九年级科学辅导讲义课题第31讲力学实验探究专题【考点剖析】考点一研究科学量影响因素类【要点梳理】这类力学实验探究题注重考查两种实验方法:转换法和控制变量法。

转换法:如“动能”无法直接测量或比较其大小,应设法转变成推出木块的远近进行比较。

控制变量法:往往有多个变量影响一个科学量,要研究其中一个变量对其影响,必须控制其他变量相同,以便探究科学量与变量之间的关系。

【典例精析】1.(2019·河南)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。

(忽略滑轮的摩擦)(1)图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做运动时，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1，则F1= N。

(2)比较甲、乙两次实验，可以得出：在相同时，越大，滑动摩擦力越大。

(3)图乙实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，请你简要说明实验方案：。

(4)请你判断：图丙中，铝块水平运动时所受滑动摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）图甲中铝块所受滑动摩擦力。

考点二研究科学原理类【要点梳理】解答研究科学原理类的实验题时应该注意正确而恰当地选用科学模型,深入审视实验过程中的科学原理,谨慎地得出正确的结论等。

在结论的描述中要严密(讲清前提)、科学(分清定量或定性关系)。

【典例精析】2.(2019·杭州)现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。

描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。

(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。

随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会_____(填“变大”“变小”或“不变”）(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 (填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 (填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由：。

考点三测量科学量类【要点梳理】正确解答测量科学量类实验题必须坚持用实验原理为依据的操作过程,实验原理是整个实验的指导方向,纵观这些年这类实验题,注重考查以下两方面 1.测量结果误差原因的判断以及改进。

此类问题需要学生能对所得数据进行分析、判断,体现了学生独立地运用所学的知识进行问题分析的能力。

2.替代性或改进性实验的设计。

解决这类题目需要学生进行多向思维、全面考虑、注重知识的横向联系,把各种可能的方法都考虑到。

能够考查学生对所学知识灵活掌握和灵活应用的能力,改进实验进行探究的能力,有利于学生养成乐于探究的习惯,培养学生的科学探究精神。

【典例精析】3.小天妈妈买到一块绿松石小工艺品,小天想知道绿松石的密度,进行了如下实验步骤。

(1)按图甲调节天平横梁平衡，这一过程中的错误是；(2)纠正错误后，小天调节天平平衡并测量出该工艺品的质量，当天平平衡时，右盘砝码和游码如图乙所示，工艺品的质量m为 g；(3)小天利用量筒测量工艺品的体积如图丙所示，则该工艺品的体积V石为cm3(4)计算出这块绿松石制作的工艺品的密度为 g/cm3；(5)如果小天将实验步骤(2)、(3)互换一下，测出工艺品的密度将偏（选填“大“或“小”）(6)实验完成后，小天还利用这块绿松石工艺品和一个弹簧测力计测出了家中食用油的密度，实验过程如图丁所示，弹簧测力示数为F，则食用油的密度（写出字母表达式）ρ油= 。

（工艺品已经测出的质量和体积分别用m石和V石表示）4.某科学实验小组利用注射器、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，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9N。

(3)如图11所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 cm，计算出活塞的横截面积。

(4)计算得到大气压强的数值为 Pa。

(5)同学们发现实验误差较大，请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）(2分)：①；②。

【基础训练】1.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样。

对哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明有三种猜想。

猜想1:制造弹簧所用的材料可能影响弹簧的伸长量。

猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量。

猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。

小明为探究自己的猜想,设计出一个实验方案:①将一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两根弹簧的初始长度L1、L2；②如图所示,固定弹簧的一端,用大小相等的力拉弹簧,测出两根弹簧的对应长度L1’、L2’；③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据。

(1)该实验方案研究的是猜想(填序号)。

这样做的目的是。

(2)实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”，(3)实验方案中“用大小相同的力拉弹簧”表明弹簧的伸长量还与有关。

(4)探究此猜想需要研究和比较的物理量是和。

2.(2019·孝感)如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2,高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。

某实验小组利用这两个器材探究当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。

他们先往容器中加水至10.00cm刻度处(图中已标出),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入到水中的深度h先后是 2.00cm、4.00cm、6.00cm、8.00cm,读出容器底到水面对应增加深度△h,利用阿基米德原理和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△P,结果如表：(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成，如果物体浸没后继续增大它在水中的深度,F浮和△Ｐ都 (填“增大”“不变”或“减小”）(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于，物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S),那么△P= (用所给物理量字母表示)。

(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积S= cm2,圆柱体浸没在水中时,水面所对应的刻度是 cm。

3.(2019·扬州)如图甲所示是路边交通指示牌,通过横杆A、B与立柱相连,细心的小明发现路边的立柱都是空心圆柱而不是空心方柱。

压力/N 3 6 9 12圆纸管完好完好完好完好方纸管完好完好严重瘪严重瘪(1)小明猜想可能是空心圆柱比空心方柱的抗压能力强。

为此设计了下面的探究活动，如图乙所示，分別在圆纸管和方纸管上面施加压力，观察并记录纸管的形变情况，如上表所示：在探究过程中，除了要保持纸管的材料、长度、横截面积相同外，还要保持纸管的相同。

小明经过多次实验验证了自己的猜想是正确的。

(2)图甲中指示牌和立柱的总质量是300kg，长为4m，高为 2.5m，AB间距离为1m。

（忽略指示牌与立柱之间的距离，g取10N/kg）立柱对横杆B的作用力的方向是，大小是 N。

横杆B对立柱压力的受力面积为400cm2，则横杆B对立柱的压强是 Pa。

立柱固定在地面上，为了增加立柱的稳定性，最好在立柱底座的（左/右）侧增加固定螺丝。

(3)请你写出生活中应用本实验结论的一个实例。

4.某科技节，同学们进行了如图的“纸桥承重”比赛。

(1)纸桥放重物会被压弯，这是因为力能使物体发生。

(2)比赛时需要知道每座参赛纸桥本身的质量（不超过50克），三位同学选择的测量工具分别是：①量程为1牛的弹簧测力计；②量程为10牛的弹簧测力计：③量程为100克的天平。

你认为哪位同学选择的测量工具最合适，并说明理由。

(3)压在纸桥上的重物质量一定时，通常重物跟桥面的接触面积越大，桥越不容易损坏，因为。

【拓展提高】1.为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图（甲）所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上．后来经过讨论，完善了实验装置，如图（乙）所示．(1)在图乙中，在B下面放细圆木条的目的是______，使B的下表面受到的摩擦力可以忽略不计．(2)在图乙中，弹簧测力计D测的是______的静摩擦力的大小（填“A对B”或“B对A”）．(3)实验中需向右缓慢移动铁架台F，使A、B保持相对静止______，然后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2，共测量四组数据．(4)分析实验数据，若F1=F2，则______．2.小华在建筑工地上看到，工程车的车斗慢慢倾斜到一定程度时，车斗中的石料就沿车斗斜面滑落下来（如下图所示）。

小华想，车斗中的石料如果减少些，要滑落下来，车斗的倾斜程度是否可以减小些？于是小华到实验室进行探究，先把长木板放在水乎桌面上，将质量为100克带有钩码槽的木块放在长木板的A 处，如图所示。

然后进行如下操作：①在木块的钩码槽中放入三个50克的钩码，将木板的右端慢慢抬高到一定高度时，木块开始下滑，记录右端被抬升的高度h=20厘米。

②第二次在木块的钩码槽中放入两个50克的钩码，第三次在木块的钩码槽中放人一个50克的钩码，分别重复上述实验。

(1)请你帮小华同学设计记录数据的表格。

(2)小华发现三次实验中，木块开始下滑时木板的倾斜程度是一样的。

那么车斗中的石料能刚好滑落下来，车斗的倾斜程度与什么因素有关呢?小明认为可能与石料和车斗间接触面的粗糙程度有关，于是他进行如下探究：将一块棉布、一块毛巾分别铺在长木板上，把放有一个50克钩码的木块放在长木板的A 处，慢慢抬高木板的右端直到木块开始下滑；测量并记录右端被抬升的高度分别为24厘米和30厘米。

根据小华和小明的实验，可以得出的结论是。

(3)根据以上探究，可以帮助我们解答其他类似的疑惑，比如“为什么道路桥梁的引桥要做到一定长度?”“为什么 ?”等3.船只停泊在岸边时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，为什么缆绳要缠绕多阐呢？某校课外兴趣小组展开了研讨，他们猜想：绕绳的圈数越多，绳和立柱间的摩擦力越大，且摩擦力与绕绳的圈数成正比。

为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究：⑴如图甲所示，将弹簧测力计挂在铁架台上，用棉线将重物挂在弹簧测力计下方，测出其重力为7.6N ，将数据记录在表格中；⑵如图乙所示，将铁棒固定在铁架台上，将棉线在铁棒上绕1圈，读出弹簧测力计的示数为2.9N ，老师告诉同学们，用重力减去弹簧测力计的示数，就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力，随后同学们算出此时的摩擦力为 4.7N ；⑶逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹赞测力计的示数接近于0，并将有关数据记录在表格中；⑷棉线绕3圈时.弹箦测力计示数如图丙所示，此时示数为________N ，棉线与铁棒之间的摩擦是________（选填“静摩擦”或“滑动摩擦”），该摩擦力的大小为________N ；⑸分析实验数据，在弹簧测力计的示数接近0之前，关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是：________。