测力计吊着体积相同、不同密度的物体，使物体浸没在同种液体中；
（5）探究浮力与物体形状的关系——用弹簧测力计吊着体积、密度相同但形状不同的物
体，使物体浸没在同种液体中。
4、图像法处理数据：
同一个物体逐渐浸入某一种液体中时，测力计示数不断减小，浮力增大；物体浸没在液体中后，测力计示数不变，浮力不变，测力计拉力与浸入深度的关系F－h图象如图甲所示，浮力与浸入深度的关系F浮－h图象如图乙所示：

5、交流反思
（1）实验时，选用不同的物体和液体多次实验的目的是使结论具有普遍性；
（2）物体慢慢浸入到完全浸没，继续往下时不能接触杯底；
6、实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，与它浸在液体中的体积、液体的密度有关，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大；与物体的形状、物体的密度和浸没的深度无关。
四、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系——验证“阿基米德原理”
1、实验器材及装置图：弹簧测力计、盛有液体的溢水杯、小桶、物体（密度大于水、不吸水）

　甲　　 乙　 　 丙　 　丁
2、实验过程：
（1）测出空小桶的重力G0；
（2）测出物体的重力G；
（3）将物体浸没在溢水杯中，液体流入小桶中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G-F示计算浮力；
（4）测出小桶和水的总重力G总；
（5）浮力的大小跟排开液体所受重力的关系：F浮=G-F示=G总-G0。
注意：测量物体排开液体的重力是先测出空桶的重力G0，再测出桶和溢出液体的总重力G总，则排开的液体所受重力G排＝G总－G0，如果顺序颠倒，测出的排开液体的重力变小。
3、注意事项：
（1）溢水杯中的液体要达到溢水口，否则排开液体的重力变小；
（2）物体排开的液体确保全部流入小桶，不能撒到外面；
（3）当溢水杯不再向小桶中溢出液体时，再测量小桶和液体的总重力。
4、交流反思
（1）选用不同的液体和物体并进行多次实验，让实验结论更具更具普遍性；
（2）利用阿基米德原理计算物体的体积、密度(物体完全浸没时，物体密度)
5、实验结论：浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开的液体所受的重力。
五、探究杠杆平衡条件：
1、实验器材与装置图：杠杆、钩码、弹簧测力计等

2、实验操作：
（1）调节杠杆平衡：调节杠杆的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡；杠杆平衡的调节方法：实验前平衡螺母左高左调，右高右调；
（2）在杠杆的左、右两端分别挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置，使杠杆在水平位置再次平衡；
（3）根据钩码的质量,分别算出左、右两端钩码对杠杆的拉力F1、F2，量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2,填入表格；
（4）改变钩码个数或改变钩码在杠杆上的位置继续实验,再做两次并分别将数据记录在表格中；
（5）分析实验数据,得出结论。
3、交流反思
（1）实验前让支点处于杠杆中央，调节杠杆在水平位置平衡的目的是避免杠杆自身重力对实验造成的影响；
（2）实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于直接从杠杆上读取力臂；
（3）平衡螺母的作用是实验前调节杠杆在水平位置平衡，实验过程中不能再调节平衡螺母；
（4）多次实验的目的是避免偶然性，使结论具有普遍性；
（5）将杠杆一端的钩码换成弹簧测力计的好处是能直接测出拉力的大小，实验操作更方便，但一定要注意沿竖直方向拉动，以便测量力臂；如果测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，仍保持杠杆平衡，测力计的示数会变大，因为力臂会变小；
（6）数据分析时，要注意不同的物理量不能进行加减计算，但可以进行乘除法计算，如不能进行F1+L1的计算，可以进行F1L1的计算。
4、实验结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，数学表达式：F1l1＝F2l2或（动力臂是阻力臂的n倍，动力就是阻力的）
六、测量滑轮组的机械效率：
1、实验器材和装置图：刻度尺、弹簧测力计、钩码2m长的细绳、滑轮组

2、实验原理：有用功W有用=Gh，总功W总=Fs，机械效率。
3、实验方法：控制变量法
（1）探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，使用相同的滑轮组，改变所挂钩码的数量；
（2）探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时，控制所挂钩码的数量相同，改变滑轮组中动滑轮的重力；
4、实验操作
（1）按照图示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置；
（2）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码匀速上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；记录实验数据填入表格中；
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
有用功
W有用/J
弹簧测力计示数F/N
绳子自由端移动的距离s/m
总功W总/J
机械
效率η
































（3）多次改变钩码的数量，重复步骤（2）实验；
（4）改变绳子的绕法，重复步骤（2）实验；
（5）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的构码，重复步骤（2）实验；
（6）分别计算出机械效率，分析测量结果，讨论影响机械效率的因素。
5、注意事项：
（1）实验中弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动，目的是保证拉力等于弹簧测力计的示数；
（2）绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系s=nh(n为作用在动滑轮上绳子的股数)；
（3）在读数时，不能停住，要在匀速运动时度测力计示数，因为静止时读数小于匀速运动时的读数；
（4）没有刻度尺也能完成实验，可以通过绕绳的方式即n’的股数来确定物体上升的高度和绳端移动距离的倍数关系。
6、交流反思:
（1）分析实验数据，总结滑轮组机械效率的影响因素：物体重力、动滑轮重力；
（2）提高滑轮组机械效率的方法：减少机械间的摩擦、减小动滑轮的重力、增加物重；
（3）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度及滑轮组的绕线方式无关；
（4）物重增大，额外功也变大，是因为随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加。
7、实验结论：
在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越低；在绳子所能承受的范围内，所吊物体越重，机械效率越高。
七、探究影响动能大小的因素：
1、实验装置：

2、实验方法：
（1）转化法：通过观察钢球Ａ推动木块B移动的距离来反映钢球A动能大小的。
（2）控制变量法：
①探究动能与速度的关系时，控制小球质量相同，改变小球下落的高度；
②探究动能与质量的关系时，控制小球下落的高度相同，改变小球的质量。
3、实验结论：
（1）质量一定时，速度越大动能越大。
（2）速度一定时，质量越大动能越大。
4、交流反思：
（1）将铁球在斜面的同一高度由静止释放目的是使铁球到达水平面的初始速度相同。
（2）如果水平面绝对光滑，将不能完成此实验，因为木块通过的距离无法确定。
（3）影响动能大小的因素中，速度对物体的动能影响更大。

一、中考题型分析
在中考试卷中，力学实验是必考的知识点，主要以实验形式考查，给点分布在实验原理、实验方法、实验过程、误差分析、实验结论等，分值在4分—8分左右。
二、典例精析
★考点一：探究影响滑动摩擦力大小的因素
◆典例一：（2020陕西）为探究影响滑动摩擦力大小的因素，实验小组的同学用如图1所示的装置和器材进行实验｡

（1）将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿______方向拉动，使其做______运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小；
（2）在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与______的关系；在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面______的关系；
（3）实验中，大家发现弹簧测力计示数很难稳定，于是设计了如图2所示的装置来进行实验｡水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计；
①启动传送带，当弹资测力计的示数稳定后，木块相对于地面______，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向______；
②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，大家发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小______。
【答案】（1）水平（或水平向右）匀速直线（2）压力大小（或压力）粗糙程度（3）①静止左 ②无关
【解析】（1）只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于滑动摩擦力的大小。
（2）采用控制变量法在接触面粗糙程度一定时，在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系；采用控制变量法在压力一定时，在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
（3）①启动传送带，当弹资测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止，这时木块受到弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力，弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力，木块受到的滑动摩擦力方向与拉力方向相反，即水平向左。
②滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与传送带速度的大小无关。
★考点二：探究浮力大小跟哪些因素有关
◆典例二：（2020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10N/kg）

（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______kg/m3。
【答案】（1）0.5 （2）c、d （3）液体密度（4） 0.8×103
【解析】（1）由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为F浮水=G-Fc=
2N-1.5N=0.5N；
（2）由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
（3）由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
（4）实验步骤c中，物体受到的浮力为F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N，实验步骤e中，物体受到的浮力为F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N，因物体均浸没，所以V排水=V排液，根据阿基米德原理
，所以该液体的密度为。
★考点三：探究杠杆平衡条件：
◆典例三：（2020自贡）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；
（2）在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；
（3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。
【答案】（1）右便于测量力臂（2） 2 （3） 1 变大 2
【解析】（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会比较方便。
（2）设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB，4G×2l=FB×4l，FB=2G，即需在B点处挂2个钩码。
（3）取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件得到4G×2l=FC×4l，FC=2G=2×0.5N=1N；如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡；从支点O到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂，如图所示：

由杠杆的平衡条件得到Fl′＝4G×2l，，F=2N。
★考点四：测量滑轮组的机械效率：
◆典例四：（2020哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“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/ｍ
ａ
2
0.1
1.5
0.2
ｂ
2
0.1
1.0
0.3
ｃ
5
0.1
2.0
0.3
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：η1_____η2。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：η1_____η2，影响它们机械效率高低的因素是______。

【答案】（1）竖直向上匀速（2）0.266.7％（3）＝省力＜提升物体的重力不同
【解析】(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
(2)由第三组数据知道，有用功W有用＝Ｇｈ＝2N×0.1ｍ＝0.2Ｊ，总功W总＝Ｆｓ＝1.5N×0.2ｍ＝0.3J，则机械效率为；
(3)b的有用功为W有用＝Ｇｈ＝2N×0.1ｍ＝0.2Ｊ，总功W总＝Ｆｓ＝1.0N×0.3ｍ＝0.3J，ａ、ｂ的有用功和总功相同，机械效率相同，根据数据可知，ａ的拉力大于ｂ的拉力，所以ｂ的优势是省力；c的有用功为W有用＝Ｇ′ｈ′＝5N×0.1ｍ＝0.5Ｊ，总功为W总＝Ｆ′ｓ′＝2.0N×0.3ｍ＝0.6J，则机械效率为；ｂ、ｃ滑轮组，它们机械效率的关系是η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。

１、（2020鞍山）在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。

（1）实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做______运动，根据______知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
（2）如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择______两图进行实验，比较两图可得出的结论是______。
（3）某同学猜想：滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半（如图丁所示），重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是______，改进方法是______。
【答案】（1）匀速直线二力平衡（2）乙丙压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大（3）没有控制压力相同见解析
【详解】（1）应该用弹簧测力计拉着木块在接触面上做匀速直线运动，木块受到的拉力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
（2）要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系，需要控制压力大小相同，接触面粗糙程度不同，图乙丙符合题意；可以看出丙中接触面比较粗糙，弹簧测力计的示数较大，摩擦力较大，可以得到压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
（3）要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小，而将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，所以得出错误结论。可以将切下的木块叠放在被拉木块上面，重复甲的操作过程，比较它和甲的实验结果，得出结论。
2、（2020吉林）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，实验过程如图所示，其中弹簧测力计示数的大小关系是：F1＞F2＞F３，F3＜F４。水的密度用表示。

（1）比较_______两图可知，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
（2）比较丙、丁两图可知，浮力的大小跟______有关。
（3）分析甲、丙两图可得，物体浸没在水中时受到的浮力F浮_____，物体的密度ρ物______ 。
（4）深入分析丙、丁两图，比较水对烧杯底的压强ｐ水和某液体对烧杯底的压强ｐ液的大小关系，则ｐ水　　ｐ液。
【答案】（1）乙、丙（2）液体密度（3）F1－F3 （4）大于（或>）
【解析】（1）要探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系，需保证液体密度相同、物体排开液体体积的大小不等，故可以选择乙、丙两图中的实验进行探究。
（2）丙、丁两图中，物体排开液体的体积相等，液体的密度不等，故选择丙、丁两图中的实验，可以探究浮力的大小跟液体密度大小的关系。
（3）利用“称重法”可得物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝F1－F3，根据物体受到有浮力，可计算出物体的体积，甲图中，弹簧测力计的数值等于物体重力大小，故物体的质量，由密度公式可得物体的密度。
（4）因为F3＜F4，由“称重法”可得物体在水中和未知液体中所受浮力的大小关系F浮水＞
F浮液①，根据丙、丁两图可判断出物体排开水和排开未知液体的体积大小相等V排水＝V排液②
由“阿基米德”原理可得液体的密度③，由①②③三式可得ρ水＞ρ液。又因为丙、丁两图中，杯底所处深度相等，故由液体内部压强的公式ｐ＝ρ液ｇｈ可得ｐ水＞ｐ液。
3、（2020桂林）如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持________并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量________。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：________。他这样得出的结论是否合理？________；为什么？________
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：________。
【答案】（1）左水平力臂（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1L1=F2L2）（3）不合理实验次数过少杠杠有自重
【解析】（1）杠杆右端下沉，重心靠右，应将平衡螺母向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
（2）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2），只通过一次测量，数据具有偶然性，不具备普遍性。
（3）杠杆自重的影响。
4、（2020湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度ｈ/ｃｍ
拉力F/N
绳端移动距离ｓ/ｃｍ
机械效率η
1
1.0
5

15

2
1.5
5
0.8
15

3
2.0
5
1.0
15

4
2.0
10
1.0
30

（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　　　　运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　　　　N。
（2）第2次实验时所做的有用功为　　　　　J，滑轮组的机械效率是　　　　　。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　　　　（选填“大”或“小” ，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　　　　　（选填“有关“或“无关” 。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　　　　。
A．增大绳重　　　　B．减轻动滑轮重　　　C．加快物体提升的速度

【答案】（1）匀速0.6（2）0.07562.5％（3）大无关（4）B
【解析】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动，测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；
（2）第2次实验时所做的有用功W有＝Gｈ＝1.5N×0.05ｍ＝0.078Ｊ，第2次做的总功W总＝Ｆｓ＝10.8N×0.15ｍ＝0.12Ｊ，滑轮组的机械效率是；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
（4）各选项的分析如下：增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，A错误；减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大，B正确；由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据，机械效率与物体提升的速度无关，C错误。故选B。
5、（2020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
绳端移动的距离s/m
机械效率?
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



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______｡
【答案】（1）80.0% 见解析（2）越高（3）自重不同的滑轮
【解析】（1）第3次实验中，有用功W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J，通过滑轮组所做的总功
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J，滑轮组的机械效率；因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：

（2）分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（3）猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。
6、（2020金华）在游泳时，小金发现越往深水区走，越感到胸闷，由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。

步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处，观察现象；
步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时，发现金属盒的位置不动，但U形管两侧的液面高度差逐渐减小；
步骤三：调整好器材后，重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图（甲）A所示，在深度15厘米处观察到现象如图（甲）B所示。
得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加面增大。
请完成下列问题：
（1）该实验过程用到的科学方法有_____（填字母）；
A．转换法　　　　B．控制变量法　　　　　C．类比法
（2）步骤二中金属盒在水里的位置不动，但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是_____；
（3）小金反思：只进行两次实验就得出结论，结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验，其目的是_____；
（4）对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图（乙）为一圆柱形容器，容器内装有密度为ρ的液体，a点在深度为h处的水平横截面上，横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式，推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa＝_____。
【答案】AB 装置漏气得出普遍性的结论ρgh
【解析】（1）液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体压强越大，采用了转换法；液体压强与液体的深度和密度有关，根据控制变量法，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；即该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法。
故选AB。
（2）步骤二中金属盒在水里的位置不动，但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气。
（3）改变深度更换液体进行多次实验，其目的是得出普遍性的结论。
（4）图（乙）为一圆柱形容器，容器内装有密度为ρ的液体，a点在深度为h处的水平横截面上，高为h的液柱的重力G＝mg＝ρVg＝ρShg，因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力，由知道，a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式。
7、（2020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______；
（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6cm处，探头受到水的压强是______Pa；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”）
【答案】（1）相同或相等或相平（2）高度差不漏气（3）600 深度（4）右
【解析】（1）由图甲可知，向U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，根据连通器原理，U形管左右两侧液面相平。
（2）图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，说明橡皮膜所受压强较大；用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气，如果装置漏气，挤压橡皮膜，U形管两边也不会出现高度差。
（3）探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa；向下移动探头，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深度有关，深度越深，压强越大。
（4）相同深度，液体的密度越大，压强越大，在容器左右两部分分别装入深度相同的不同液体，橡皮膜向左侧凸起，说明橡皮膜右侧的液体压强较大，右侧液体的密度较大。
8、（2020鄂尔多斯）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：

（1）本实验是通过______来反映钢球动能大小的；
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择______两图进行实验分析；
（3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面______（填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越______。这个结论可用解释汽车______（填“超速”或“超载”）带来的危害；
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容?并说明理由。______。
【答案】（1）木块移动距离（2）乙丙（3）不同高度大超速（4）见解析
【解析】（1）本实验采用转换法，是通过木块移动距离来反映钢球动能大小的。
（2）根据控制变量法的思想，为了探究物体动能大小与质量的关系，应控制钢球从相同高度滚下，即选择乙丙两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下，实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，木块被撞击后移动距离越大，动能越大；这个结论可用解释汽车超速带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，根据牛顿第一定律，木块将一直做匀速直线运动，无法停下来，不能测出距离，故不能完成本实验的探究内容。
9、（2020云南）在一次物理兴趣小组活动中，某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。

（1）实验中每次都使同一辆小车从斜面的　　　　高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的　　　　。
（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如下表∶
接触面材料
小车受摩擦力情况
小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾
大
20.2
棉布
较大
40.0
木板
小
90.1
分析表中内容，得到的实验结论是∶在其他条件相同时，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越　　　　　；进一步推理出的结论是∶运动的小车不受阻力作用时，将　　　　　　。早在300多年前，意大利物理学家　　　就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究　　　　　　　　（填写实验名称即可）。
（3）上述实验除用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和_________法。
（4）实验中若再添加一小木块，就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的___________由静止自由滑下，去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
【答案】（1）同一速度（2）远做匀速直线运动伽利略研究声音的传播需要介质（3）转换法（4）不同高度
【解析】（1）实验中为了保证变量唯一，要让小车从斜面的同一位置由静止释放，这样做可以使小车进入水平面后具有相同的速度。
（2）根据表格可以看出，在其他条件相同时，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越远；如果小车不受阻力，那么小车在水平面上将会做匀速直线运动；意大利物理学家伽利略就通过理想斜面实验和科学推理的方法证明力不是维持物体运动状态的原因；本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究声音的传播需要介质。
（3）本实验小车在水平面上所受的阻力使通过小车在水平面上运动的距离间接知道的，我们把这种方法称为转换法。
（4）动能与速度的关系时要改变小车到达水平面时的速度，即通过改变下滑高度来改变，所以应该让同一小车从斜面的不同位置由静止下滑。
10、（2020常德）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砝码，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砝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F1与F2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________；
（3）如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为______。
A．10N B．5N C．0N
【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砝码，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，放入左右盘的砝码并不等重，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，所以二力平衡时，两个力大小要相等，方向也需要在同一直线上。
（3）把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入5N的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为5N，所以其示数为5N，故B选项正确。
10、（2020宿迁）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车从斜面相同高度由静止滑下，在三个不同的水平面上运动情况如图所示。

（1）实验中让小车从相同高度滑下，是为了使小车在水平面上开始运动时的速度大小______，本实验中的“阻力”主要是指小车受到的______。
（2）分析图中运动情况可知：小车受到阻力越小，小车运动的路程______。
（3）在不增加任何器材的情况下，若要探究“速度对动能大小的影响”，可将小车从斜面的______高度由静止滑下，比较小车在______（选填“相同”或“不同”）水平面上滑行的距离即可。
【答案】（1）相等摩擦力（2）越远（3）不同相同
【解析】（1）实验中让小车从相同高度滑下，目的是为了使小车在水平面上开始运动时的速度大小相同；本实验中小车受到重力、支持力、摩擦力的作用，其中摩擦力阻碍小车运动，所以本实验小车的“阻力”主要是指小车受到的摩擦力。
（2）小车在木板上受到的阻力最小，分析图中运动情况可知：小车在木板上运动的距离最远，所以分析图中运动情况可知：小车受到阻力越小，小车运动的路程越远。
（3）观察小车在在不增加任何器材的情况下，若要探究“速度对动能大小的影响”，则改变小车在同一斜面上的高度来改变小车的速度，比较小车在相同水平面上滑行的距离即可。
11、（2020衡阳）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相关数据并记录在如表中：
次数
1
2
3
4
5
6

质量
40
100
160
200
240
300

重力
0.4
1.4
　　　
2.0
2.3
3.0


（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　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】（1）零刻度线（2）1.6 　　（3）见解析　　　（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，该测力计的最小分度值为0.2N，指针在1刻度线下方3格，则弹簧测力计的示数是1.6N。
（3）根据描点法作图，重力与质量的关系图象如下所示：

（4）由图像可知，图像时过原点的一条直线，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。