3《专题3-力学实验探究》ppt课件.

2014届中考物理专题复习专题3力学实验探究专题诠释考点分析：力学实验探究主要考查基本实验以外的一些特殊的测量方法，在中考题目中是经常出现的难点内容。该专题重点考查实验设计能力和独立解决问题的能力。典例分析[思路点拨]特殊方法测密度是指在没有同时给出量筒和天平的情况下如何用其他的方法测出物质的密度。常见的有只给量筒、只给天平和只给弹簧测力计等题型。虽然是特殊方法但实际上都是建立在基本方法的基础之上，要想方设法测出物体的质量和体积。类型一特殊方法测密度(一)测量固体密度1．浮力法——只给弹簧测力计器材：弹簧测力计、金属块、水、细绳步骤：(1)用细绳系住金属块，用弹簧测力计称出金属块的重力G；(2)将金属块完全浸入水中，用弹簧测力计称出金属块在水中的视重G′。表达式：ρ＝Gρ水G－G′。2．浮力法——只给天平器材：天平、金属块、水、细绳步骤：(1)将烧杯内装满水，放在天平上称出质量为m1；(2)将金属块轻轻放入水中，溢出部分水，再将烧杯放在天平上称出质量为m2；(3)将金属块取出，把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3。表达式：ρ＝ρ水（m2－m3）m1－m3。3．浮力法——只给量筒器材：木块、水、细针、量筒步骤：(1)向量筒中注入适量水，读出体积为V1；(2)将木块放入水中，漂浮，静止后读出体积V2；(3)用细针插入木块，将木块完全浸入水中，读出体积为V3。表达式：ρ＝ρ水（V2－V1）V3－V1。。4．浮力法——只给刻度尺器材：刻度尺、圆筒杯、水、小塑料杯、小石块步骤：(1)在圆筒杯内放入适量水，再将塑料杯杯口朝上轻轻放入，让其漂浮，用刻度尺测出圆筒杯中水的高度h1；(2)将小石块轻轻放入小塑料杯中，漂浮，用刻度尺测出水的高度h2；(3)将小石块从小塑料杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺测出水的高度h3。表达式：ρ＝ρ水（h2－h1）h3－h1。5．浮力法——密度计器材：鸡蛋、密度计、水、盐、玻璃杯步骤：(1)在玻璃杯中倒入适量水，将鸡蛋轻轻放入，鸡蛋下沉；(2)向水中逐渐加盐，边加边用玻璃棒搅拌，直至鸡蛋悬浮，用密度计测出盐水的密度即等于鸡蛋的密度。(二)测量液体密度1．等容法器材：烧杯、水、待测液体、天平步骤：(1)用天平称出烧杯的质量m1；(2)将烧杯内倒满水，称出总质量m2；(3)倒去烧杯中的水，将烧杯中倒满待测液体，称出总质量m3。表达式：ρ＝ρ水（m3－m1）m2－m1。2．浮力法器材：弹簧测力计、水、待测液体、小石块、细绳步骤：(1)用细绳系住小石块，用弹簧测力计称出小石块的重力G；(2)将小石块浸入水中，用弹簧测力计称出小石块的视重G′；(3)将小块石浸入待测液体中，用弹簧测力计称出小石块的视重G″。表达式：ρ＝ρ水（G－G″）G－G′。3．压强法器材：用刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端有橡皮膜)、烧杯、适量的水、足量的待测液体、细线。步骤：(1)在玻璃管内倒入一定深度的待测液体。(2)将管竖直放入水中，待橡皮膜水平时，用刻度尺量出管底到待测液体液面和水面的深度，分别为h1、h2。(3)根据p1＝p2得表达式：ρ＝h2ρ水h1。4．U形管法器材：U形管、水、待测液体、刻度尺步骤：(1)将适量水倒入U形管中；(2)将待测液体从U形管的一个管口沿管壁缓慢注入；(3)用刻度尺测出管中水的高度h水，待测液体的高度h液(如图Z3－1所示)。表达式：ρ＝ρ水h水h液(注意：用此种方法的条件是：待测液体不溶于水且密度小于水的密度)例1小明同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球，如图Z3－2所示是他用量筒、小玻璃杯来测量水晶球密度的实验示意图，实验记录表格尚未填写完整，请你帮他完成表格中的内容。空玻璃杯漂浮在水面上时量筒的示数/mL水晶球从玻璃杯中取出放入水中时量筒的示数/mL水晶球的密度/(g/cm－3)60[解析]本实验没有天平，借助小玻璃杯使水晶球漂浮，根据漂浮条件F浮＝G物，即可求出水晶球的密度。[点拨]没有天平，可以利用量筒求出漂浮时的V排，再根据水的密度已知就可以求出质量。“水的密度已知”是一个非常重要的条件。30水晶球放入玻璃杯中漂浮在水面上时量筒的示数/mL4031．欣儿手头上有完全相同的1元硬币10枚，为了测出其中一枚硬币的密度，她设计了一个小实验。实验器材有空金属筒、量杯和水；主要的实验步骤如下：A．将10枚硬币全部放入水中，此时量杯中水面处刻度如图Z3－3所示[针对训练]B．将10枚硬币放入金属筒中，让金属筒漂浮在量杯中，记下此时水面处的刻度值为53mLC．将空金属筒放入盛有适量水的量杯中，让其漂浮，记下此时水面处的刻度值为22mL(1)合理的实验顺序是________(只填字母序号)；(2)由实验可知硬币的密度ρ＝________kg/m3。(3)实验中，欣儿运用了下列哪些实验方法？________(填字母序号)。A．控制变量法B．转换法C．类比法D．累积法CBA7.75×103BD例2某同学想将量程为0～10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下：(1)现将塑料杯挂在弹簧测力计上，再将指针调到零刻线处；(2)在塑料杯中装满水，弹簧测力计的指针指在如图Z3－4甲所示的位置；(3)将塑料杯中的水倒尽，再在塑料杯中装满待测液体，弹簧测力计的指针指在如图乙所示的位置。则杯中水的质量为________kg，待测液体的密度为________kg/m3，他设计的密度秤的量程为0～________kg/m3。(g取10N/kg)0.52×1030.8×103[解析]本题缺少量筒，利用等体积的方法即塑料杯的容积是相同的和水的密度已知，求出其他液体的密度。[点拨]缺少量筒，利用水的密度已知这个条件，测出水的质量即可求出水的体积，利用体积相等这个条件即可求出待测液体的密度。2．小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度，请将他的实验步骤补充完整。(1)把托盘天平放在水平台面上，将标尺上的游码移到零刻度线处，调节天平的____________使天平平衡。(2)用天平测量小石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码位置如图Z3－5所示，则小石块的质量为________g。[针对训练]平衡螺母62(3)测量小石块的体积，如图Z3－6所示：a．向烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置作标记；b．取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153g；c．向烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为183g；d．计算出小石块的体积为________cm3。(4)用密度公式计算出小石块的密度为______________g/cm3。302.07(或2或2.1）[思路点拨]常见的测量机械效率的实验有两个：测量滑轮组的机械效率和测斜面的机械效率。(一)测量滑轮组的机械效率(1)当滑轮组的绕法确定后，则绳子自由端与物体移动的距离的关系确定，即有几段绳子通过了动滑轮，绳子自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍。(2)滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关；提高效率的办法有增加物重、减小滑轮重、绳重和摩擦。与绳子的绕法、物体升高的高度无关。类型二测量机械效率(二)测量斜面的机械效率(1)斜面是省力机械，但不能省功；斜面越缓、越光滑，越省力。(2)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、粗糙程度有关，斜面越陡、越光滑，效率越高。(3)用平行于斜面向上的拉力F使重为G的物体沿长为s，高为h的斜面匀速运动，物体受到四个力的作用如图Z3－7所示，各力的做功情况是：拉力F做的功是总功，W总＝Fs，克服重力做的功是有用功，W有＝Gh，克服摩擦力所做的功是额外功，W额＝Fs，W总＝W有＋W额，则有Fs＝Gh＋Fs；η＝W有W总＝GhFs。(4)由于摩擦生热，则克服摩擦做的功改变了物体的内能，使得物体的内能增加，温度升高。例3小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图Z3－8所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次实验测得的机械效率为________。(结果保留两位有效数字)匀速74%(3)分析表中数据可知：第2次实验是用图______做的；第4次实验是用图________做的。(均选填“a”“b”或“c”)(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，____________________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率________。(5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。bc增大提升物体的重力越低无关[解析]滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值，提升物体做的功是有用功，绳子拉力做的功是总功；同一滑轮组的效率与物重、滑轮重有关，物体越重效率越高，动滑轮越重，效率越低；与物体升高的高度无关。[针对训练]3．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图Z3－9所示。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s和计算出的有用功W有用、总功W总、机械效率η等数据一并记入下表：实验G/NF/Nh/ms/mW有用/JW总/Jη/%122.10.10.10.20.2195.2221.20.10.20.20.2483.3320.90.10.30.20.27★(1)表格中数据★＝________。(2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是________________________________________________。(3)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是________，使用滑轮组的优点是___________________________。74.1动滑轮有重力(或有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多)摩擦可以省力或能改变用力方向例4在探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想：A．斜面越倾斜，斜面机械效率越大；B．斜面越倾斜，斜面机械效率越小；C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度无关。他们用如图Z3－10所示的装置进行探究，在不同的倾斜程度下做了三次实验。请回答下列问题：(1)每次实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该_______(选填“相同”或“不相同”)；改变斜面的倾斜程度是指改变________________________(选填“斜面的长度”“斜面的高度”或“斜面与水平面的夹角”)；实验时应把物体沿着斜面向上缓缓拉动。(2)在以下六个物理量中：被拉物体的重力G、弹簧测力计的拉力F、斜面的长度L、斜面的高度H、物体在斜面上通过的距离s、物体上升的高度h，实验必须要测量的物理量是______________(只填所测物理量的符号)；用需要测量的物理量符号表示出斜面机械效率的计算式：η＝_______________。相同斜面与水平面的夹角G、F、s、hGhFs×100%(3)如果猜想C是正确的，则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该_____________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“基本不变”)。如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大，说明实验前的猜想________是正确的。[解析]在计算斜面的机械效率时，拉力做的功是总功，克服重力做的功是有用功，克服摩擦做的功是额外功。斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，斜面越缓、越粗糙，效率越低。基本不变A4．如图Z3－11所示是探究斜面机械效率与什么因素有关的实验装置。(1)实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干。为了完成