力学十大实验
力学十大实验 实验一：探究影响滑动摩擦力大小的因素 实验二：探究阻力对物体运动的影响 实验三：探究二力平衡的条件 实验四：探究影响压力作用效果的因素 实验五：探究液体内部的压强特点 实验六：探究浮力大小跟哪些因素有关 实验七：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 实验八：探究杠杆的平衡条件 实验九：测量滑轮组的机械效率 实验十：探究物体的动能跟哪些因素有关 实验一：探究影响滑动摩擦力大小的因素 1.实验装置：
2.实验原理：____ _______ _____； 3.实验方法：
（1）转换法：通过：__ _______ _______ _____的大小来反映滑动摩擦力的大小；（2）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； 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； 4.实验过程注意事项：
实验中要缓慢匀速拉动木块，是因为只有匀速拉动时，__ _______________ _______ _______ __； 5.交流反思（1）实验装置的改进：使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，这样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）滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、接触面积大小无关； 6.实验结论：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。
例 典例 1． ．（2019·江苏省初二期中）为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计________（选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小________（选填“大于” “等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；（2）在四次实验中，滑动摩擦力最小的是_______（选填“甲”“乙” “丙”或“丁”）；（3）比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与_________有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与__________________有关；（以上两空选填“压力”或“接触面粗糙程度”）（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是________（选填“正确”或“错误”）的；（5）小明对实验装置进行改动，如图所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明_______（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。
实验二：探究阻力对物体运动的影响 1.实验装置图：
2.实验方法：
（1）转换法：通过比较____ _______ _______ _______来判断阻力的大小；（2）控制变量法：让小车从斜面同一高度由静止自由下滑，目的是使小车到达水平面的速度__ _____；（3）实验推理法：由实验推理得出，若物体不受阻力时，物体的速度将不会减小，即永远做___________运动； 3.实验现象：
小车在木板表面受到的阻力最__ _____，速度减小的最__ _____，运动的距离最__ _____。
4.交流反思（1）小车运动到斜面底端后继续运动时由于小车具有__ _____；
（2）小车最终在水平面停下来的原因时由于__ _______ _______ _____； 5.实验结论及推论：一切物体在没有受到力的作用时，总保持__ _____或____ ____________状态。
例 典例 2． ．（2019·山东省初二期中）（题文）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小_______(选填“相等”或“不相等”)；（2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变_________________来实现的；（3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越_______(选填“快”或“慢”)；（4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做______________；（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是是通过符合逻辑的________得出的正确结论；（6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动__________(填“需要”或“不需要”)力来维持，一切物体都有保持原来_____________不变的性质。
实验三：探究二力平衡的条件 1.实验器材及实验装置图：
（1）实验中由甲到乙的变化是为了减小__ _______ ___对实验带来的影响，由乙到丙的变化是为了减小________对实验的影响；（2）定滑轮的作用是改变__ _____的方向。
2.实验方法——控制变量法：
（1）研究平衡的两个力是否在同一直线时，保持小车两端所受__ _______ ____相等，将物体 ______________ _____，观察小车是否处于平衡状态；（2）研究平衡的两个力是否大小相同时，保持两个力在__ ____________，但两边钩码的数目不同，观察小车是否处于平衡状态；（3）研究平衡的两个力是否作用在同一个物体上时，保持两个力大小__ _____，且__ ____________ 上，让两个力同时作用在不同的物体上，可以把卡片剪开，观察小车是否处于平衡状态。
4.交流反思：
（1）实验中选择静止作为研究状态是因为匀速直线运动状态__ _______ ______________ _____；
（2）进行多次实验的目的是为了__ _______ ____________________ _____。
5.实验结论：
二力平衡的条件是：作用在__ _______ __上的两个力，大小__ _____、方向__ _____，且作用在_________直线上。
例 典例 3． ．（2020·夏津实验中学初二月考）利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
（1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上。当卡片平衡时，从钩码质量看，卡片两边所受的拉力__________；（2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片__________________，释放时观察其是否保持平衡；（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件是___________________；（4）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是_____________________。
实验四：探究影响压力作用效果的因素 1.实验器材及实验装置图：
（1）海绵或沙子的作用：易于形变，便于观察压力的作用效果；不选用长木板的原因是______________________________________。
（2）砝码的作用是改变________的大小。
2.实验方法：
（1）转换法：通过海绵或沙子的__ _______ _____来反映压力的作用效果；（2）控制变量法：
①探究压力的作用效果与压力大小的关系，控制受力面积不变，改变________的大小； ②探究压力的作用效果与受力面积的关系，控制压力不变，改变_______ _____的大小。
3.交流反思：
（1）比较不同接触面上压强的的大小，用公式FpS 比较，不能看接触面的凹陷程度；（2）如果将小桌换成长方体铁块，将铁块沿竖直方向切去一半，__ _____（选填“能”或“不能”）探究压力的作用效果与受力面积的关系，原因是__ _______ _______ _____。
4.实验结论：当受力面积一定时，压力越__ _____，作用效果越明显；当压力一定时，压力的受力面积越__ _____，作用效果越明显。
例 典例 4． ．（2019·福建省初二期末）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中，小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验，请仔细观察，并分析回答下列问题：
（1）压力的作用效果的大小是通过比较海绵的______________来确定；（2）分析比较图乙和丙的实验现象，可以得出结论：_________________________________________ _______________________；（3）分析比较图__________的实验现象，可得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著；（4）进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象，并归纳得出结论：_________________________ ___________________________________。
实验五：探究液体内部的压强特点 1.实验装置：
2.实验原理：__ _______ _______ _______ _______ _____________。
3.实验前装置气密性的检查：用手按压橡皮膜，观察__ _______________________ _____，若__ _____，则气密性良好； 4.实验方法：
（1）转换法：通过观察 U 形管两边液面__ ________来反映液体压强大小；（2）控制变量法：
①探究液体内部压强与方向的关系，让金属盒在同种液体、________的深度、不同的方向进行实验； 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_________、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、________种液体中进行实验。
5.交流反思 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：__ _______ ____，利用__ ________的原理使其两侧液面相平；
6.实验结论：液体内部向__ _____方向都有压强，同种液体内部压强随深度的增加而__ _____；在深度相同的情况下，液体压强的大小与液体的__ _____有关，液体的__ _____越大，液体的压强越大。
例 典例 5.（2018·南充）在“研究影响液体内部压强”的实验中：
（1)压强计是通过观察 U 型管的两端液面的__________来显示橡皮膜所受压强大小；（2）比较图甲和图乙，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随液体________的增加而增大；（3）如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关，应选择__________进行比较；（4）已知乙图中 U 型管左侧液柱高为 4cm，右侧液柱高为 10cm，则 U 型管底部受到的液体的压强为_________Pa(ρ 水 ＝1×10 3 kg/m 3 g＝10N/kg)。
实验六：探究浮力大小跟哪些因素有关 1.实验原理：____________________。
2.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时，控制液体________不变，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时，控制________________________不变，改变液体的密度；（3）探究浮力与浸没的深度的关系时，控制液体________不变，使物体浸没在液体的不同深度处。
30 实验分析：
当物体逐渐浸入液体中，测力计示数不断________，浮力________；物体浸没在液体中后，测力计示数_______，浮力_______。测力计示数变化如图______，浮力变化如图______。（选填“甲”或“乙”）4.交流反思（1）选用不同的物体和液体多次实验的目的是__ _______ _______ _____；（2）物体慢慢浸入到完全浸没，继续往下时不能接触杯底。
5.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__ _____有关、与液体的__ _____有关。物体浸在液体中的__ _____越大、液体的__ _____越大，浮力就越大。
例 典例 6.（2019·阜新）在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下：
a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材； b.向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中①～⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数 F 1 ～F 5 ； c.如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后读数为 F 6。
（1）图乙中__ ____ ____（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中，金属体所受到的浮力 F 浮 ＝__ _____（用测量器的字母来表示）；（2）图乙中__ _______（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积 V＝__ __________（用已知量 ρ 水、g 和测量器的字母来表示）；（3）因为浮力的大小跟液体的密度有关，可知图⑤、⑥中，F 5 __ _____F 6（选填“＞、＝、＜”），图⑥中盐水密度：ρ 盐水 ＝__ _______ ___（用已知量 ρ 水 和测量器的字母来表示）。
实验七：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 1.实验器材及装置：
2.实验过程：
（1）用测力计测出物体重力 G；（2）测出空桶的重力 G 1（3）将物体慢慢浸没在盛满水的溢水杯中，让溢出的水流入到小桶中直到不再溢出为止，读出此时测力计示数 F 示 ；（4）用测力计测出小桶和溢出水的总重力 G 2。
（5）计算浮力__ ____ _____和溢出水中的重力__ _______ ___。
（6）改用其他液体或物体重复上述实验。
3.注意事项：
物体为浸入水中之前，溢水杯中的水必须__ _____，否则测出的溢出的液体重力将偏__ _____。
4.交流反思：
（1）选用不同的液体和物体并进行多次实验是为了__ _______ _______ _______ _______ __。
（2）通过此实验可以计算物体完全浸没时的体积：__ _______ _______ _____、物体的密度：__ _______ _______ _____。
5.实验结论：浸在液体中的物体所受浮力大小__ _____它排开的液体所受的重力。
例 典例 7.（2019·湖北省初二期末）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为_________N。
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为_________N。石块排开的水所受的重力可由_________（填字母代号）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于__________。
（4）为了得到更普遍得结论，下列继续进行得操作中不合理得是________。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验（5）另一实验小组在步骤 C 的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则__ _____（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
实验八：探究杠杆的平衡条件 1.实验器材及装置：
2.实验操作：
（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__ _______ __对实验造成的影响；（2）平衡螺母的作用是__ _______ _______ _______ _____，调节杠杆平衡螺母的方法：左高__ _____调，右高__ _____调，杠杆平衡后，实验过程中__ _____（选填“能”或“不能”）再调节平衡螺母；实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于从杠杆上直接读取__ _____。
（3）在杠杆左端挂一定数量的钩码，在右侧改变钩码的个数或悬挂位置，使杠杆重新平衡。
3.交流反思（1）将杠杆一端的钩码换成弹簧测力计的好处是能__ _______ _______ _______ _______ _____，但应沿__ _____方向拉动，以便测量力臂；（2）测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计的示数变__ _____；（3）在杠杆平衡时，两边同时加减砝码后杠杆是否平衡的判断利用__ _______ _________进行判断；（4）实验多次测量的目的是__ _______ _______ _______ _______ _____； 4.实验结论：杠杆的平衡条件是__ _______ _______ _____，字母表示为：__ _______ _____。
例 典例 8.（2019·聊城）下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到__ _____位置平衡，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“左”或“右”）端调节；（2）调节平衡后，在杠杆 B 点处挂 6 个钩码，如图甲所示，则在 A 点处应挂__ _____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长 5cm，钩码每个重 0.5N，请将弹簧测力计的示数填入下表：
实验序号 动力 F 1 /N 动力臂 L 1 /m 阻力 F 2 /N 阻力臂 L 2 /m 1 0.15 3.0 0.10 上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是__ _______ _______ _______ _____。
实验九：测量滑轮组的机械效率 1.实验器材及装置：测力计、刻度尺。
2.实验操作（1）实验中竖直匀速拉动弹簧测力计的目的是保证拉力__ _____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＝__ _____(n 为作用在动滑轮上绳子的段数)；
（3）计算滑轮组的有用功 W 有用 ＝__ _____；（4）计算滑轮组的总功 W 总 ＝__ _____；（5）计算滑轮组的机械效率__ _______ _______ _____。
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__ _______ _______ _____，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__ _______ _______ _____相同，改变滑轮组中动滑轮的重力。
4.交流反思（1）提高滑轮组机械效率的方法：①__ _______ _______ _____，②__ _______ _______ _____，③__ _______ _____；（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__ _____（选填“有”或“无”）关。
（4）判断使用哪个滑轮组进行实验的方法：找出__ _______ _______ _______ _____关系，找出绳子股数 n，判断所使用的滑轮组。
5.实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越__ _____；同一个滑轮组，在绳子所能承受的范围内，所吊物体越重，机械效率越__ _____。
例 典例 9.（2019·陕西省初二期末）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 1 2 3 钩码重 G/N 4 4 6 钩码上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力 F/N 1.8 1.6 1.8 绳端移动距离 s/m 0.3 0.4 机械效率 η 74.1% 62.5%（1）实验中应沿竖直方向_________拉动弹簧测力计；（2）通过表中数据可分析出第 2 次实验是用_________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；（3）通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率_________（选填“越高”、“不变”或“越低”）；（4）小组同学再用第 2 次实验中使用的装置做第 3 次试验，表中第 3 次实验中绳端移动距离 s 漏记，但仍然计算出第 3 次的机械效率 η＝_________（保留 3 位有效数字）。
实验十：探究物体的动能跟哪些因素有关 1.实验装置：
2.实验方法：
（1）转换法的应用：通过木块_______________________来反映钢球动能的大小；（2）控制变量法的应用：
①探究动能的大小与速度的关系时，让同一钢球从斜面的__________________由静止释放，观察木块被推动的距离； ②探究动能的大小与质量的关系时，让质量不同的钢球从斜面的__________________由静止释放，观察木块被推动的距离。
3.交流反思：
（1）控制钢球从斜面同一高度静止释放的原因是___________________________；（2）若 水平面 绝 对 光 滑，_________（选 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ”）得 出 实 验 结 论，因 为_______________________________________________________________；（3）木块最终停下来的原因是____________________________________；（4）钢球从斜面顶端运动到底端的过程中，_________能转化为动能；从斜面底端直至停止的过程中，动能转化为_________能； 4、实验结论：在物体的运动速度相同时，物体的质量越大，动能_________；在物体的质量相同时，物体的速度越大，动能_________。
例 典例 10.（2019·娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，m A ＝m B ＜m C，h A ＝h C ＞h B。
（1）实验中，探究的动能是指_________（填序号）A.小球在斜面上的动能 B.小球撞击木块时的动能 C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_________的关系；（3）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滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球 A、C 同时从同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_________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等； 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（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_________（选填“相等”或“不相等”）。
