1、1第 9 课时 力学实验专题一、学习目标1.通过例 1 的复习，巩固二力平衡条件的探究实验；2.通过例 2 的复习，巩固探 究压力作用效果的影响因素实验；3.通过例 3 的复习，巩固探究液体压强影响因素的实验；4.通过例 4 的复习，巩固探究浮力大小影响因素的实验.二、考情分析 本课时力学实验主要由探究二力平衡条件、探究压力作用效果与哪些因素有关、探究液体压强的影响因素、探究浮力大小的影响因素四个重要实验组成三、备考策略在探究二力平衡条件的实验中，难点之一在于验证力的方向这一条件时，需控制两个力仍然在同一直线上，另一个难点需引导学生理解这里运用了理想化实验的方法.在探究压力作用效果与哪些因素有
2、关的实验中，要注意以下方面：要引导学生理解压力的作用效果取决于压力大小 F 和受力面积 S 两个因素判断压力作用效果时，要同时考虑压力和受力面积两个因素，而不能只考虑其中一个因素受力面积是指两个物体发生相互作用时的实际接触面积，而不一定是施压物体的底面积或受力物体的表面积压强公式 p=F/S，不但可以用于计算固体的压强，也可以用于计算液体和气体的压强 在探究液体压强的影 响因素的实验中，要引导学生正确认识液体压强的特点，液体对容器底部、侧壁有压强，液体内部向各个方向上都有压强，压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等在液体压强中，某点的深度是该点到自由液面的距离.在探究浮力
3、大小的影响因素的实验中，难点在于控制变量方法的运用以及掌握一些创新性的实验设计.四、典例分析例 1某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮 （1）本实验中的研究对象是_，定滑轮的作用是_ _.（2）在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_（选填“相同”或者“相反”），并通过调整钩码的数量来改变_（3）当两端所挂钩码数量相同时，把小卡片转至如图所示位置，松手时小卡片将_（选填“转动”或“静止”），_（选填“能”或“不能”）说明不在同一直线上的两个力不能平衡,理由是_【同步练习 1
4、】在探究二力平衡条件的实验中：（1）如图甲所示，水平放置的实验装置中，将系于小车两端的线挂上钩码，分别跨过两定滑轮，使作用在小车上的两个拉力方向相反，并通过调整_来改变拉力例 1 图图2的大小当小车平衡时，将小车水平转过一个角度，使两个力方向相反， 松手后小车不能保持平衡，这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否_（2）如图乙所示，A、B 小车内装有电磁铁，电磁铁的通、断电可遥控实现，当通电时，A、B 小车吸合成一体为了探究二力平衡时，二力是否作用在同一物体上，在图中所示情况下，下一步的操作是_（3）本实验用带轮的小车为研究对象，是因为滚动摩擦比滑动摩擦_同步练习 1 图例 2探究“压力作用效果
5、”的实验如甲、乙、丙所示（1）甲、乙、丙实验中，根据_来比较压力的作用效果（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是_（3）由实验乙、丙可知：“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例_（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强 p 丙和图丁中木板受到的压强 p 丁 的大小关系为 p 丙_p 丁（选填“”“或“=”）【同步练习 2】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 、高度 h、圆柱体底面积 S 是有关的，但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
6、了由不同密度的合金材料制成、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 10 5 1.5F1 F2 F1 F2A B甲 乙例 2 图同步练习 2 图图同步练习 2表格图35 合金乙圆柱体 B 10 10 36 合金乙圆柱体 C 20 10 3（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
7、、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 ，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例 3小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点” （乙和丙容器中装的是同种液体）（1）实验中，首先必须检查压强计能否正常使用，若用手指不
8、论轻压还是重压探头的橡皮膜时，发现 U 形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性_（选填“好”或“差” ） ；调节好压强计 后，U 形管两边液面相平.（2）小敏把探头分别浸入到图甲、乙图中的两种液体（水和酒精）中，发现图甲中 U 形管两边液柱的高度差比图乙小，由此，他判断图甲中的液体是酒精，他的判断是_选填（“正确”或“错误” ） ；接着他改变图乙中探头的深度，其探究情况如图丙所示.（3）比较图_，得出探头浸入液体中的深度_（选填“越深”或“越浅” ） ，U 形管两边液柱的高度差就越大，表示液体在此处的 压强就越大.（4）小敏发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向
9、，U 形管两边液柱的高度差不变，表明_.例 4为了探究浮力大小跟哪些因素有关，某兴趣小组的同学，用同一物体进行了如图所示的操作，并记下物体静止时弹簧测力计的示数.图乙中物体未放入前溢水杯装满水，物体浸没后用量筒测出溢出水的体积，如图丁所示.例 3图图4例 4 图（1）为了探究浮力的大小与液体密度的关系，应选择_两图；该小组同学通过比较 F1 和_的大小，得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是_.（2）物体浸没在水中时所受浮力大小为_N，盐水的密度为_g/cm 3.【同步练习 3】如图所示，图 A、B、C、D、E 是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤.同
10、步练习 3 图（1）_两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力 F 浮 =_N._两步骤可得出物块排开水所受的重力 G 排.比较 F 浮与 G 排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系.（2）如图所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时，根据实验数据描绘出弹簧测力计示数 F 随物块浸入深度 h 变化的关系图像.分析图像可得：当物块没有浸没之前，h 增大时，弹簧测力计示数_（选填“变大” 、 “变 小”或“不变” ）.当 h=4cm 时，物块所受的浮力为_N，浸没后，h 继续增大时，弹簧测力计示数为_N，该圆柱体物块的高度是_cm.五巩固练习1在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过
11、探究力对物体的作用效果来实现探究目的.同步练习 3 图5（1）如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方 法，实验中通过改变砝码的_来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否_.（2）小 明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置.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_.把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是_.2小刚同学在家里用实心砖和平铺在水平桌面上的海绵等一些自备器材，做探究“压力作用效果与那些因素有关”的实验巩固练习 2 图（1）若要探究压力作用效果与压力大小的关系，应选用图甲和图_来比
12、较（2）若要探究压力作用效果与受力面积的关系，应选用图甲和图_来比较（3）若小刚测得 实心砖的长 20cm、宽 15cm、厚 5cm，它的重力是 30N，则甲图中实心砖对海绵产生的压强是_Pa3.小露用如图所示的装置探究液体内部压强的实验：（1）实验前，先检查压强计探头、胶管和 U 型管的连接是否_，再经过调整使 U 型管两侧液面的高度_；（2）在液体内部同一深度，改变探头方向，压强计_（选填“能”或“不能” ）测各个方向的压强（3）U 型管两侧液面高度差_（选填“等于”或“反映” ）探头受到的压强大小；（4）小露自制了一个简易压强计，如图乙所示，把简易压强计浸入水中，橡皮膜将_（选填“上凹”
13、或“下凸” ） ，增加简易压强计在水中的深度，细玻璃管中液柱会_（选填“上升”或“下降” ） 4小明游泳时发现，人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力越大.由此他猜想：“浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关或者与物体排开水的体积有关” ，于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图所示的探究.巩固练习 4 图（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知：物体排开水的体积越大，物体所受的浮力就_（选填“越大”或“越小” ）.（2）小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的图像，如图所示.分析图像可知：描述金属圆柱体所受浮力的变化情况的图像是_（选填
14、“ a”或“ b”） ；该金属圆柱体在空气中所受的重力为_N，当金属块完全浸没水中后所受的浮力是_N，金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度_（选填“有”或“无” ）关.（3）在上述实验的基础上，请你再增加一个实验步骤，用来研究浮力大小与液体密度的关系._ _砖块平放甲砖块侧放乙两块砖叠在一起平放丙甲 乙 丙 丁 O h/mF/N1.01.72.7ab巩固练习 1 图巩固练习 3 图65. 小虎同学利用注射器（容积为 V） 、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.（1）实验 时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔.这样做的目的是_.（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数 F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长 L，则大气压的值可表示为p=_.（3）实验过程中注射 器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值_（选填“偏大”、 “偏小”或“不变” ）.（4）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为 0.5cm2和 2cm2，若弹簧测力计量程为 10N，实验时应选用_（选填“甲”或“乙” ）注射器，理由是_.巩固练习 5 图
