力学专题07 力学“设计”与“探究”型实验专题突破(二)2019届中考物理专项复习(47页)
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1、力学“设计”与“探究”型实验专题突破(二)考点 分析纵观近 20 年来,全国各地的中考试题中力学“设计”与“探究”型实验,是学生和老师最头疼的题型之一;大体有两种考查方法,一:“设计型”:主要考查点是对力学中某些重要的“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,通过实验进行验证。二:“探究 ”型实验题,此类题型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。主要是对一些测量物体“密度”的方法进行探究。考点 突破此类题型,主要是对物体(包括固体、液体)的“密度”或一些重要
2、的物体知识或规律,如影响“滑动摩擦力”的因素,影响“ 动能大小 ”的因素, “杠杆平衡条件”的实验,影响“浮力的因素”等相关力学实验,进行猜想并进行探究或验证。通常在题目中给出了某些实验步骤,要求按照题意,补全实验所缺少的步骤,并完成相应问题的探究。解答此类实验题,必须弄清此实验的目的,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”。学,科网考点 典例例 1:(2018 河北中考试题)探究杠杆的平衡条件(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_(3)小明
3、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。(一个钩码重 0.5N) 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m1 0.5 0.2 1.0 0.12 1.0 0.15 1.5 0.13 3.0 0.1 2.0 0.15(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 L1 和 L2,则 2L1_3L2选填”“hB.(1)实验中,探究的动能是指 (填选项字母)A:小球在斜面上时的动能 B:小球撞击木块时的动能 C:小球撞击木块后的动能 D:木块的动能(2)使质量相同的小球从
4、斜面上不同的高度处自由滚下,是为了研究动能大小与 的关系。(3)小华同学通过比较图 8 中乙、丙两图,得出“质量大的物体动能大”,小丽认为小华这一比较过程存在错误,你知道是什么吗? 。学科-网(4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面,同一高度由静止开始沿斜面滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小华设计了如图 9 所示的实验:让质量不同的小球 A、C 同时从一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若 C球相对于 A 球 就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。【拓展】完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,
5、也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行距离的远近(如下表) ,最终停下来后,小车在三个表面克服摩擦力做功 (选填“相等”或“ 不相等”)理由是 表面 毛巾 棉布 木板摩擦力 最大 较大 最小小车运动距离 最近 较远 最远【答案】 (1)B (2)速度 (3)没有控制速度相同 (4 )保持相对静止 (5)相等,最初小车的重力势能相等,刚下滑到水平面时动能相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转化为内能在三个表面克服摩擦力做功相同。【解析】(1)根据题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小;(2)小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实
6、现的,小球动能的大小是通过物体被推动移动的距例 6:在测量动滑轮机械效率的实验中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作所得实验数据如下:(1)实验时,用手 匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮上的钩码缓缓上升。(2)第次实验测得的动滑轮的机械效率为 %(计算结果的位数与表中机械效率位数一致) 。 (3)由表中数据分析可知,同一动滑轮的机械效率由 决定的。(4)不计绳重及摩擦阻力,则该动滑轮的自重为 N 。实验序号钩码重G/N钩码上升高度 h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率 1.0 20.0 0.7 40.0 71.4% 2.0 20.0 1.2 40.0 3.0
7、20.0 1.7 40.0 88.2%【答案】 (1)竖直向上;(2)83.3;(3)物重;(4)0.4。【分析】 (1)在实验中,为了正确测出拉力的大小,应拉动弹簧测力计匀速上升;(2)根据表中实验数据,应用效率公式求出动滑轮的效率;(3)根据表格中的数据分析;(4)利用 F= (G+G 动 )的变形式计算动滑轮重力。【点评】此题是测量滑轮组的机械效率,首先要熟练掌握机械效率的公式,会利用公式进行计算。例 7: (2016 北京市海淀区中考一模试题)小莉利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水,测量未知液体的密度,实验装置如图所示。以下是小莉设计的实验步骤,请
8、你按照她的实验思路,将实验步骤补充完整。(1)将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆的 A 和 D 端,用细线做好的绳套系住杠杆某处后,移动绳套到 O 点时,杠杆恰好在水平位置平衡。(2)将小石块乙完全浸没在水中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至 B 点,杠杆再次在水平位置平衡,用刻度尺测出 AB 间的距离为 L1.(3)将小石块乙完全浸没在待测液体中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至 C 点,杠杆再次在水平位置平衡 。(4)用水的密度 水 及测量出的物理量写出待测液体的密度 液 的表达式 液 = 。【答案】(3)用刻度尺测出 AC 间的距离为 L2 (4)L 2 水 /L1【解析】 将
9、小石块乙完全浸没在水中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至 B 点,杠杆在水平位置平衡,用刻度尺测出 AB 间的距离为 L1,根据杠杆平衡条件可知:G 甲 (L OAL 1)= (G 石 水 gV)L OD;同理,小石块乙完全浸没在待测液体中,且不与塑料容器相接触,金属块甲移至 C 点,杠杆再次在水平位置平衡,用刻度尺测出 AC 间的距离为 L2,则有 G 甲 (L OAL 2)=(G 石 液 gV)L OD;初始平衡时,G 甲 LOA=G 石LOD,联立上面的式子可得: 液 =L2 水 /L1.学科=网例 8:(2016 河北中考)探究水对容器底的压强。将一由 A 和 B 构成、两端开口的玻
10、璃制品的底部 扎上薄橡皮膜,做成容器。A、B 的横截面积分别为 SA 和 SB,且 SA=2SB=40cm2。(容器壁的厚度忽略不计, 水=1.0103 kgm 3,g 取 l 0 N kg).实验过程如下:将容器固定在放有电子秤的铁架台上,使橡皮膜刚好与电子秤完全接触,且电子秤的示数为零,如图 13 所示。往容器内分三次缓慢倒入适量的水,将收集的数据填入下表中.继续往容器内缓慢倒入 60 g 水后,水进入了容器 B 部分,且在 B 内的高度为 1 cm。然后容容器内再分三次缓慢倒入适量的水,再将收集的数据填入下表中。来.计算水对容器底的压强同答下列问题:(1) 将表格中的空白处补充完整。(2
11、)分析表中数据可知:水对容器底的压强与水的深度_。若在一底面积为 40 cm2 的圆柱形容器中装入 300g 水,水对容器底的压强为_Pa,与表格中第 5 组数据对比可知水对容器底的压强与受到的重力大小(选填“有关”或“无关 ”)。(3) 容器 A 部分的高度为_cm。【拓展】完成实验后,小明将一小合金块浸没在容器中,B 内水面上升了 1 cm,电子秤的读数增加了 80 g,则合金块的密度为_g/cm 3. 【答案】(1)520, (2)成正比,750,无关, (3)5 拓展 3.【解析】(3):由第三次实验数据可知,当加入的水为 220g 时,水进入了容器 B 部分,且在 B 内的高度为 1
12、 cm,则进入 B 容器的水的质量为 mB= 水 V 水 = 水 SBhB 代入题中数据可得 mB=20g,则在 A 容器中的水的质量为 mA=220g 20g=200g ,且 A 容器中已满;又根据 V=m/ 可知:在 A 容器中水的体积为 200cm3,因为h=V/S 所以 A 容器高度 hA=VA/SA=200cm3/40cm2=5cm。【拓展】完成实验后,小明将一小合金块浸没在容器中,B 内水面上升了 1 cm,电子秤的读数增加了80 g,因为注入水后 B 内水面上升了 1 cm,且合金的密度大于水,所以 B 沉于容器 A 底部,则电子秤增加的压力 0.8N,即有水对容器 A 底部增加
13、的压力,又有金属块沉于 A 容器底固体对容器底增加的压力所以 0.8N=P 水 SA+(G 合 F 浮 )= 水 ghBSA+( 合金 gSBhB+ 水 gSBhB)代入上述各个量的已知数据可得 合金 =3g/cm3.(其中 SBhB 为合金块的体积)例 9:(2018宁波)据报道,高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究 实验器材:1cm 厚的石膏板若干、质量为 50g 的鸡蛋数枚实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象实验序号 楼层 实验现象1 5 鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹2 15 鸡蛋
14、破碎,石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂3 25 鸡蛋破碎,发出巨响,石膏板被击穿(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过 反映出来。(2)根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与 有关。(3)实验后,小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道:雨滴从高空落下的过程中,受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比,达到最大速度后,雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能 (填“增大”、 “不变”或”减小”) 。对于下落的雨滴不伤人的现象,小科将进一步探究。【答案】(1)石膏板的形变程度;(2)下落高度;(3)减小。【点睛】本题考查了学生根据题中信息分析解答能力
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