力学实验（含答案）实验一密度的测量1.[2020·扬州]如图1所示,某学习小组利用空矿泉水瓶、烧杯、量筒、剪刀、记号笔、细线和足量的水(已知水的密度为ρ)测量了一块矿石的密度,实验过程如下:图1(1)实验步骤:A.向量筒中加入适量水,记下体积V1(如图甲所示);B.烧杯中注入适量的水,将矿石放入剪下的矿泉水瓶内,使矿泉水瓶漂浮在烧杯中,并用记号笔在烧杯上标记此时液面的位置(如图乙所示);C.取出矿泉水瓶,将量筒中的水缓慢倒入烧杯至,量筒中剩余水的体积为V2(如图丙所示);D.再用细线拴住矿石缓慢放入量筒中,此时总体积为V3(如图丁所示)。

(2)矿石的密度表达式ρ石= (用题中物理量符号表示)。

(3)由于矿泉水瓶有质量,会导致矿石密度测量值,有同学指出只要在步骤C进行适当修改就可以,该同学修改的内容是。

2.[2020·无锡改编]小红利用托盘天平(最大测量值200 g,分度值0.2 g)、量筒、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、食盐、烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:(1)调节天平时,将天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向调节,使指针对准分度盘中央刻度线。

(2)为称量出2 g盐,小红先将一张白纸放在天平左盘上,仅移动游码,天平再次平衡时,游码示数如图2甲所示,则白纸的质量为g;接下来,应该先将游码移至g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡。

图2(3)用量筒量取50 mL的水,并全部倒入烧杯中,再将2 g盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配置的盐水密度为g/cm3。

(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。

她测出空烧杯的质量为50 g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100 g,并在水面位置处做好标记,如图乙所示。

测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。

为方便使用该“密度计”,小红做了如下的使用说明:①图丙中横坐标表示m,纵坐标表示待测液体密度ρ。

请在图丙的坐标系中画出ρ-m图像,并在坐标轴上标出ρ的最大值。

②理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于g/cm3的液体。

(5)如图3Ⅰ所示是小明用粗细均匀的吸管制成的简易密度计,当它竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10.5 cm,则A处应标为g/cm3。

再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为cm。

(75%消毒酒精的密度为0.875 g/cm3)图3(6)如图Ⅱ所示是三位同学用不同粗细的均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计(选填“①”“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。

3.[2020·连云港]密度是物质的重要属性,生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。

某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计,可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值,受到了老师的肯定和表扬,结构如图4所示。

所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、两种规格的空桶(100 mL和200 mL)、质量为m的物体A、细线。

图4(1)将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡。

测出B点到O 点的距离为l,C点到O点的距离为l0,此时C点的密度刻度线应标注为。

(2)在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,移动物体A至C1位置,使杠杆在水平位置平衡。

C1点到O点的距离为l1,此时C1点的密度值为。

(用题中所给的字母表示)(3)已知密度为1.0×103 kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4 cm,则密度为0.8×103 kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为cm。

(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择(选填“100 mL”或“200 mL”)规格的空桶。

实验二探究滑动摩擦力的影响因素4.[2020·辽阳改编]在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小平完成了如图5所示的甲、乙、丙三次实验。

测量滑动摩擦力时,小平用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平方向运动。

图5(1)甲实验中木块受到的摩擦力为N,如果水平拉动木块向右做加速运动,木块受到的摩擦力将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)比较甲、乙两次实验数据,是为了探究滑动摩擦力的大小与的关系。

(3)比较甲、丙两次实验数据, (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,判断依据是。

(4)小平得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系后,还想探究滑动摩擦力大小跟接触面受到压强的关系,他选择了一个长、宽、高不等且各表面粗糙程度相同的木块,设计了两种方案,你认为合理的是(选填“A”或“B”)。

A.木块平放在木板上,在木块上加不同质量的砝码,拉动木块,比较两次滑动摩擦力的大小B.把木块分别平放、侧放在木板上,拉动木块,比较两次滑动摩擦力的大小(5)小颖发现小平上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图6所示。

改进后长木板(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。

图65.[2020·连云港]学习过摩擦力以后,小明同学想探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小之间的关系,为了提高实验的精准度,小明选用了如图7甲所示的装置,该装置通过驱动装置带动传送带运动,木块保持不动,其中力传感器可以代替弹簧测力计精确显示拉力的大小。

驱动装置的电路如图乙所示。

图7(1)在实验过程中,要增大传送带运动的速度,可以通过将滑动变阻器滑片向(选填“左”或“右”)移动来实现。

(2)在实验过程中让同一木块在同一传送带上进行实验是为了。

(3)图丙是不同速度下滑动摩擦力与时间的关系图,观察该图可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小(选填“有关”或“无关”),理由是。

实验三阻力对物体运动的影响6.[2020·泰州改编]在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:(1)小明调试实验装置时,将小车从斜面上A处滑下,如图8甲所示,小车会滑出水平木板右端而掉落下去。

为了让小车不滑出木板,下列做法不可行的是(选填选项前字母)。

图8A.小车仍从斜面A处滑下,换一个更长的木板B.增大斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下C.斜面倾角不变,小车从斜面上A处以下位置滑下D.减小斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下(2)调试成功后,小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下,让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图乙所示。

由此可得:小车受到的阻力越小,运动的路程越。

进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将做(填运动状态)。

(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量(选填“大于”“等于”或“小于”)在木板表面运动过程中的速度变化量。

(4)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。

下列得出实验结论的过程与该实验相同的是。

A.探究影响压力作用效果的因素B.用小磁针探究磁体周围的磁场C.探究声音能否在真空中传播D.探究动能大小与物体质量的关系(5)从能量转化的角度看,小车在水平面上克服阻力所做的功(选填“在棉布上更多”“在木板上更多”或“两次一样多”),小车的动能转化为能。

如果完全没有阻力时,小车的动能将不变,所以小车将做运动。

实验四探究二力平衡的条件7.[2020·常德]在“探究二力平衡条件”的实验中,实验装置如图9所示。

图9(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,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 5 N的砝码,则弹簧测力计的示数为(选填序号)。

A.10 NB.5 NC.0 N实验五探究压力作用效果的影响因素8.在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的,但对有怎样的关系看法不同。

于是,在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成的高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图10所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表。

序号物体底面积S/cm2高度h/cm海绵被压下深度/cm1 合金甲圆柱体A 10 5 0.52 合金甲圆柱体B 10 10 13 合金甲圆柱体C 20 10 14 合金乙圆柱体A 105 1.55 合金乙圆柱体B 10 10 36 合金乙圆柱体C 20 10 3图10(1)该小组同学是通过来判断压强大小的。

(2)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的有关。

(3)分析可以得出:当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。

(4)此探究过程用到的科学探究方法有、。

(5)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S)。

表达式为。

(6)上面推导出的表达式(选填“能”或“不能”)应用于各类固体的压强的计算。

实验六探究液体内部的压强9.[2020·扬州改编]在“探究影响液体内部压强的因素”活动中:(1)如图11甲所示,使用前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的。

实验过程中通过U 形管两侧液面的来比较液体内部压强的大小。

图11(2)比较图乙中的A、B、C三次实验,可得出结论:同种液体,同一深度, 。

(3)在实验过程中发现,在同种液体的同一深度处,使用不同的压强计时,U形管两侧液面的高度差不完全相同。

小明猜想可能是实验时U形管没有放置;小强则认为可能是U形管中初始液面没有在中间零刻度线处,这种说法是(选填“正确”或“错误”)的;小华认为可能与金属盒的橡皮膜安装时松紧有关。

小华将砝码放在水平放置的金属盒橡皮膜上,改变橡皮膜的松紧程度,发现橡皮膜较紧时,U形管两侧液面的高度差较。

你认为U形管两侧液面的高度差还与橡皮膜的有关。

(4)用如图丙所示的容器也可以探究液体内部的压强。

容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。