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实验基础知识复习(三)力学

发布时间:2014-07-07 11:24:18  

实验基础知识复习(三)力学

实验1、用天平测量固体和液体的质量 方法与步骤: 1、调节天平平衡。 (1)将天平水平放置。 (2)将游码拨至标尺左端零刻度线处; (3)调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。 2、将被测物体放在左盘,砝码放在右盘,并调节游码,使天平重新平衡。 3、读出砝码的总质量加上游码所对的刻度值,就是被测物体的质量。 4、若要测液体的质量,则用液体和容器的总质量减去空容器质量即可。 注意: 1、被测物体的质量不能超过称量范围。 2、向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏。 3、潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中。

实验2、构建密度的概念

方法与步骤:

1、取大小不同的若干铝块,分别用天平测出它们的质量,用直尺测出边长后计算出它们的体积。

2、将数据填入表格甲,然后以体积V为横坐标,以质量M为纵坐标,在方格纸上描点,再把这些点连起来。如图乙所示。

3、通过分析所作的图像,得出结论:同种物质的质量和体积成正比,即同种物质的质量与体积的比值是一定的。

甲 ; 乙

实验3、用天平和量筒测固体和液体的密度

方法与步骤:

测量的原理:用天平测出物质的质量,用量筒测出物质的体积,利用公式P=M/V求出物质的密度。

步骤:

(1)测固体(石块)的密度。

1

A、用天平测出石块的质量m; B、向量筒内倒入适量的水,测出的水的体积V1; C、把石块放入量筒中,测出石块和水的总体积V2; D、算出石块的体积V=V2-V1;

=M/V算出石块的密度。 E、利用公式

(2)测液体(酱油)的密度。 a.用天平测出烧杯和酱油的总质量m1; b.将烧杯中的浆,倒入量筒中的一部分,记下体积V; c.算出量筒中酱油的质量m=m1-m2;

=m/V算出酱油的密度。 d.利用公式

实验4、探究牛顿第一定律

方法与步骤:

给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板等),让小车自斜面顶端从静

分析得到的数据,得出结论:平面越光滑,小车运动的距离越长,这就是小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,推理得:如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动。概括得:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律。

实验5、探究滑动摩擦力大小的因素

方法与步骤:

如图所示,用弹簧测力计匀速拉运木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度,测出此时的摩擦力。

木板面 木板面 棉布(或毛巾)面

2

设计表格,记录测量数据。

分析数据,得出结论:摩擦力的大小跟作用在物体上表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力越大。

摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大。

实验6、探究杠杆平衡条件 方法与步骤:

1、调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。 2、给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。

3、把支点右边的钩码重量当作动力F1,支点左边的钩码重量当作阻力F2;量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力壁l2;把F1、F2、l1、l2的数值填入表中。

杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,F1L1=F2L2

实验7、探究液体压强的规律 方法与步骤:

(1)如图所示,将水倒入底部蒙有像皮膜的玻璃管中,会发现橡皮膜向下凸出,说明液体对容器底部有压强。

(2)将水倒入侧壁小孔上蒙有橡皮膜的玻璃管中,会发现橡皮膜向外凸出,这个现象说明液体对侧壁有压强。

(3)在研究液体内部压强的实验中,我们用压强计测量液体压强。在图甲中,将探头放入水中,U型管的两个液面之间出现高度差,这说明液体内部有压强。保持深度不变,将探头向各个方向转动,发现液面高度差不多,这说明在同一深度液体向各个方向的压强都相等,观察图乙和图丙的实验现象,得出的结论是液体的压强还与液体密度有关。

(4)由上述实验过程得出如下规律:液体内部的压强随深度的增加而增大;在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;液体压强还与液体密度有关,且在同一深度液体密度越大,

3

压强越大。

甲 乙(水) 丙(盐水)

实验8、探究阿基米德原理

方法与步骤:

1.如图(a)所示,用弹簧测力计测出物体所受的重量力G;

2.如图(b)所示把物体浸入液体,读出此时弹簧测力计的示数F;算出物体所受浮力F浮=G-F,并且收集物体所排开的液体。

3.如图(c)所示测出被排开的液体所受的重力;

4.分析得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理。

(a) (b) (c)

实验9、测量滑轮组的机械效率。

方法与步骤:

(1)用弹簧测力计测出物体重G。

(2)用弹簧测力计匀速拉着绳端,使物体上升,读出示数F;同时测出物体升高的高度h和弹簧测力计移动的距离 s。

4

(一)用天平、量筒测密度

依据密度原理,进行间接测量。只用天平测某液体的密度(另提供一只杯子、适量的水)、测不能直接称量的物体的质量或体积;测形状不规则的物体的面积等。

例、小王同学用天平和量筒做“测定牛奶密度的实验”。

(1)实验的原理为________;

(2)他的实验步骤如下:

①把天平放在水平的桌面上,调节游码,当指针在标尺中央红线的两边摆的幅度相等时,停止

调节;

②把盛有牛奶的玻璃杯放在天平的左盘,加减砝码并移动游码,直到指针指在标尺的中央,测

得牛奶和玻璃杯的总质量为m1;

③把玻璃杯中的一部分牛奶倒进量筒,如图所示,记下牛奶体积V;

④把玻璃杯和杯中剩下的牛奶放在托盘天平上称量,当天平恢复平衡时,托盘上三个砝码的质

量及游码的位置如图所示,记下质量m2.

⑤把以上步骤中测得数据填入下表中求出牛奶的密度.

a) 小王的实验步骤中有一处明显不合理,请更正___________________________________; b)在实验步骤④中,小王在加减砝码和移动游码时,首先做的是 ( )

A.先加50g的砝码 B.先加5g的砝码 C.先移动游码 D.随便,都可以 c)写出小王计算牛奶密度的表达式________

d)为了使测量结果更精确,请你提出一个可行的建议:________________。

(3)小林同学的步骤是:先用量筒测出一定体积的牛奶,再倒入已经测出质量的烧杯中,最

后用天平称出烧杯和牛奶的总质量,最后求得牛奶的密度。与小王同学的方案相比,哪一个更好?为什么?

(二)测滑动磨擦力

例:小明进行探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验,实验过程如图所示。

(1)在实验过程中,他必须拉着木块作____________运动,这样才能保证________。

(2)比较________两图能说明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;

比较________两图能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。

(3)在此基础上小明又猜想:滑动摩擦力大小是否会与物体运动速度的大小有关?请你利用

图中已有器材验证小明的猜想。写出你的做法,并写出判断的方法。

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(三)研究液体内部压强的规律

例:右图是某同学做“研究液体内部压强”实验时所用的装置,下表是该同学实验时记录的部分数据(实验时,压强计的U形管内的

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液体的质量不发生变化,ρ煤油=0.8×10kg/m)。

(1)比较表中第1、2、3次实验数据可知:在同种液体的同一深度

处,各个方向的液体压强大小___________;

(2)将表中第5次实验时的数据填写完整;并比较表中第1、4、5次实验数据,可知:

_______________________。

(3)将表中第6次实验时的数据填写完整;并比较表中第5、6次实验数据,可知:

(四)测量大气压

例、小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下:

(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮

帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。

(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,

然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。

(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为________cm,计算得到活塞的横截面积为

________cm2。

(4)计算得到大气压强的数值为________Pa。

(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程

中导致误差的因素有(请写出两条)_________________________________________。

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(五)探究杠杆的平衡条件

例、小强在探究“杠杆的平衡条件”时,经历了如下的实验步骤:

A、调节杠杆两端的螺母,使杠杆在__________位置平衡; B、在杠杆的两边挂上钩码,并移动悬挂位置,使杠杆重新平衡;

C、改变动力或动力臂的大小,并重新调节,再次使杠杆平衡; D、如此多次测量,得到多组数据。

(1)小强进行步骤A的调节的目的是______________________;

(2)在步骤C中,当小强改变动力的大小后,为使杠杆重新平衡,接下来的操作步骤是(多选)( )

A.改变动力臂大小 B.改变阻力大小 C.改变阻力臂大小 D.调节平衡螺母 (3)实验获得的数据如下表:

1212_____________。

(4)当小强进一步做如图所示的实验时,发现不再满足(3)中得到的规律,请你对此作出评析: 。 (六)测滑轮组的机械效率

例、小明要进行“测滑轮组机械效率”的实验。 (1)实验原理为________

(2)小明说,还少刻度尺,无法进行实验。你的观点是___________________;另外,请你再给小明提一点实验中的注意点___________________________________。 (3)经过实验,小明得到了下表的实验数据:

a)请根据表中数据推断小明在第1次和第6次实验时所使用的滑轮组,要求把图画在右边的方框中:

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b)实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?

________________________________________________

c)第1、2两次的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,原因不可能是 ( )

A.滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同 B.测拉力时没有使测力计匀速上升

C.测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D.钩码被提升的高度不同

d)第4、5两次的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,所用的拉力却不同,原因是___________________________

e)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求

写两点):

①__________________________________

②________________________________

中考连线:

1. (2011南岗二模)学过力学知识后,同学们设计了几种测量密度的方法,请你跟同学们一起完成以下内容。

(l)晓彤小组在实验室中找到量筒、装水的烧杯、细铁丝,请你帮助大家设计利用这些器材测量蜡块(ρ蜡<ρ水)密度的方案和数学表达式。(可以用文字描述,也可以画图描述,但要标明①、②??步骤)

(2)小雪小组想利用天平、矿泉水瓶、装水的烧杯测量盐水的密度,实验步骤如下:

①用天平测出空矿泉水瓶的质量m1;

②在矿泉水瓶中注入一部分水,测出瓶和水的总质量m2;

③将水倒净后,在瓶中倒人一部分盐水,测出瓶和盐水的总质量m3.

④用ρ盐水=(m3-m1)ρ水/(m2-m1)计算盐水的密度。

请指出该方案的错误及改进方法: 。

2. (2011哈尔滨)同学们利用图1装置验证“杠杆的平衡条件”,实验中记录的数据如下:

(1) 写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果。

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(2)杠杆在生活中有很多应用。如图2所示,现欲使静止的跷跷板发生转动,可采取的做法是 ,并说出能驱使跷跷板发生转动的条件 。

答案:

1. (1)①在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V1;(1分)

②将蜡块漂浮在量筒的水面上,记下水面对应的示数V2;(1分)

③用细铁丝将蜡块全部压入水中,记下水面对应的示数V3;(1分)

数学表达式:ρ蜡=(V2—V1)ρ水/(V3—V1)(1分)

(2)计算盐水密度的表达式是建立在水和盐水体积相同的条件下的,但实验中没有保证体积相同(1分)。改进方法:应将瓶中分别装满水和盐水(1分)

水、烧杯、弹簧测力计、细线、 小金属块

用弹簧测力计测金属块重G

向烧杯内加入适量的水

用用弹簧测力计吊着金属块浸没水中,读出此时弹簧测力计的示数F.

ρ =Gρ水/(G-F)

2、(1)过程:分别计算出动力×动力臂(或F1·L1)分别计算出阻力×阻力臂(或F2·L2) 第一组 1N×15cm =15N·cm l5N × l0cm=15N·cm

第二组 2N×25cm=50N·cm 25N × 20cm=50N·cm

第三组 3N×20cm=60N·cm 4N × 15cm=60N·cm

经过比较每一组的动力和动力臂乘积与阻力和阻力臂乘积都相等(1分)

验证的结果:经验证可得出杠杆平衡时满足:动力×动力臂=阻力×阻力臂(1分)(或 F1L1=F2L2)

(2)做法:甲不动,乙向远离支点方向移动(1分)

(或乙不动,甲向靠近支点方向移动)

(或乙不动,甲蹬地,减小甲对跷跷板的压力)

条件:使跷跷板顺时针和逆时针方向转动的力和力臂的乘积不相等(1分)(或动力× 动力臂≠阻力×阻力臂)(或F1L1≠F2L2)

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