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全国各地2018_2020三年中考物理真题分类详解汇编考点15力学实验探究题含解析
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这是一份全国各地2018_2020三年中考物理真题分类详解汇编考点15力学实验探究题含解析，共24页。试卷主要包含了物质密度测量，影响摩擦力大小的因素，阻力对物体运动的影响，影响浮力大小因素实验，影响动能大小因素实验，杠杆平衡条件实验，测量滑轮组机械效率实验，其他实验探究题等内容，欢迎下载使用。
考点15 力学实验探究题
★考点列表
序号
考点
考点释义
备注
1
物质密度测量
测量固体、液体密度
重点
2
影响摩擦力大小因素实验
探究影响摩擦力大小的因素
重点
3
力与运动关系
阻力对物体运动的影响
4
影响浮力大小的因素
探究影响浮力大小的因素
重点
5
影响动能大小的因素
探究影响动能大小的因素
6
杠杆平衡条件
验证杠杆平衡条件
重点
7
机械效率测定
测定机械效率
★三年真题
一、物质密度测量
1.（2020·贵州黔南）小强同学在家中自主学习，他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度，他可用的器材有：托盘天平（含砝码）、烧杯、细线、水和小石块：
(1)将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时横梁右端高，则应将横梁右端的平衡螺母向_______（选填 “左”或“右”）调节，使横梁平衡；
(2)在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位置上作标记，用天平测出水和烧杯总质量m1；
(3)将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2；
(4)向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3；
(5)上述实验过程可简化为图，小石块的质量m石=_______；
(6)设水的密度为ρ水，则小石块体积的表达式：V石=_______（用所测物理量的字母表示），小石块密度的表达式：ρ石=_______（用所测物理量的字母表示）；
(7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水，小强所测的小石块质量_______ （选填“大于”“小于”“等于”）小石块的真实质量。
【答案】(1)右；(2) m1－m2 ；(3)；(4) ；(5)大于。
【解析】(1)由题可知，横梁静止时，横梁右端高，所以为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右调。
(5)由题知，水和烧杯和石子总质量为m1，剩余水和烧杯的总质量m2，
则小石子的质量：m石= m1- m2
(6)向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积，
则所加水的质量为：
所加水的体积为：
则小石子的体积为：
小石子的密度为：
(7)取出小石块时带走了一些水，即m2偏小，则通过计算，m石= m1- m2
计算得出m石偏大。
2.（2020·贵州黔西南）用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量矿石的密度，实验过程如下图所示。
(1)在测量矿石质量前，将游码移到0刻线，天平指针指在分度盘的位置如图甲所示，此时应该向_______（填“左”或“右”）旋动横梁右端的螺母，直到指针指在分度盘的_______。
(2)接下来的实验操作顺序应该是：______、_____、_______（填写图乙中的标号）。
(3)测量质量时，矿石放在天平左盘，右盘中所放砝码如图A所示，再将游码移动到图示位置时，天平平衡。则矿石的质量为_______g。
(4)实验测得该矿石的密度为_______kg/m3。
【答案】(1)右；(2)中央；(3) A；(4)B；(5)C；(6)142；(7)7.1×103。
【解析】(1)由图可知，天平指针指偏向分度盘的左侧，说明天平左边较重，所以应将平衡螺母向右调，直到指针在分度盘的中央。
(2)测量矿石的密度时，应当先测量矿石的质量，再在量筒中倒入适量的水，用细线将矿石系住，放入量筒测量水和矿石的总体积，所以接下的操作步骤依次是：A、B、C。
(3)由图可知，测得矿石的质量为：
(4)由图可知矿石的体积为：
所以矿石的密度为：。
3.（2020·江苏泰州）为做好消毒防疫，学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上，先将________，再调节平衡螺母，使指针对准分度盘中央的刻度线；接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g，再将部分酒精倒入量筒中，液面如图甲所示：最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量，测量结果如图乙所示，天平的读数为________g，75%消毒酒精的密度为________g/cm3；
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计，竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，图中AB间距离为10.5cm，则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的________（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；
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细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。
【答案】(1)游码归零；(2) 612；(3)0.875；(4) 1；(5)等于；(6)12；(7)②。
【解析】(1)使用天平时，应该把天平放在水平台面上，接着将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。
剩余酒精和瓶的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即
酒精的质量：
由图甲读出酒精的体积是40mL=40cm3，酒精的密度为：
(2)密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，说明此时密度计在A处显示的密度值应该为该液体的密度，所以则A处应标为1g/cm3。
由题意可知，密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态，所受的浮力等于密度计的重力；由于密度计在水中也处于漂浮状态，所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力，所以密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的等于在水中所受的浮力。
由于密度计在水中和酒精中受到的浮力相等，所以
则：，
解得：，故它浸入酒精中深度h为12cm。
(3)密度计的特点是刻度不均匀，上梳下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度深，刻度间隔越大；由题图可知密度计②所处的深度最深，刻度间隔最大，测量值最准确。
4.（2020·山东聊城）小明在实验室测量一块不规则石块的密度。
(1)小明把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，如图甲所示，其做法错误之处是没有把______放到正确位置；
(2)小明纠正上述错误后，应向______（选填“左”或“右”）端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡；
(3)用调好的天平测石块的质量，当有盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁平衡，则石块质量为______g。在量筒内倒入适量水。该石块放入前、后的情况如图丙所示，则石块的体积是______ cm3，此石块的密度是______kg/m3。
【答案】（1）游码；（2）右；（3）38.4；（4）15.0；（5）2.56×103。
【解析】(1)使用天平测量质量时，先将天平放在水平桌面上，其次将天平标尺上的游码归零，最后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，再进行测量。
(2)天平没有称量物体，游码没有归零时，天平平衡；将游码归零后，说明左盘下沉，右盘上翘，此时应向右端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡。
(3)如图乙所示，天平标尺分度值为0.2g，游码左端在3.4g处，则石块质量
m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
如图丙所示，量筒中水的体积为30.0mL，放入石块后，水和石块的总体积为45.0mL，则石块的体积：V=45.0mL-30.0mL=15.0mL=15.0cm3
石块密度：。
5．（2020·安徽）实验室用的托盘天平，砝码盒中常配备的砝码规格有：100g、50g、20g、10g、5g. 现要测量一物体的质量（约为 70g）。
（1）调节横梁平衡：将天平放在水平桌面上，取下两侧的垫圈，指针就开始摆动。稳定后，指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为______________________
____________________。
甲第 19 题图乙
（2）调节天平横梁平衡后，将物体放在左盘中，用镊子由大到小在右盘中加减砝码......，当放入 5g 的砝 码时，指针偏向分度盘的右侧，如图乙所示。则接下来的操作是：___________________________， 直到横梁恢复平衡。
【答案】（1）用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；（2）用镊子取下 5g 砝码，再用镊子向右移动游码。
【解析】（1）调节天平平衡前，需要先用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；
（2）测量过程中，当按顺序最后加入 5g 砝码后，指针右偏，应当用镊子将 5g 砝码取下，再用镊子向右移动游码直至天平平衡。
6.（2020·黑龙江龙东）姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中，利用天平（砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材，对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数）
(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。
①将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则应将平衡螺母向(左或右）端调节，使指针指在分度盘。
②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置，该金属块质量为g。
③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景，则该合金块的体积是cm3 。
④求出合金块的密度为g/cm3。
(2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球，完全浸没在某种液体中示数为1.6N，此球受到的浮力N，求出液体的密度为g/cm3。
【答案】（1）左、中心、34、6；（2）0.4N
7.（2020·重庆）小张发现外婆家的盐蛋咸适中恰到好处，猜想可能和盐水的密度有关，他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
(1)将天平放在水平工作台上，游码移到标尺的刻度处，砚察到指针偏向分度盘的左侧(图16甲),应将平衡螺母向 调节,使天平平衡，
(2)调节天平平衡后，进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量mo,天平平衡时,砝码及游码位置如图16乙,mo= g；
②向烧杯中倒人适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g:然后将盐水全部倒入量筒(图16丙)，读数时视线与凹液面底部，读出体积V= ml;
③算出盐水的密度ρ= g/cm3
(3)小华指出:以上测量过程中.烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大，于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
进行了以下实验操作:
①取密度为8 g/cm'的合金块，用电子秤测得其质为为80.0g(图17甲):②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水，得杯、盐水，水，合金块的总质量为100.0g(图17乙);
③取出合金块向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.00g(图17丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= g/cm3 若测量后发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右，则以上测得的盐水密度与真实值相比(选填“偏大”“不变”或”偏小”)。
【答案】（1）零、右；（2）①32、②相平、20；③1.15；（3）①1.1；②偏大。
【解析】（1）考察实验操作；
（2）①先算砝码，再加游码，为32g；
②量筒读数时视线与凹液面相平；读数为20ml；
③由密度计算公式：
（3）由甲可知： ①
由乙可知： ②
由图丙可知： ③
②-①： ④
③-④：
由上述密度求法可知：由于测量后发现每次测量值均比真实值大1g，所以①、②、③中真实数据则为79g、99g、30g，通过同样的算法：
。
故测量密度偏大。
8.（2020·江苏连云港）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（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
(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1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/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______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。
【答案】（1）0；（2）；（3）3.2；（4）200mL。
【解析】(1)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，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m桶，由杠杆的平衡条件可知：m桶gl=mgl0
桶的质量：m桶=
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得：
(m桶+m)gl=mgl1
(m桶+ρV)gl=mgl1
(+ρV)gl=mgl1
ρ=
(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2
l2=3.2cm
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
9.（2020·河南）郑州市积极响应"国家黄河生态文明"战略，在沿黄地区大力发展石榴种植。小明发现他家的石榴比其他品种的石榴甜，汁更浓，想测一下石榴汁的密度。
（1）实验步骤如下:
①将空烧杯放在调好的天平上，测出其质量为 40g;
②在烧杯中倒入适量的石榴汁，将其放在天平左盘上，在右盘内添加砝码。
当放入最小的5g砝码时，天平右端下沉，接下来应进行的操作是: ，直到天平平衡。此时砝码质
量及游码位置如图12甲所示.则烧杯和石榴汁的总质量为 g ；
③将烧杯中的石榴汁倒入量简中，液面位置如图12乙所示，
则量筒中石榴汁的体积为cm3;
④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为 kg/m3
（2）分折实验过程,小丽认为，在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留，会使密度的测量结果(选项“偏大"或"“偏小)。 她提出只要将（1）中实验步骤的顺序稍作调整就能使测量结果更准确，合理的顺序
（填写步骤序号)） 。
【答案】（1）将 5g 砝码拿下来，向右移动游码，62.4，3.12×103；（2）偏大，②③①④。
【解析】（1）右侧下沉，证明砝码过重，需要将 5g 砝码拿下来，向右移动砝码；
（2）如果液体有残余，会使得测得的体积偏小，最终密度偏大；只需要调成②③①④，这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了，最终结果会更加准确。
10.（2020·重庆B）小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种洗手液的主要成分为75％的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。
(1)实验前，将托盘天平放在_________工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”)调节，使天平平衡；
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为_______g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为42.4g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，则量筒内洗手液的体积为_______ml，这种洗手液的密度为_______g/cm3；
(3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下：
①烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图丁)；
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊)，洗手液未溢出；
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。则这次测得洗手液的密度为_____g/cm3，对前后两次实验进行分析，发现在______(选填“学校”或“家”)所测洗手液密度的结果更接近真实值，造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是(已知铝块的密度为2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液)。
【答案】（1）水平；（2）右；（3）72.4；（4）30；（5） 1；（6）0.9；（7）家；（8）洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。
【解析】(1)用天平测量物体的质量之前，应该将天平放在水平工作台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处。
指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时，应将平衡螺母向右调节。
(2)烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即：
如图丙所示，量筒内洗手液的体积为，倒入量筒洗手液的质量是：
这种洗手液的密度为：
(3)③对比丁图和己图可知，铝块的质量是：
由得，铝块的体积是：
对比戊己两图可知，铝块的受到的浮力：
铝块完全浸没在洗手液中时，
所以这次测得洗手液的密度为：
由题意可知，这种洗手液的主要成分为75％的酒精，而酒精的密度小于，可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。
造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。
11.（2020·宁夏）75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3，于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶
(1)小刚取适量该酒精进行实验∶
①为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是____（用字母表示）｡
A.计算酒精的密度
B.用天平测出烧杯的质量52.4g
C.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为____
g，该酒精的密度是______｡
③根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由｡______
(2)在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水､烧杯､细线和小石块来测量该酒精的密度，实验操作步骤如下∶
a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数F1
b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数F2
c.算出小石块的体积V石
d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数F3
根据上述操作步骤，请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______（表达式用测量量的字母表示，水的密度用表示，推导过程要有必要的文字说明）｡
【答案】（1）DCEBA；（2）105.2；（3）0.88g/cm3 ；（4）根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合；（5）ρ水。
【解析】(1)为使测量结果更准确，实验操作步骤合理顺序是：DCEBA；测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为105.2g，所以酒精的质量为：
m=105.2g-52.4g=52.8g
由图乙知酒精的体积为60cm3，所以酒精的密度为：===0.88g/cm3
根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合。
(2)小石块在水中的浮力为：F水=F1-F2=ρ水gV排=ρ水gV石
小石块的体积为：V石=
小石块在酒精中的浮力为：F酒=F1-F3=ρgV排=ρgV石=ρg
所以酒精的密度为：ρ=ρ水。
12.（2019·邵阳）全国著名的“油茶之都邵阳县盛产茶油，小华同学为了测量家中茶油的密度，课后在老师的指导下进行如下实验：
（1）把天平放在水平台上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，此时应将平街螺母向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡。
（2）取适量茶油倒入烧杯，用天平测量烧杯和茶汕的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，再次测出烧杯和剩余茶油的总质量为27g，则量筒中茶油的质量是g。
（3）量筒中茶油的体积如图丙所示，请你计算出茶油的密度是kg/m3。
【答案】（1）右；（2）36；（3）0.9×103。
【解析】（1）天平静止时指针偏在分度盘中央刻度线左边，根据“左偏右调，右偏左调”的调节规则，此时应将平衡螺母向右调节。
（2）根据图乙，用砝码总质量加上游码示数，可读出烧杯和茶油的总质量为63g，减去烧杯和剩余茶油的总质量27g，解得倒入量筒中茶油的质量为36g。
（3）由图丙可读出，量筒中茶油的体积为40cm3，使用公式ρ0.9g/cm3＝0.9×103kg/m3，所以茶油密度为0.9×103kg/m3。
故答案为：（1）右；（2）36；（3）0.9×103。
13.（2019·苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①天平放置于______工作台上，将游码移到标尺______处，调节平衡螺母使横梁平衡；
②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为______g。在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为______kg/m3；
（2）测小瓷杯的密度
如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯=______（用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果______（选填“偏大”、偏小”或“不变”）。
【答案】水平；零刻线；17.4；3.48×103；不变。
【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是0.2g，右盘砝码质量是20g，游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上，所以小石块的质量为m=10g+5g+2.4g=17.4g；
量筒中原有30mL水，放入石块后，量筒液面上升到35mL，因此石块体积V=35ml-30ml=5ml=5cm3；小石块的密度为ρ===3.48g/cm3=3.48×103kg/m3；
（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则陶瓷的体积V=V2-V1，瓷杯处于漂浮时，则G=F浮，根据阿基米德原理可知：F浮=G排；
所以，G=G排，则瓷杯质量m=m排=ρ水（V3-V1）；所以小瓷杯密度：ρ瓷==。
由小瓷杯密度表达式：ρ瓷==可知，小瓷杯内的水未倒干净，对所测结果没有影响。
故答案为：（1）①水平；零刻线；②17.4；3.48×103；（2）；不变。
14.（2019·盐城）小刚做测量蜡块密度的实验：
（1）将天平放在水平桌面，移动游码至标尺的_________处。若此时指针的位置如图甲所示，应将平衡螺母向________移动，使天平平衡。
（2）将蜡块放在天平__________盘中，另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平平衡。蜡块的质量为_______g。
（3）将蜡块放入盛有50.0mL水的量筒中，用铁丝将其压入水中，读得量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为______。
（4）计算得出蜡块的密度为___________kg/m3。
【答案】（1）左端“0”刻度线；（2）左；（3）左；（4）8.4；（5）10.0mL；（6）0.84×103。
【解析】（1）天平使用步骤：先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至标尺的零刻度线处，再调节平衡螺母使天平平衡；图甲中，游码归零后指针右偏，说明天平右侧重、左侧轻，应将平衡螺母向左移动，直到天平平衡。
（2）根据“左物右码”，应将蜡块放在天平左盘中，在右盘中加减砝码。图乙中，砝码质量为5g，游码标尺分度值为0.2g，则蜡块的质量为m=5g+3.4g=8.4g。
（3）将蜡块压入盛有50.0mL水的量筒中，量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为V=60.0mL-50.0mL=10mL=10cm3。
（4）计算得出蜡块的密度为ρ===0.84g/cm3=0.84×103kg/m3。
15.（2019·广东）学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：
（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的________处，并调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________往天平的右盘________（选填“从小到大”或“从大到小”）试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为________g。
（3）如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3）
（4）如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为________kg/m3。
【答案】 （1）零刻度线；（2）镊子；从大到小；124；（3）2×10-5；（4）2.5×103 。
【解析】（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的零刻度线处，并调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用镊子往天平的右盘从大到小试加砝码，并移动游码，直至天平平衡。如图甲所示，砝码的质量为120g，游码的质量为4g，那么烧杯和水的总质量为124g；
（3）矿石排开水的质量：m水=144g-124g=20g=0.02kg；
矿石的体积为：；
（4）矿石的质量为：m=174g-124g=50g=0.05kg；
矿石的密度为：。
16．（2018•烟台）在用天平，量筒“测量盐水密度”的实验中，甲、乙、丙三位同学设计了如下三种实验方案：
方案一：
1．调节天平平衡
2．用天平测出空烧杯的质量m1
3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量m2
4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积V
5．算出液体的密度ρ液
方案二：
1．调节天平平衡
2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量m1
3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积V
4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量m2
5．算出液体的密度ρ液
方案三：
1．调节天平平衡
2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积V
3．用天平测出空烧杯的质量m1；
4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量m2
5．算出液体的密度ρ液
（1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤
（2）写出以上三种实验方案密度的表达式
（3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理
【解析】（1）调节天平平衡的步骤：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，调节平衡螺母使指针指到分度盘的中央；
（2）液体的密度，基本原理是ρ=；
方案一：液体的密度ρ液==；
方案二：液体的密度ρ液==；
方案三：液体的密度ρ液=═；
（3）方案一：当把液体由烧杯倒入量筒时，烧杯上会沾有少量液体，导致称量的液体体积偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏大，误差较大；
方案三：当把液体由量筒倒入烧杯时，量筒上会沾有少量液体，导致称量的液体质量偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏小，误差较大；
方案二避免了一和三中的这些问题，实验误差较小，故方案二较合理。
17．（2018·潍坊）用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下：
（1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图甲所示，则烧杯和食用油的总质量是 g；
（2）将烧杯中食用油倒入量筒中一部分，液面位置如图乙所示，倒出的食用油体积为 mL；
（3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0g，则该食用油的密度ρ= kg/m3
（4）若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值比真实值 （选填“大”、“小”或“不变”）。
【答案】（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。
【解析】（1）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；烧杯和食用油的总质量：m1=50g+20g+3.4g=73.4g；
（2）如图乙所示，量筒中食用油的体积为V=40ml=40cm3；
（3）烧杯中食用油的质量m=m1﹣m2=73.4g﹣41.0g=32.4g；该食用油的密度ρ===0.81g/cm3=0.81×103kg/m3；
（4）由实验步骤可知，所测量的油的质量m是真实的；若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，导致所测食用油体积V偏小；由ρ=可知所测油的密度偏大。
答案：（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。
18．(2018·眉山)如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器材，在实验时发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为20cm3的金属块和一些纸张。
（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的 刻度线上。
（2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向 （填“左”或“右”）调节 使天平横梁平衡。
（3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量m总时，向盘中加减砝码要用 ，不能用手接触砝码，称得m总=123.2g
（4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所示，天平平衡后，砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为m= g，则液体的密度ρ= g/cm3。
【答案】（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37
【解析】（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的零刻度线上，调节横梁使天平平衡；
（2）调节天平平衡时，若发现指针偏向分度盘的左端，则平衡螺母要向右调；
（3）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；
（4）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体和玻璃杯的总质量m总=100g+50g+0.6g=150.6g，
金属块排开的液体的质量为：m=150.6g﹣123.2g=27.4g=0.0274kg；
排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F浮=G=mg=0.0274g×10N/kg=0.274N；
根据阿基米德原理可知，液体的密度为：
ρ===1.37×103kg/m3=1.37g/cm3；
故答案为：（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37
19.（2018·德阳）小华随意选取其中一块石子，准备在实验室测定它的密度。
(1)他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺处，再调节平衡螺母直至天平平衡。
(2)用调好的天平测石子的质量,当盘中所加砝码和游码位置如图(甲)所示时,天平平衡,则此石子的质量为______g。在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图(乙)所示,则石子的密度是______kg/m3。
【答案】（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。
【解析】（1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处；
（2）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，所以石子的质量m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g；
由图乙知，量筒的分度值为1ml，水的体积为30ml，水和石子的体积为45ml，所以石子的体积为V=45ml-30ml=15ml=15cm3；
石子的密度ρ=m/V=38.4g/15cm3=2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。
故答案为：（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。
二、影响摩擦力大小的因素
1.（2020·江苏连云港）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。
(1)在实验过程中，要增大传送带运动的速度，可以将滑动变阻器滑片向______（选填“ 左”或“右”）移动实现；
(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______。
【答案】（1）左；（2）控制压力和接触面的粗糙程度相同；（3）无关；（4）当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变。
【解析】(1)由图乙可知，要增大传送带运动的速度，需要增大电动机的速度，可以增大电路中的电流，变阻器连入电路的电阻变小时，由I=可知通过电路的电流变大，所以将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器连入电路的电阻变小。
(2)让同一木块在同一传送带上进行实验，这样可以控制压力和接触面的粗糙程度相同。
(3)由图丙可知，当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。
2.（2020·新疆）如图所示，小丽在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用质量相等、表面粗糙程度不同的两个物块A、B放在水平木板上进行实验：
(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，则木板对物块的摩擦力大小为__________N。再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，__________越大，滑动摩擦力越大；
(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的__________（填“面积大小”或“粗糙程度”）的关系；用A、B分别做实验时，地面对水平木板的滑动摩擦力大小__________（填“相等”或“不相等”）。
【答案】（1）1.4；（2）压力；（3）粗糙程度；（4）相等。
【解析】(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，每大格表示1N，每小格表示0.2N，指针位置在1N刻度线以下第二小格，故则木板对物块的摩擦力大小为1.4N。
再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，两物体质量相同，即对接触面的压力相同，故目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
用A、B分别做实验时，水平木板对地面的压力不变，与地面的接触面不变，故地面对水平木板的滑动摩擦力大小相等。
3．（2020·四川遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验话动中，同学们提出了以下情想：
A．滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积大小有关
B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
C．滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关
他们选择的器材有长方体木块，弹簧测力计，两个相同砝码、木板、毛巾等，实验中用弹簧测力计水平拉着木块在水平面做 运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等，收集实验数据如表：
接触面种类
木板
毛巾
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
压力
木块
木块+1个砝码
木块+2个砝码
木块
木块+1个砝码
木块+2砝码
接触面积
平放
平放
侧放
竖放
平放
平放
平放
平放
侧放
竖放
测力计示数/N
1.2
1.8
1.8
1.8
2.2
2.0
2.8
3.2
3.2
3.2
①分析表中 组实验数据，可以验证猜想B。
②分析2、3、4或8、9、10组实验数据，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小 （选填“有关”或“无关”）。
③综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与 有关。
【答案】匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。
【解析】实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
①要探究滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力大小和接触面的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由表格数据知1、6（或2、7，或5、8）符合题意；
②分析2、3、4或8、9、10组实验数据知压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积不同，弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力相同，故可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关；
③由表中1、6（或2、7，或5、8）知：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
由表中1、2、5（或6、7、8）知：当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
由表中2、3、4（或8、9、10）知：滑动摩擦力与接触面积大小无关；
综合分析滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
故答案为：匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。
4.（2020·四川甘孜州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，有同学认为滑动摩擦力大小除了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外，还与接触面大小有关。
(1)为了探究这个问题，需要选择合适的木块，你认为他应该选择________
A.各面粗糙程度相同的正方体木块
B.各面粗糙程度不相同的正方体木块
C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块
D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块
(2)在测量摩擦力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在________（选填“水平”或“竖直"）方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小_________（选填“大于” “等于”或“小于”）弹簧测力计示数。
(3)该同学正确选择木块后，将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动木块，发现三次弹簧测力计的示数均相等，由此得到的结论是∶滑动摩擦力的大小与接触面大小_________（ 选填“有关”或“无关”）。
【答案】（1）C；（2）水平；（3）等于；（4）无关。
【解析】(1)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系，必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积的大小，因此，只有选项C符合题意。
(2)因为实验中弹簧测力计是在水平方向使用的，所以实验前除了要观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在水平方向调零。
实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
(3)实验中改变了接触面大小，但是弹簧测力计的示数均相等，即说明滑动摩擦力的大小与接触面大小无关。
5.（2020·武汉）在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。
将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:
实验次数
物块放置情况
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
1
平放
A一物块
100g的砝码放在物块上
2
平放
B一物块
100g的砝码放在物块上
2.2
3
平放
B一物块
200g的砝码放在物块上
2.4
4
侧放
B-物块
100g的砝码放在物块上
(1)第1次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N；
(2)由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力______(填“越小”或“越大” )；
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______（填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系；
(3)第4次实验中，弹簧测力计示数是___________N。
【答案】（1）1.8；（2）越大；（3）物块对长木板；（4）2.2。
【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。
(2)由1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大。
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。
(3)[4]由2、4两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是2.2N。
6.（2019·扬州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。
（1）如图所示，为测出滑动摩擦力大小，三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_________拉动木块 A，弹簧测力计的示数F1
（3）比较__________两幅图，可得出：压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大．
【答案】（1）匀速直线；（2）2.4；（3）不变；（4）受；（5）甲、乙。
【解析】匀速直线拉动时，弹簧测力计示数为摩擦力，读出F3示数为2.4N；
滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，改变拉力大小，摩擦力不变，增大拉力做加速运动，则砝码受到向右的摩擦力，比较甲、乙仅接触面粗糙程度不同，可得出压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
7.（2019·岳阳）在“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，
（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小
______（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计示数。
（2）实验记录的数据如下表：
序号
木块放置情况
挟触面
压力F/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
1.8
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
①分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下列实例与结论相符的是______。（填字母代号）
A．用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹
②分析______（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。
③分析1、2、3三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f=______。
【答案】（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块处于匀速直线运动状态，则木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和测力计的拉力是一对平衡力，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；（2）①分析序号2、5、6三组数据可知：压力相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大； A、用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字，是通过增大压力来增大摩擦力的，故A不符合题意； B、汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力的，故B符合题意。故选：B。②要探究滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关，需要控制接触面的粗糙程度相同、压力大小相同，改变接触面的大小，所以需分析3、4两组数据；③分析1、2、3三组实验数据可知，接触面的粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比，即，由此可以得出：f=0.3F。
故答案为：（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
8.（2019·湘潭）图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面，改变木块对木板的压力，依次实验，将每次测量结果填入下表。
（1）拉着长木板水平向左做 运动，当测力计示数稳定时，测力计的拉力 （选填“等于”或“不等于”）小木块受到的滑动摩擦力。
实验序号
木块与木板的接触面
压力
测力计示数
1
木块正面与木板面
2.0N
0.6N
2
木块正面与木板面
4.0N
1.2N
3
木块正面与木板面
6.0N
1.8N
4
木块侧面与木板面
2.0N
0.6N
5
木块侧面与布面
2.0N
1.0N
6
木块正面与布面
2.0N
（2）测力计使用前要观察量程、分度值，以及指针是否指在 。
（3）由实验1、4可知，滑动摩擦力的大小与接触面的面积 （选填“有关”或无关“），则实验6空格中的数据应该是 N。
（4）由实验4、5可知，其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 。
（5）由实验1、2、3可知，其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成 比，这里主要采用的硏究方法是 （选填“控制变量法”或“理想实验法”）。
【答案】（1）匀速直线；等于；（2）零刻度线处；（3）无关；1.0；（4）大；（5）正；控制变量法。
【解析】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，当测力计示数稳定时，测力计的拉力等于小木块受到的滑动摩擦力；
（2）测力计使用前要观察量程、分度值，以及指针是否指在零刻度线处。
（3）由实验1、4可知，压力和接触面粗糙程度相同，而接触面积大小不同，滑动摩擦力相同，故得出滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关；根据实验5中的数据，由这个结论可知，实验6空格中的数据应该是1.0N。
（4）由实验4、5可知压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（5）由实验1、2、3可知，在接触面粗糙程度相同时，压力增大为原来的几倍，滑动摩擦力增大为原来的几倍，即滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，这里主要采用的硏究方法是控制变量法（控制了接触面的粗糙程度相同）。
故答案为：（1）匀速直线；等于；（2）零刻度线处；（3）无关；1.0；（4）大；（5）正；控制变量法。
9.（2019·达州）小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：
a．如图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
b．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
c．如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
（1）该实验主要采用的探究方法是 。
（2）由图1中 两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越 （选填“大”或“小”）。
（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是 长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】（1）控制变量法；（2）甲丙；（3）大；（4）不需要；3；（5）4。
【解析】（1）该实验主要采用的探究方法是控制变量法。
（2）因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小；
由图1中甲丙两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；
（4）如图1中丁图所示的实验装置，A相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动；
实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，根据二力平衡，则长木板B受到地面的摩擦力大小为3N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示，由图4知，6﹣9秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
故答案为：（1）控制变量法；（2）甲丙；（3）大；（4）不需要；3；（5）4。
10．（2019·荆门）利用如图甲所示装置研究影响滑动摩擦力大小的因素。
（1）实验研究用到的物理方法是 。
（2）王利在实验中发现要保持木块匀速运动很困难，改用知图乙所示装置，在用力将本板向左拉出的过程中，弹簧测力计 （选填“A”或“B”）的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
（3）实验部分数据如下表，要研究滑动摩擦力与接触面压力的关系，应选用第①组和第 组数据；比较第③组和第④组数据，可以看出滑动摩擦力的大小与木板所受拉力的大小 。
实验序号
木块质量m（g）
接触面粗糙程度
弹簧测力计的FA示数（N）
弹簧测力计的FB示数（N）
①
200
较粗糙
2.00
0.40
②
200
粗糙
2.00
0.70
③
300
较粗糙
2.00
0.60
④
200
较粗糙
2.40
0.40
【答案】（1）控制变量法；（2）B；（3）③；无关。
【解析】（1）实验研究用到的物理方法是控制变量法。
（2）分析木块与木板间的滑动摩擦力大小，因图中木块处于静止状态，受到的测力计拉力与木板对其的摩擦力为平衡力，大小相等，故弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小；
（3）实验部分数据如下表，要研究滑动摩擦力与接触面压力的关系，要控制接触面粗糙程度相同，故应选用第①组和第③组数据；
比较第③组和第④组数据，压力和接触面粗糙程度相同，而拉力不同但测力计示数相同，即滑动摩擦力大小相同，故可以看出滑动摩擦力的大小与木板所受拉力的大小无关。
故答案为：（1）控制变量法；（2）B；（3）③；无关。
11.（2018·济宁）用如图的实验装置，让静止的小车从斜面的同一高度滑下，观察并记录小车在三种不同木板水平面上运动的距离，探究阻力对物体运动的影响。
(1)下图是对在水平面上运动小车进行的受力分析，其中正确的是____；
(2)小易按照“毛巾一棉布一木板”的顺序进行实验，实验记录如下表。
分析比较表中内容，可得出的初步结论是:小车受到的摩擦力越小，运动距离______深入分析发现，小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，由此进-步推理得出的结论是：___________。
接触面
小车受到摩擦力的大小
小车在水平面上的运动距离s/cm
毛巾
大
23.1
棉布
较大
37.5
木板
小
85.6
(3)早在17世纪初期，意大利物理学家____ __ (填写科学家名字) 就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。
【答案】B；远；匀速直线运动；伽利略。
【解析】小车水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受水平向左的摩擦力，故B正确；
小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。
由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。
故答案为：B；远；匀速直线运动；伽利略。
12．（2018•南京）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，水平桌面上的器材有：弹簧测力计、木块、钩码、水平木板和毛巾，实验装置如图所示
（1）甲、乙、丙三次实验中，每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，这样操作是为了测量 。
（2）比较 两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
（3）鞋底做的凹凸不平，应用了比较 两次实验所得的结论。
（4）从本实验的器材中选择 ，并添加斜面和小车还可以做“探究速度对动能大小的影响”实验。
【答案】（1）滑动摩擦力大小；（2）甲乙；（3）甲丙；（4）木块、水平木板。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，此时木块受平衡力的作用，由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力大小 等于弹簧测力计的示数；
（2）探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时应控制接触面的粗糙程度相同，压力不同，故选择甲乙两图进行实验；
（3）鞋底做的凹凸不平，表明接触面粗糙程度不同，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，控制压力相同，接触面粗糙程度不同，故选择甲丙两图进行实验；
（4）探究速度对动能大小的影响时，应让小车从斜面的不同高度滑下，这样小车在到达水平木板时的速度是不同的，通过比较小车撞击木块移动的距离来比较动能的大小；故实验中还需要用到木块和水平木板。
故答案为：（1）滑动摩擦力大小；（2）甲乙；（3）甲丙；（4）木块、水平木板。
13．（2018·淮安）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。
（1）实验中，为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做 运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为 N。
（2）比较甲、乙两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与 有关；比较 两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
（3）实验现象说明，如果要取得拔河比赛的胜利，组队时应选体重 （选填“大”或“小”）的。同学参加比赛，同时在比赛中选用图丁中 （选填“（a）”、“（b）”或“（c）”）类型的鞋。
【答案】（1）匀速直线；3.6；（2）压力大小；甲丙；（3）大；（a）。
【解析】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小。
故实验中，为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做匀速直线运动。图甲中测力计分度值为0.2N，木块与木板表面间滑动摩擦力大小为3.6N。
（2）比较甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，压力越大，测力示数越大，滑动摩擦力越大，
结论是滑动摩擦力大小与压力大小有关；研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系要控制压力大小相同，故比较甲丙两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
（3）根据影响滑动摩擦力大小的因素，压力越大，接触面越粗糙滑动摩擦力越大，故要取得拔河比赛的胜利，组队时应选体重大的。同学参加比赛，同时在比赛中选用图丁中类型的鞋。
故答案为：（1）匀速直线；3.6；（2）压力大小；甲丙；（3）大；（a）。
三、阻力对物体运动的影响
1.（2020·江苏泰州）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，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是_______；
A．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，小车将保持________（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
【答案】（1）B；（2）长；（3）匀速直线运动；（4）等于；（5）C.
【解析】(1)将小车从斜面上A处滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程；故不可行的方法是增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下。故选B。
(2)由图示可知，小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可知，当阻力为零时（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动。
(3)由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等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。所用的方法是理想是实验法；
A．探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法，故B不符合题意；
C．探究声音能否在真空中传播用的方法是理想实验法，故C符合题意；
D．探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
2.（2020·宁夏）小明采用如图所示的实验装置，探究“阻力对物体运动的影响”，每次让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离∶
(1)每次让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是∶______
(2)分析实验现象可知，小车在水平面上运动速度的减小是因为受到_____的作用；通过对实验现象的分析，推理可知∶如果运动的物体受到的阻力为零时，它的运动状态将会_____｡在初中物理学习中，运用科学推理法的实验还有∶_______｡
【答案】（1）使小车到达水平面时的初速度相同；（2）阻力；（3）不变；（4）探究真空不能传声的实验。
【解析】(1)在三次实验中，让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是使小车到达水平面时的初速度相同。
(2)由题知，实验中通过改变水平面的粗糙程度改变小车在水平面上受到的阻力大小，车在水平面上运动速度的减小。
根据实验现象知：木板上小车受到的阻力更小，则小车运动的距离更远，速度减小的更慢；推理可得：若小车运动中不受任何阻力，它将保持恒定的速度永远运动下去，即做匀速直线运动，它的运动状态将会不变；这用到了科学推理法，在研究真空不能传声的实验中也用到了此方法。
3.（2019·深圳）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动．乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有________和________；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越________。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将________。
（2）乙实验中的研究对象是________（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与________的关系。
【答案】（1）重力；（2）支持力；（3）慢；（4）做匀速直线运动；（5）钢球；（6）速度大小。
【解析】（1）小车在竖直方向上受到向下的重力和地面对小车向上的支持力的作用，在水平方向上受到摩擦力越小，力改变物体运动状态的就越慢，小车的速度减小得越慢，由牛顿第一定律可知如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动一直运动下去；
（2）让钢球从斜面上由静止滚下，获得初始速度，进而获得动能，进行研究，因而乙实验中的研究对象是钢球，钢球由不同的高度由静止滚下，到达斜面底端的初始速度不同，因此实验目的是探究物体的动能大小与速度大小的关系。
4.（2019·菏泽）小明探究“物体运动与其所受阻力的关系”实验时。让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。小明发现小车在水平木板表面上滑行的距离量最长，这个现象说明：_________；实验中让小车从同一高度滑下的目的是_________。
【答案】小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
【解答】解： （1）在所给3种接触面中，水平木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，小车运动的距离最远，这个现象说明：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（2）每次均让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
故答案为：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
5.（2018·泸州）泸州用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。第一次在水平木板上铺毛巾如图甲，第二次将毛巾换为棉布如图乙，第三次撤去棉布如图丙。观察小车在水平面上滑行的距离，回答下列问题：
（1）实验中，每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达斜面底部的______。
（2）实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最______。
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，小车从斜面上滑下后会在水平面上做______直线运动（选填“匀速”“减速”或“加速”）。
（4）用如图丙装置，若让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑，则还可以探究小车______的关系（选填答案序号）。
A．重力势能与质量
B．重力势能与高度
C．动能与质量
D．动能与速度
【答案】初速度相同；小；匀速；BD。
【解析】（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的初速度相同；
（2）在该实验中，木板表面最光滑，阻力就最小，小车运动的距离最远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（3）由上述实验可推理得出：如果水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则它会在水平面上做匀速直线运动。
（4）同一小车从不同高度由静止滑下，通过小车运动的距离可知克服阻力做功的多少，从而可判断小车原来具有重力势能的大小，所以可以探究重力势能与高度的关系；由于小车从不同高度由静止滑下，到达水平面时的初速度不同，通过小车运动的距离可知小车达到水平面时的动能大小，所以还可探究动能与速度的关系。故选BD。
故答案为：（1）初速度相同；（2）小；（3）匀速；（4）BD。
6. （2018·济宁）用如图的实验装置，让静止的小车从斜面的同一高度滑下，观察并记录小车在三种不同木板水平面上运动的距离，探究阻力对物体运动的影响。
(1)下图是对在水平面上运动小车进行的受力分析，其中正确的是_____
(2)小易按照“毛巾一棉布一木板”的顺序进行实验，实验记录如下表。
分析比较表中内容，可得出的初步结论是:小车受到的摩擦力越小，运动距离_____； 深入分析发现，小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，由此进-步推理得出的结论是:
________
接触面
小车受到摩擦力的大小
小车在水平面上的运动距离s/cm
毛巾
大
23.1
棉布
较大
37.5
木板
小
85.6
(3)早在17世纪初期，意大利物理学家_______ (填写科学家名字) 就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。
【答案】B；远；匀速直线运动；伽利略。
【解析】小车水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受水平向左的摩擦力，故B正确；
小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。
由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。
故答案为：；远；匀速直线运动；伽利略。
7．（2018•扬州）在探究阻力对物体运动的影响时：
（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是 。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将 。
（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是 。
【答案】（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
【解析】（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；
毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；
如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动；
（2）研究阻力对小车运动的影响，需要改变接触面的粗糙程度，且对于同一接触面摩擦力一定，不同接触面，摩擦力不同，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
故答案为：（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
8. (2018·广东)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，如题17-1图所示。
（1）让同小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是________________。
（2）实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长，表明它在该表面受到的阻力最_________。
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则它会在水平面上做_______运动。
（4）如图题17-1图丙所示，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则还可以探究小车的_______关系（选填序号）。
①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度
（5）如题17-2图所示，用弹簧测力计水平拉着木块在长木块上做匀速直线运动，此时测力计的示数为_______N。
（6）在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动，可探究木块的___________关系（选填序号）。
①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度；②滑动摩擦力的大小与压力大小；
【答案】（1）使小车到斜面底部的速度相同；（2）小；（3）匀速直线；（4）②④；（5）0.8 （6）①。
【解析】（1）实验中让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是为了使小车到斜面底部的速度相同；
（2）实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长，表明它在该表面受到的阻力最小；
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则根据牛顿第一定律知，它会在水平面上做匀速直线运动；
（4）若让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则由于保持小车的质量不变，改变的是高度，小车的重力势能就会不同，可以探究小车的重力势能与高度的关系；另外，由于下滑高度不同，小车到斜面底部的速度也就不同，从而使小车的动能不同，可以探究小车的动能与速度的关系；故应选②④；
（5）由题17-2知，此时弹簧测力计的读数为0.8N；（6）在不同的水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动时，由于保持木块对水平面的压力不变，改变的是水平面的粗糙程度，所以可以探究木块的滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系，故应选①。
四、影响浮力大小因素实验
1.（2020·四川乐山）物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg）
(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N；
(2)通过______两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；
(3)通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；
(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】（1）0.5；（2）c、d；（3）液体密度；（4）0.8×103。
【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)实验步骤c中，物体受到的浮力为：F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中，物体受到的浮力为：F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没，所以V排水=V排液
根据阿基米德原理，
所以该液体的密度为：
2.（2020·广东）受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为ρ水）、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下（请将步骤④补充完整）：
①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置；
②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1；
③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V2；
④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面______，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空（选用V1、V2、V3和ρ水，表示以下物理量）：
(1)小玻璃珠的总体积为V=______；
(2)小玻璃珠的总质量为m=______；
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=______；
(4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：______（示例：在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗）。
【答案】（1）相平；（2）；（3）；（4）；（5）换用分度值更小的量筒。
【解析】如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面相平，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
(1)小玻璃珠的总体积为：
(2)图丙与图丁中量筒所测的体积差值即为丁图碗中水的体积：
小玻璃珠的总质量与丁图碗中的水质量相同，即为：
(3)小玻璃珠密度的表达式为：
(4)换用分度值更小的量筒，可提高测量精度。
答案为：（1）相平；（2）；（3）；（4）；（5）换用分度值更小的量筒。
3.（2019·贵港）如图13所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1=________N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与________有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4） 实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为________法。
【答案】（1）4.8；（2）2；（3）物体排开液体的体积；丙和丁；（4）控制变量。
【解析】（1）由图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，图中指针指在4至5之间的第4条刻度线处，所以示数为4.8N；
（2） 由图甲和图丙知，物体完全浸没在水中时所受的浮力为：
（3） 由乙、丙两图实验数据得，物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关；为了得出物体所受浮力大小与液体密度有关，需确保物体排开液体的体积相同，而物体所在的液体的密度不同，所以应分析图丙和图丁两图的实验数据；
（4）因为物体在液体中受到的浮力可能受到多个因素影响，所以在探究本实验时，需要采用控制变量法。
4.（2019·河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg）
（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成。
（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：。
（3）合金块的密度为ρ合金＝g/cm3。
（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是cm3。
【分析】（1）根据图象分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系，进而得出浮力的变化情况；利用F浮+F＝G和图线①画出F浮随h变化的关系图象；
（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，从而得出结论；
（3）利用G＝mg求出合金块的质量，再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积，最后利用密度公式求出合金块的密度；
（4）根据称重法和阿基米德原理求出液体的密度，然后根据悬浮和阿基米德原理求出合金球的体积，用合金球的体积减去合金块的体积即为空心部分的体积。
【答案】（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。
【解析】（1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的，
而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。
由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；则F浮随h的变化的关系图象，如下图所示：
由图象可知，当h≤6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，
所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。
（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。
（3）由图甲可知，合金块的重力G＝4N，
合金块的质量：m合金＝＝＝0.4kg，
由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝3N，
则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
由F浮＝ρ水gV排可得，合金块的体积：
V合金＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
则合金块的密度：ρ合金＝＝＝4×103kg/m3＝4g/cm3。
（4）①由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″＝3.2N，
则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力：F浮′＝G﹣F″＝4N﹣3.2N＝0.8N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρgV排可得：＝，
则：ρ液＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。
②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F浮″＝G＝4N，
由F浮＝ρ水gV排可得，合金球的体积：
V球＝V排′＝＝＝5×10﹣4m3，
则空心部分的体积：
V空＝V球﹣V＝5×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3＝4×10﹣4m3＝400cm3。
故答案为：（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。
5．（2018•淄博）小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。
（1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是 ，若将遗漏的步骤标注为D，最合理的实验步骤顺序是 （用实验步骤对应的字母表示）。
（2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是 N，排开液体的重力是 N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是 ，接下来的实验操作应该是 。
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.6
1.8
0.5
0.3
（3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取 体积 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。
【答案】（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（3）体积。
【解析】（1）探究浮力大小与排开液体的重力的关系，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是：测量空桶的重力；
实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G﹣F示得出物体受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出物体排开水的重力，因此合理的实验步骤是：D、B、A、C；
（2）由实验步骤AB可知，物体浸在液体中时受到的浮力：F浮=FB﹣FA=1.8N﹣1.6N=0.2N；
由实验步骤CD可知，物体排开液体的重力：G排=FC﹣FD=0.5N﹣0.3N=0.2N；
由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会具有片面性或偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次实验后，需要换用不同液体重新实验；
（3）想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同、密度不同的物体，使其浸没在同种液体中（保证了液体密度相同、排开液体的体积相同），比较浮力的大小。
故答案为：（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（3）体积。
6．（2018•青岛）探究浮力的大小
数据
结论
如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。
①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 大 （填“大”或“小”），说明浮力的大小与 有关。
②图丁中金属块受到的浮力人小等于 N
③比较图 可知，浮力的大小与液体的密度有关。
数据
结论
如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验：
④木块受到的浮力F浮= N。
⑤木块排开的水所受的重力G排水= N。
⑥比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小 （填“大于”、“等于”或“小于”）它排开的水所受的重力。
【答案】①大；物体排开液体的体积；②0.3；③丙、丁；④1.2；⑤1.2；⑥等于。
【解析】①由图知，丙中物体排开水的体积更大，弹簧测力计的示数更小，说明受到的浮力更大，且浮力大小与物体排开液体的体积有关；
②由甲图知，物体的重力G=3.6N，由图丁知，弹簧测力计的示数为3.3N，可知物体受到的浮力为：F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N；
③图丙丁，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，即所受浮力不同，可知浮力的大小与液体的密度有关；
④由图甲知，木块的重力G=1.2N，因为木块漂浮，所以F浮=G=1.2N；
⑤空桶的重力为0.4N，桶和水的总重为1.6N，可知排开水的重力为G排=G总﹣G桶=1.6N﹣0.4N=1.2N；
⑥由④⑤数据可知，浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。
故答案为：①大；物体排开液体的体积；②0.3；③丙、丁；④1.2；⑤1.2；⑥等于。
7．（2018·舟山）某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：
①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm3
水和铁块的总体积/cm3
排开水的体积/cm3
排开的水受到的重力/N
实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是 。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后，该组同学进行了反思：
（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出 ，从而不能得出实验结论。
（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是 。
A．没有进行多次重复实验
B．没有换用其它液体进行实验
C．没有进行物体部分浸入水中时的实验
【答案】铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积或水的体积；（2）ABC。
【解析】根据阿基米德原理的公式：F浮=G排和根据称量法F浮=G﹣F测量浮力，需要用弹簧测力计测量空气中物体的重力和水中弹簧测力计的拉力，故表格少“铁块的重力/N”；
（1）向量筒中加入“适量的水”不能太少，否则不能把固体完全浸没，也不能加入太多的水，否则在放入物体后超过量筒的量程不能测量出排开水的体积，从而不能得出实验结论；
（2）为得到普遍性的规律，应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入水中时的实验，多测几组数据进行分析，从而得出结论，故ABC正确；
故选ABC。
故答案为：铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积或水的体积；（2）ABC。
五、影响动能大小因素实验
1.（2020·贵州黔西南）用图所示的装置来探究物体动能跟哪些因素有关。实验时，让钢球A从斜面某一高度滚下，在水平面上运动，将木块B撞出一段距离。
(1)此实验是通过比较什么物理量来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的?
(2)当要研究钢球动能的大小与速度关系时，应该怎么操作?为什么?
(3)猜想一下：如果斜面和水平面都是光滑的，把木块B固定在水平面上，钢球A与木块碰撞时无能量损失，那么钢球被木块反弹后可能会运动到斜面什么位置?
【答案】见详解。
【解析】(1)钢球在水平面上将木块撞出的距离越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越大，所以通过木块撞出的距离来判断钢球动能的大小。
(2)高度不同，钢球具有的重力势能不同，到斜面底端时具有的动能不同，运动到水平面时的速度就不同，让同一钢球分别从斜面不同高度滚下，来研究钢球动能的大小与速度关系。
(3)如果斜面和水平面都是光滑的，则机械能守恒，所以钢球被木块反弹后会上升到出发点的位置。
2.（2020·山东泰安）如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。
(1)该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
(2)实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大。
(3)若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
【答案】（1）小球A；（2）大；（3）大；（4）同一。
【解析】(1该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。
(2)同一小球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度较大，把木块推得越远，说明小球做功多，动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，小球的速度越大，动能就越大。
(3)要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，控制小球到达水平面的速度相同，让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
3.（2020·四川雅安）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正确”或“错误”），理由是：_________________。
(4)另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_____（选填“正确的”或“错误的”）。
【答案】（1）转换法；（2）不能；（3）速度；（4）错误；（4）没有控制速度一定；（5）错误的。
【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。
4.(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，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB。
（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问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。
（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”）
【答案】B；速度；静止；相等。
【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；
（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；
使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；
（3）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，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。
5.（2018•攀枝花）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。
（3）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： 。
【答案】（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。
【解析】（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；
（2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；
（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误。
故答案为：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。
6. （2018·安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理：
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越。
（2）实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越。木块运动的距离越长。
②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越，木块运动的距离越长。
【答案】（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。
【解析】（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大；
②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；
（2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长；
②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大，所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。
故答案为：（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。
六、杠杆平衡条件实验
1.（2020·自贡）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。
(1)实验前，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______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）2；（4）1；（5）变大；（6）2。
【解析】(1)杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会比较方便。
(2)设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：
FAlA=FBlB
4G×2l=FB×4l
FB=2G
即需在B点处挂2个钩码。
(3)取走悬挂在B点钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件得到
4G×2l=FC×4l
FC=2G=2×05N=1N
如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
从支点O到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂，如图所示：
由杠杆的平衡条件得到：，；
F=2N。
1.（2019荆州，31）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等
（1）杠杆在如图甲所示的位置静止时____（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的．
（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）端调节．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在 A 点挂两个钩码，每个钩码重 0.5N，在 B 点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为______N．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是________________________．
2.（2019·苏州）利用杠杆开展相关实验探究：
(1)安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡；
(2)如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图内所示，此过程中，弹簧测力计拉力的示数会________(选填”变大”、“变小”或“不变”，下同)，拉力的大小______。
【答案】左；2.0；偏小；变小；不变。
【解析】利用杠杆开展相关实验探究：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；
（2）由图可知，根据杠杆平衡条件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以FB=2.0N；
若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于左侧已经存在杠杆的力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小；
（3）图丙使杠杆由水平位置时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
G×4L=F2×3L，则F2=G；
当转动到图中位置时，设杠杆与水平位置的夹角为α，物体的力臂、弹簧测力计拉力的力臂均变小；则根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
G×4L×cosα=F2′×3L×cosα，则：F2′=G；
所以，在此过程中拉力F的大小不变。
故答案为：左；2.0；偏小；变小；不变。
3．（2018•枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将 即可。
（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为 的实验方案更好，请说明你的理由 。
（4）实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由 。
【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。
【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2））设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F左L左=F右L右，即4G×2L＞2G×3L，左端大，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总个数和悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡；
（3）由图可知，弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，图丙好；
（4）杠杆在O点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。
故答案为：（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。
4．（2018·龙东）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；
（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；
（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
5．（2018·深圳）在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。
（1）“探究杠杆的平衡条件”实验
①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；
②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）
③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【答案】(1)左；(2)变大；(3) C。
【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确；所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。
故答案为：(1)左；(2)变大；(3) C。
七、测量滑轮组机械效率实验
1.（2020·哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
装置
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。
（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。
【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；
ab的有用功和总功相同，机械效率相同；
根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；
c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；
则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；
b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
2.（2020·天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
蝇瑞移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
03
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式（ ）；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡
【答案】(1) 80.0%；(2)如图； (3)越高；(4)自重不同的滑轮。
【解析】(1)第3次实验中，有用功：W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功：W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率：
因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：
(2)分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(3)猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。
3.（2020•岳阳）“测量滑轮组的机械效率”的实验数据如下表：
实验
次数
物重G（N）
物体上升高度h(m)
拉力F（N）
绳子自由端移动距离S（m）
机械效率η
1
4
0.1
2.0
0.3
66.7%
2
5
0.1
0.3
69.4%
3
6
0.1
2.6
0.3
（1）实验时，应沿竖直向上的方向拉动弹簧测力计。
（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为N。
（3）第3次实验滑轮组的机械效率是（保留一位小数）。
（4）如果用这个滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是（选填序号）。
A．60% B.70% C.80%
【答案】（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。
【解析】（1）实验时，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。物体匀速运动，物体受平衡力的作用。
（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为2.4N。
（3）第3次实验滑轮组的机械效率是η=W有W总×100%=6N×0.1m2.6N ×0.3m×100%=76.9%。
（4）如果用这个滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是80%，相同的滑轮组，所做额外功一定时，增大有用功，可提高机械效率，即相同的滑轮组，增大提升物质，可以提高机械效率。
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。
4.（2019·连云港）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圈呢？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：
（1）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；
（2）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；
（3）逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹簧测力计的示数接近于0，并将有关数据记录在表格中；
（4）棉线绕3圈时，弹簧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；
（5）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：_____。
【答案】（4）0.5； 静摩擦；7.1；（5）详见解析。
【解析】（4）由图丙可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，示数是0.5N；
棉线与铁棒之间未发生相对运动，它们之间的摩擦属于静摩擦；
该摩擦力的大小为f=G-F=7.6N-0.5N=7.1N；
（5）由表中数据可知，绕绳的圈数越多，弹簧测力计的示数越小，绳和立柱间的摩擦力越大，但摩擦力与绕绳的圈数不成正比。
5. （2018·德州）测量滑轮组的机械效率：
步骤
如图22为测量某滑轮组机械效率的实验装置。①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。②分析表中数据可知：实验2是用图___________做的实验。③实验序号3中的机械效率η=___________。
装置图
表格
实验序号
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率n
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
结论
通过比较___________ (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率___________。
问题讨论
实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法___________ (选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到___________对滑轮组机械效率的影响。
【答案】乙；80%；1.2；越低；不正确；摩擦力。
【解析（1）实验步骤：
②分析表中数据，实验2中，绳端移动距离s=0.3m，钩码上升高度h=0.1m，则，
所以是用图乙做的实验；
③实验序号3的机械效率；
（2）由实验数据可知：1 、2两次实验，使用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
通过比较2、3两次实验数据可知，用乙、丙滑轮组提升相同的重物时，因为丙滑轮组有两个动滑轮，动滑轮越重，克服动滑轮所做的额外功越多，机械效率越低。由此可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；
（3）如让弹簧测力计静止时读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此测得的机械效率偏大。所以这种想法是不正确的。
6．(2018·绵阳)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置
（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：
（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。
（2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。
（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 （填序号，可能不止一项正确）。
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
【答案】（1）绳子；（2）；（3）ADE。
【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子；
（2）由滑轮组的图上可知，n=3
滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh，
机械效率的表达式为η===；
（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；
CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；
EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。
故答案为：（1）绳子；（2）；（3）ADE。
八、其他实验探究题
1.（2020·湖南常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(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时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为了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5N的砝码，则弹簧测力计的示数为______。
A．10N B.5N C.0N
【答案】（1）大小相等；（2）木块与桌面间存在摩擦力；（3）转动回来；（4）在同一直线上；（5）B.
【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码，则木块左右两边所受的拉力的大小相等，能处于静止状态，所以能说明一对平衡力的大小相等。
小明在实验时，放入左右盘的砝码并不等重，但木块仍能保持静止，是因为木块与桌面之间有摩擦，所以木块所受的左右两个拉力大小不等，但由于摩擦力的影响，还是能处于平衡状态。
(2)将木块换成小车后，小车与桌面摩擦力较小，小车所受的两个拉力大小虽然相等，但两个拉力的方向不在同一直线上，于是两个拉力让小车转回原位，所以二力平衡时，两个力大小要相等，方向也需要在同一直线上。
(3)把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入5N的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为5N，所以其示数为5N，故B选项正确。
2.（2020·贵州黔东南）如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素：
(1)本实验是通过观察_________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有_________和转换法；
(2)通过比较图甲、乙，说明_________ ，压力的作用效果越明显；
(3)通过比较图_________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强的大小关系为p_________（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】（1）海绵下陷（或凹陷）程度；（2）控制变量法；（3）受力面积一定时，压力越大；（4）乙、丙；（5）=。
【解析】(1)本实验将压力的作用效果转换到海绵的凹陷程度来比较，利用了转换法。
实验中有压力、受力面积两个变量影响实验，在探究其中一个对实验的影响时，需要控制另外一个不变，采用了控制变量法。
(2)通过比较图甲、乙发现海绵的受力面积相同，受到的压力不同，海绵的凹陷程度不同，说明受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)在压力一定时，比较受力面积与压力的作用效果的关系，需要控制压力相同，改变受力面积的大小，可以通过比较乙、丙两图得到结论：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
(4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到压力大小相等，海绵和木板的受力面积又相同，根据可知受到的压强相等，即：p=。
3．（2020·南充）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
（2）对比甲、乙两图可以得出：当 一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
（3）由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系。
（4）对比甲、丁两图，小强认为压力作用效果与压力大小无关，你认为他的观点
（选填“正确“或“错误”）；理由是 。
【答案】（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面积相同。
【解析】（1）力可以改变海绵的形状，通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小；
（2）图甲、乙，压力相同，受力面积越小，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显，所以在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显；
（3）图甲、丙，受力面积相同，丙图的压力大，海绵凹陷程度大，压力作用效果越明显，所以在受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；
（4）对比甲、丁两图，得出压力作用的效果与压力大小无关，是错误的，因为没有控制受力面积不变，同时改变了压力大小和受力面积大小，存在两个变量。
故答案为：（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面积相同。
4.（2020·山东滨州）如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中
(1)实验中是通过比较海绵的______来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做______法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与______的关系；通过比较图______和图______两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是______法。
(3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对______力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对______力。
【答案】（1）凹陷程度；（2）转换；（3）压力大小；（4）乙；（5）丙；（6）控制变量；（7） 相互作用；（8）平衡。
【解析】(1)实验中通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的形变越大，压力作用效果越明显，这种科学探究方法是转换法。
(2)比较图甲和图乙两次实验，受力面积相同，图乙中压力较大，压力的作用效果较明显，可以得到压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
探究压力的作用效果与受力面积的关系，保持压力相同，改变受力面积，通过比较图乙和图丙，采用控制变量法。
(3)静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力与桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，属于相互作用力，它受到的重力和桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于平衡力，所以它对桌面的压力和它受到的重力大小相等。
5.（2020·四川成都）在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中：
(1)根据力的作用效果可以对力的大小进行测量。弹簧测力计能够测量力的大小，利用的是_________；
A.力可以改变弹簧的形状
B.力可以改变弹簧的运动方向
C.力可以改变弹簧的运动快慢
(2)在进行图所示的实验前，应将弹簧测力计沿_____________方向放置，然后进行调零；
(3)利用上图所示的实验，可以测量出木块与桌面之间的滑动摩擦力大小，条件是：用弹簧测力计拉着木块做_________运动；
(4)小武同学猜想：用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，示数可能不同。以下设计中，能验证该猜想的是__________。
A.测量一根头发能承受的拉力
B.测量同一个木块受到的重力
C.测量让小武感受相同的拉力
D.测量拉动同一个木块的拉力
【答案】（1） A；（2）水平；（3）匀速直线；（4）B。
【解析】(1)弹簧测力计测量力的大小是利用力可以改变弹簧的长度，即改变弹簧的形状。故选A。
(2)实验时，需要水平拉动木块，所以在实验前，应将弹簧测力计沿水平方向进行调零。
(3)水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，摩擦力大小和拉力大小相同，读出弹簧测力计示数，则可以得出摩擦力大小。
(4)用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，则要控制力大小不变。
A．测量一根头发能承受的拉力，头发断时，力会突变，不好读数，不能验证；
B．测量同一个木块受到的重力，木块重力不变，方向竖直向下，能验证；
C．测量让小武感受相同的拉力，人的感觉不精确，不能验证；
D．测量拉动同一个木块的拉力，人拉动速度不同，会导致拉力示数不同，不能验证，
故选B。
6．（2020·绥化）某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，U形管两侧液面高度 。
（2）图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置
。（填“漏气”或“不漏气”）
（3）他把探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强是 Pa；继续向下移动探头，会看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的 有关。
（4）为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论，他用图丙的装置，在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则 侧液体的密度较大。（填“左”或“右”）
【答案】（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。
【解析】（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，根据连通器原理，U形管两侧液面高度相同；
（2）根据转换法，图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气；
（3）他把探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强是：
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa；
继续向下移动探头，会看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的深度有关；
（4）在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则右侧液体压强大，根据p＝ρgh，右侧液体的密度较大。
故答案为：（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。
考点15 力学实验探究题
★考点列表
序号
考点
考点释义
备注
1
物质密度测量
测量固体、液体密度
重点
2
影响摩擦力大小因素实验
探究影响摩擦力大小的因素
重点
3
力与运动关系
阻力对物体运动的影响
4
影响浮力大小的因素
探究影响浮力大小的因素
重点
5
影响动能大小的因素
探究影响动能大小的因素
6
杠杆平衡条件
验证杠杆平衡条件
重点
7
机械效率测定
测定机械效率
★三年真题
一、物质密度测量
1.（2020·贵州黔南）小强同学在家中自主学习，他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度，他可用的器材有：托盘天平（含砝码）、烧杯、细线、水和小石块：
(1)将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时横梁右端高，则应将横梁右端的平衡螺母向_______（选填 “左”或“右”）调节，使横梁平衡；
(2)在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位置上作标记，用天平测出水和烧杯总质量m1；
(3)将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2；
(4)向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3；
(5)上述实验过程可简化为图，小石块的质量m石=_______；
(6)设水的密度为ρ水，则小石块体积的表达式：V石=_______（用所测物理量的字母表示），小石块密度的表达式：ρ石=_______（用所测物理量的字母表示）；
(7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水，小强所测的小石块质量_______ （选填“大于”“小于”“等于”）小石块的真实质量。
【答案】(1)右；(2) m1－m2 ；(3)；(4) ；(5)大于。
【解析】(1)由题可知，横梁静止时，横梁右端高，所以为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右调。
(5)由题知，水和烧杯和石子总质量为m1，剩余水和烧杯的总质量m2，
则小石子的质量：m石= m1- m2
(6)向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积，
则所加水的质量为：
所加水的体积为：
则小石子的体积为：
小石子的密度为：
(7)取出小石块时带走了一些水，即m2偏小，则通过计算，m石= m1- m2
计算得出m石偏大。
2.（2020·贵州黔西南）用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量矿石的密度，实验过程如下图所示。
(1)在测量矿石质量前，将游码移到0刻线，天平指针指在分度盘的位置如图甲所示，此时应该向_______（填“左”或“右”）旋动横梁右端的螺母，直到指针指在分度盘的_______。
(2)接下来的实验操作顺序应该是：______、_____、_______（填写图乙中的标号）。
(3)测量质量时，矿石放在天平左盘，右盘中所放砝码如图A所示，再将游码移动到图示位置时，天平平衡。则矿石的质量为_______g。
(4)实验测得该矿石的密度为_______kg/m3。
【答案】(1)右；(2)中央；(3) A；(4)B；(5)C；(6)142；(7)7.1×103。
【解析】(1)由图可知，天平指针指偏向分度盘的左侧，说明天平左边较重，所以应将平衡螺母向右调，直到指针在分度盘的中央。
(2)测量矿石的密度时，应当先测量矿石的质量，再在量筒中倒入适量的水，用细线将矿石系住，放入量筒测量水和矿石的总体积，所以接下的操作步骤依次是：A、B、C。
(3)由图可知，测得矿石的质量为：
(4)由图可知矿石的体积为：
所以矿石的密度为：。
3.（2020·江苏泰州）为做好消毒防疫，学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上，先将________，再调节平衡螺母，使指针对准分度盘中央的刻度线；接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g，再将部分酒精倒入量筒中，液面如图甲所示：最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量，测量结果如图乙所示，天平的读数为________g，75%消毒酒精的密度为________g/cm3；
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计，竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，图中AB间距离为10.5cm，则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的________（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；
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细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。
【答案】(1)游码归零；(2) 612；(3)0.875；(4) 1；(5)等于；(6)12；(7)②。
【解析】(1)使用天平时，应该把天平放在水平台面上，接着将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。
剩余酒精和瓶的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即
酒精的质量：
由图甲读出酒精的体积是40mL=40cm3，酒精的密度为：
(2)密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，说明此时密度计在A处显示的密度值应该为该液体的密度，所以则A处应标为1g/cm3。
由题意可知，密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态，所受的浮力等于密度计的重力；由于密度计在水中也处于漂浮状态，所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力，所以密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的等于在水中所受的浮力。
由于密度计在水中和酒精中受到的浮力相等，所以
则：，
解得：，故它浸入酒精中深度h为12cm。
(3)密度计的特点是刻度不均匀，上梳下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度深，刻度间隔越大；由题图可知密度计②所处的深度最深，刻度间隔最大，测量值最准确。
4.（2020·山东聊城）小明在实验室测量一块不规则石块的密度。
(1)小明把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，如图甲所示，其做法错误之处是没有把______放到正确位置；
(2)小明纠正上述错误后，应向______（选填“左”或“右”）端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡；
(3)用调好的天平测石块的质量，当有盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁平衡，则石块质量为______g。在量筒内倒入适量水。该石块放入前、后的情况如图丙所示，则石块的体积是______ cm3，此石块的密度是______kg/m3。
【答案】（1）游码；（2）右；（3）38.4；（4）15.0；（5）2.56×103。
【解析】(1)使用天平测量质量时，先将天平放在水平桌面上，其次将天平标尺上的游码归零，最后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，再进行测量。
(2)天平没有称量物体，游码没有归零时，天平平衡；将游码归零后，说明左盘下沉，右盘上翘，此时应向右端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡。
(3)如图乙所示，天平标尺分度值为0.2g，游码左端在3.4g处，则石块质量
m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
如图丙所示，量筒中水的体积为30.0mL，放入石块后，水和石块的总体积为45.0mL，则石块的体积：V=45.0mL-30.0mL=15.0mL=15.0cm3
石块密度：。
5．（2020·安徽）实验室用的托盘天平，砝码盒中常配备的砝码规格有：100g、50g、20g、10g、5g. 现要测量一物体的质量（约为 70g）。
（1）调节横梁平衡：将天平放在水平桌面上，取下两侧的垫圈，指针就开始摆动。稳定后，指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为______________________
____________________。
甲第 19 题图乙
（2）调节天平横梁平衡后，将物体放在左盘中，用镊子由大到小在右盘中加减砝码......，当放入 5g 的砝 码时，指针偏向分度盘的右侧，如图乙所示。则接下来的操作是：___________________________， 直到横梁恢复平衡。
【答案】（1）用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；（2）用镊子取下 5g 砝码，再用镊子向右移动游码。
【解析】（1）调节天平平衡前，需要先用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；
（2）测量过程中，当按顺序最后加入 5g 砝码后，指针右偏，应当用镊子将 5g 砝码取下，再用镊子向右移动游码直至天平平衡。
6.（2020·黑龙江龙东）姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中，利用天平（砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材，对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数）
(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。
①将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则应将平衡螺母向(左或右）端调节，使指针指在分度盘。
②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置，该金属块质量为g。
③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景，则该合金块的体积是cm3 。
④求出合金块的密度为g/cm3。
(2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球，完全浸没在某种液体中示数为1.6N，此球受到的浮力N，求出液体的密度为g/cm3。
【答案】（1）左、中心、34、6；（2）0.4N
7.（2020·重庆）小张发现外婆家的盐蛋咸适中恰到好处，猜想可能和盐水的密度有关，他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
(1)将天平放在水平工作台上，游码移到标尺的刻度处，砚察到指针偏向分度盘的左侧(图16甲),应将平衡螺母向 调节,使天平平衡，
(2)调节天平平衡后，进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量mo,天平平衡时,砝码及游码位置如图16乙,mo= g；
②向烧杯中倒人适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g:然后将盐水全部倒入量筒(图16丙)，读数时视线与凹液面底部，读出体积V= ml;
③算出盐水的密度ρ= g/cm3
(3)小华指出:以上测量过程中.烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大，于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
进行了以下实验操作:
①取密度为8 g/cm'的合金块，用电子秤测得其质为为80.0g(图17甲):②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水，得杯、盐水，水，合金块的总质量为100.0g(图17乙);
③取出合金块向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.00g(图17丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= g/cm3 若测量后发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右，则以上测得的盐水密度与真实值相比(选填“偏大”“不变”或”偏小”)。
【答案】（1）零、右；（2）①32、②相平、20；③1.15；（3）①1.1；②偏大。
【解析】（1）考察实验操作；
（2）①先算砝码，再加游码，为32g；
②量筒读数时视线与凹液面相平；读数为20ml；
③由密度计算公式：
（3）由甲可知： ①
由乙可知： ②
由图丙可知： ③
②-①： ④
③-④：
由上述密度求法可知：由于测量后发现每次测量值均比真实值大1g，所以①、②、③中真实数据则为79g、99g、30g，通过同样的算法：
。
故测量密度偏大。
8.（2020·江苏连云港）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（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
(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1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/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______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。
【答案】（1）0；（2）；（3）3.2；（4）200mL。
【解析】(1)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，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m桶，由杠杆的平衡条件可知：m桶gl=mgl0
桶的质量：m桶=
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得：
(m桶+m)gl=mgl1
(m桶+ρV)gl=mgl1
(+ρV)gl=mgl1
ρ=
(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2
l2=3.2cm
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
9.（2020·河南）郑州市积极响应"国家黄河生态文明"战略，在沿黄地区大力发展石榴种植。小明发现他家的石榴比其他品种的石榴甜，汁更浓，想测一下石榴汁的密度。
（1）实验步骤如下:
①将空烧杯放在调好的天平上，测出其质量为 40g;
②在烧杯中倒入适量的石榴汁，将其放在天平左盘上，在右盘内添加砝码。
当放入最小的5g砝码时，天平右端下沉，接下来应进行的操作是: ，直到天平平衡。此时砝码质
量及游码位置如图12甲所示.则烧杯和石榴汁的总质量为 g ；
③将烧杯中的石榴汁倒入量简中，液面位置如图12乙所示，
则量筒中石榴汁的体积为cm3;
④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为 kg/m3
（2）分折实验过程,小丽认为，在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留，会使密度的测量结果(选项“偏大"或"“偏小)。 她提出只要将（1）中实验步骤的顺序稍作调整就能使测量结果更准确，合理的顺序
（填写步骤序号)） 。
【答案】（1）将 5g 砝码拿下来，向右移动游码，62.4，3.12×103；（2）偏大，②③①④。
【解析】（1）右侧下沉，证明砝码过重，需要将 5g 砝码拿下来，向右移动砝码；
（2）如果液体有残余，会使得测得的体积偏小，最终密度偏大；只需要调成②③①④，这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了，最终结果会更加准确。
10.（2020·重庆B）小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种洗手液的主要成分为75％的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。
(1)实验前，将托盘天平放在_________工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”)调节，使天平平衡；
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为_______g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为42.4g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，则量筒内洗手液的体积为_______ml，这种洗手液的密度为_______g/cm3；
(3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下：
①烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图丁)；
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊)，洗手液未溢出；
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。则这次测得洗手液的密度为_____g/cm3，对前后两次实验进行分析，发现在______(选填“学校”或“家”)所测洗手液密度的结果更接近真实值，造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是(已知铝块的密度为2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液)。
【答案】（1）水平；（2）右；（3）72.4；（4）30；（5） 1；（6）0.9；（7）家；（8）洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。
【解析】(1)用天平测量物体的质量之前，应该将天平放在水平工作台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处。
指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时，应将平衡螺母向右调节。
(2)烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即：
如图丙所示，量筒内洗手液的体积为，倒入量筒洗手液的质量是：
这种洗手液的密度为：
(3)③对比丁图和己图可知，铝块的质量是：
由得，铝块的体积是：
对比戊己两图可知，铝块的受到的浮力：
铝块完全浸没在洗手液中时，
所以这次测得洗手液的密度为：
由题意可知，这种洗手液的主要成分为75％的酒精，而酒精的密度小于，可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。
造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。
11.（2020·宁夏）75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3，于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶
(1)小刚取适量该酒精进行实验∶
①为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是____（用字母表示）｡
A.计算酒精的密度
B.用天平测出烧杯的质量52.4g
C.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为____
g，该酒精的密度是______｡
③根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由｡______
(2)在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水､烧杯､细线和小石块来测量该酒精的密度，实验操作步骤如下∶
a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数F1
b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数F2
c.算出小石块的体积V石
d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数F3
根据上述操作步骤，请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______（表达式用测量量的字母表示，水的密度用表示，推导过程要有必要的文字说明）｡
【答案】（1）DCEBA；（2）105.2；（3）0.88g/cm3 ；（4）根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合；（5）ρ水。
【解析】(1)为使测量结果更准确，实验操作步骤合理顺序是：DCEBA；测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为105.2g，所以酒精的质量为：
m=105.2g-52.4g=52.8g
由图乙知酒精的体积为60cm3，所以酒精的密度为：===0.88g/cm3
根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合。
(2)小石块在水中的浮力为：F水=F1-F2=ρ水gV排=ρ水gV石
小石块的体积为：V石=
小石块在酒精中的浮力为：F酒=F1-F3=ρgV排=ρgV石=ρg
所以酒精的密度为：ρ=ρ水。
12.（2019·邵阳）全国著名的“油茶之都邵阳县盛产茶油，小华同学为了测量家中茶油的密度，课后在老师的指导下进行如下实验：
（1）把天平放在水平台上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，此时应将平街螺母向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡。
（2）取适量茶油倒入烧杯，用天平测量烧杯和茶汕的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，再次测出烧杯和剩余茶油的总质量为27g，则量筒中茶油的质量是g。
（3）量筒中茶油的体积如图丙所示，请你计算出茶油的密度是kg/m3。
【答案】（1）右；（2）36；（3）0.9×103。
【解析】（1）天平静止时指针偏在分度盘中央刻度线左边，根据“左偏右调，右偏左调”的调节规则，此时应将平衡螺母向右调节。
（2）根据图乙，用砝码总质量加上游码示数，可读出烧杯和茶油的总质量为63g，减去烧杯和剩余茶油的总质量27g，解得倒入量筒中茶油的质量为36g。
（3）由图丙可读出，量筒中茶油的体积为40cm3，使用公式ρ0.9g/cm3＝0.9×103kg/m3，所以茶油密度为0.9×103kg/m3。
故答案为：（1）右；（2）36；（3）0.9×103。
13.（2019·苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①天平放置于______工作台上，将游码移到标尺______处，调节平衡螺母使横梁平衡；
②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为______g。在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为______kg/m3；
（2）测小瓷杯的密度
如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯=______（用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果______（选填“偏大”、偏小”或“不变”）。
【答案】水平；零刻线；17.4；3.48×103；不变。
【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是0.2g，右盘砝码质量是20g，游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上，所以小石块的质量为m=10g+5g+2.4g=17.4g；
量筒中原有30mL水，放入石块后，量筒液面上升到35mL，因此石块体积V=35ml-30ml=5ml=5cm3；小石块的密度为ρ===3.48g/cm3=3.48×103kg/m3；
（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则陶瓷的体积V=V2-V1，瓷杯处于漂浮时，则G=F浮，根据阿基米德原理可知：F浮=G排；
所以，G=G排，则瓷杯质量m=m排=ρ水（V3-V1）；所以小瓷杯密度：ρ瓷==。
由小瓷杯密度表达式：ρ瓷==可知，小瓷杯内的水未倒干净，对所测结果没有影响。
故答案为：（1）①水平；零刻线；②17.4；3.48×103；（2）；不变。
14.（2019·盐城）小刚做测量蜡块密度的实验：
（1）将天平放在水平桌面，移动游码至标尺的_________处。若此时指针的位置如图甲所示，应将平衡螺母向________移动，使天平平衡。
（2）将蜡块放在天平__________盘中，另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平平衡。蜡块的质量为_______g。
（3）将蜡块放入盛有50.0mL水的量筒中，用铁丝将其压入水中，读得量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为______。
（4）计算得出蜡块的密度为___________kg/m3。
【答案】（1）左端“0”刻度线；（2）左；（3）左；（4）8.4；（5）10.0mL；（6）0.84×103。
【解析】（1）天平使用步骤：先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至标尺的零刻度线处，再调节平衡螺母使天平平衡；图甲中，游码归零后指针右偏，说明天平右侧重、左侧轻，应将平衡螺母向左移动，直到天平平衡。
（2）根据“左物右码”，应将蜡块放在天平左盘中，在右盘中加减砝码。图乙中，砝码质量为5g，游码标尺分度值为0.2g，则蜡块的质量为m=5g+3.4g=8.4g。
（3）将蜡块压入盛有50.0mL水的量筒中，量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为V=60.0mL-50.0mL=10mL=10cm3。
（4）计算得出蜡块的密度为ρ===0.84g/cm3=0.84×103kg/m3。
15.（2019·广东）学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：
（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的________处，并调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________往天平的右盘________（选填“从小到大”或“从大到小”）试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为________g。
（3）如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3）
（4）如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为________kg/m3。
【答案】 （1）零刻度线；（2）镊子；从大到小；124；（3）2×10-5；（4）2.5×103 。
【解析】（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的零刻度线处，并调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用镊子往天平的右盘从大到小试加砝码，并移动游码，直至天平平衡。如图甲所示，砝码的质量为120g，游码的质量为4g，那么烧杯和水的总质量为124g；
（3）矿石排开水的质量：m水=144g-124g=20g=0.02kg；
矿石的体积为：；
（4）矿石的质量为：m=174g-124g=50g=0.05kg；
矿石的密度为：。
16．（2018•烟台）在用天平，量筒“测量盐水密度”的实验中，甲、乙、丙三位同学设计了如下三种实验方案：
方案一：
1．调节天平平衡
2．用天平测出空烧杯的质量m1
3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量m2
4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积V
5．算出液体的密度ρ液
方案二：
1．调节天平平衡
2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量m1
3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积V
4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量m2
5．算出液体的密度ρ液
方案三：
1．调节天平平衡
2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积V
3．用天平测出空烧杯的质量m1；
4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量m2
5．算出液体的密度ρ液
（1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤
（2）写出以上三种实验方案密度的表达式
（3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理
【解析】（1）调节天平平衡的步骤：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，调节平衡螺母使指针指到分度盘的中央；
（2）液体的密度，基本原理是ρ=；
方案一：液体的密度ρ液==；
方案二：液体的密度ρ液==；
方案三：液体的密度ρ液=═；
（3）方案一：当把液体由烧杯倒入量筒时，烧杯上会沾有少量液体，导致称量的液体体积偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏大，误差较大；
方案三：当把液体由量筒倒入烧杯时，量筒上会沾有少量液体，导致称量的液体质量偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏小，误差较大；
方案二避免了一和三中的这些问题，实验误差较小，故方案二较合理。
17．（2018·潍坊）用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下：
（1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图甲所示，则烧杯和食用油的总质量是 g；
（2）将烧杯中食用油倒入量筒中一部分，液面位置如图乙所示，倒出的食用油体积为 mL；
（3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0g，则该食用油的密度ρ= kg/m3
（4）若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值比真实值 （选填“大”、“小”或“不变”）。
【答案】（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。
【解析】（1）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；烧杯和食用油的总质量：m1=50g+20g+3.4g=73.4g；
（2）如图乙所示，量筒中食用油的体积为V=40ml=40cm3；
（3）烧杯中食用油的质量m=m1﹣m2=73.4g﹣41.0g=32.4g；该食用油的密度ρ===0.81g/cm3=0.81×103kg/m3；
（4）由实验步骤可知，所测量的油的质量m是真实的；若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，导致所测食用油体积V偏小；由ρ=可知所测油的密度偏大。
答案：（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。
18．(2018·眉山)如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器材，在实验时发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为20cm3的金属块和一些纸张。
（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的 刻度线上。
（2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向 （填“左”或“右”）调节 使天平横梁平衡。
（3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量m总时，向盘中加减砝码要用 ，不能用手接触砝码，称得m总=123.2g
（4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所示，天平平衡后，砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为m= g，则液体的密度ρ= g/cm3。
【答案】（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37
【解析】（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的零刻度线上，调节横梁使天平平衡；
（2）调节天平平衡时，若发现指针偏向分度盘的左端，则平衡螺母要向右调；
（3）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；
（4）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体和玻璃杯的总质量m总=100g+50g+0.6g=150.6g，
金属块排开的液体的质量为：m=150.6g﹣123.2g=27.4g=0.0274kg；
排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F浮=G=mg=0.0274g×10N/kg=0.274N；
根据阿基米德原理可知，液体的密度为：
ρ===1.37×103kg/m3=1.37g/cm3；
故答案为：（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37
19.（2018·德阳）小华随意选取其中一块石子，准备在实验室测定它的密度。
(1)他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺处，再调节平衡螺母直至天平平衡。
(2)用调好的天平测石子的质量,当盘中所加砝码和游码位置如图(甲)所示时,天平平衡,则此石子的质量为______g。在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图(乙)所示,则石子的密度是______kg/m3。
【答案】（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。
【解析】（1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处；
（2）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，所以石子的质量m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g；
由图乙知，量筒的分度值为1ml，水的体积为30ml，水和石子的体积为45ml，所以石子的体积为V=45ml-30ml=15ml=15cm3；
石子的密度ρ=m/V=38.4g/15cm3=2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。
故答案为：（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。
二、影响摩擦力大小的因素
1.（2020·江苏连云港）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。
(1)在实验过程中，要增大传送带运动的速度，可以将滑动变阻器滑片向______（选填“ 左”或“右”）移动实现；
(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______。
【答案】（1）左；（2）控制压力和接触面的粗糙程度相同；（3）无关；（4）当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变。
【解析】(1)由图乙可知，要增大传送带运动的速度，需要增大电动机的速度，可以增大电路中的电流，变阻器连入电路的电阻变小时，由I=可知通过电路的电流变大，所以将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器连入电路的电阻变小。
(2)让同一木块在同一传送带上进行实验，这样可以控制压力和接触面的粗糙程度相同。
(3)由图丙可知，当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。
2.（2020·新疆）如图所示，小丽在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用质量相等、表面粗糙程度不同的两个物块A、B放在水平木板上进行实验：
(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，则木板对物块的摩擦力大小为__________N。再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，__________越大，滑动摩擦力越大；
(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的__________（填“面积大小”或“粗糙程度”）的关系；用A、B分别做实验时，地面对水平木板的滑动摩擦力大小__________（填“相等”或“不相等”）。
【答案】（1）1.4；（2）压力；（3）粗糙程度；（4）相等。
【解析】(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，每大格表示1N，每小格表示0.2N，指针位置在1N刻度线以下第二小格，故则木板对物块的摩擦力大小为1.4N。
再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，两物体质量相同，即对接触面的压力相同，故目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
用A、B分别做实验时，水平木板对地面的压力不变，与地面的接触面不变，故地面对水平木板的滑动摩擦力大小相等。
3．（2020·四川遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验话动中，同学们提出了以下情想：
A．滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积大小有关
B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
C．滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关
他们选择的器材有长方体木块，弹簧测力计，两个相同砝码、木板、毛巾等，实验中用弹簧测力计水平拉着木块在水平面做 运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等，收集实验数据如表：
接触面种类
木板
毛巾
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
压力
木块
木块+1个砝码
木块+2个砝码
木块
木块+1个砝码
木块+2砝码
接触面积
平放
平放
侧放
竖放
平放
平放
平放
平放
侧放
竖放
测力计示数/N
1.2
1.8
1.8
1.8
2.2
2.0
2.8
3.2
3.2
3.2
①分析表中 组实验数据，可以验证猜想B。
②分析2、3、4或8、9、10组实验数据，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小 （选填“有关”或“无关”）。
③综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与 有关。
【答案】匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。
【解析】实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
①要探究滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力大小和接触面的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由表格数据知1、6（或2、7，或5、8）符合题意；
②分析2、3、4或8、9、10组实验数据知压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积不同，弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力相同，故可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关；
③由表中1、6（或2、7，或5、8）知：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
由表中1、2、5（或6、7、8）知：当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
由表中2、3、4（或8、9、10）知：滑动摩擦力与接触面积大小无关；
综合分析滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
故答案为：匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。
4.（2020·四川甘孜州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，有同学认为滑动摩擦力大小除了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外，还与接触面大小有关。
(1)为了探究这个问题，需要选择合适的木块，你认为他应该选择________
A.各面粗糙程度相同的正方体木块
B.各面粗糙程度不相同的正方体木块
C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块
D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块
(2)在测量摩擦力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在________（选填“水平”或“竖直"）方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小_________（选填“大于” “等于”或“小于”）弹簧测力计示数。
(3)该同学正确选择木块后，将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动木块，发现三次弹簧测力计的示数均相等，由此得到的结论是∶滑动摩擦力的大小与接触面大小_________（ 选填“有关”或“无关”）。
【答案】（1）C；（2）水平；（3）等于；（4）无关。
【解析】(1)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系，必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积的大小，因此，只有选项C符合题意。
(2)因为实验中弹簧测力计是在水平方向使用的，所以实验前除了要观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在水平方向调零。
实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
(3)实验中改变了接触面大小，但是弹簧测力计的示数均相等，即说明滑动摩擦力的大小与接触面大小无关。
5.（2020·武汉）在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。
将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:
实验次数
物块放置情况
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
1
平放
A一物块
100g的砝码放在物块上
2
平放
B一物块
100g的砝码放在物块上
2.2
3
平放
B一物块
200g的砝码放在物块上
2.4
4
侧放
B-物块
100g的砝码放在物块上
(1)第1次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N；
(2)由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力______(填“越小”或“越大” )；
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______（填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系；
(3)第4次实验中，弹簧测力计示数是___________N。
【答案】（1）1.8；（2）越大；（3）物块对长木板；（4）2.2。
【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。
(2)由1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大。
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。
(3)[4]由2、4两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是2.2N。
6.（2019·扬州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。
（1）如图所示，为测出滑动摩擦力大小，三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_________拉动木块 A，弹簧测力计的示数F1
（3）比较__________两幅图，可得出：压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大．
【答案】（1）匀速直线；（2）2.4；（3）不变；（4）受；（5）甲、乙。
【解析】匀速直线拉动时，弹簧测力计示数为摩擦力，读出F3示数为2.4N；
滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，改变拉力大小，摩擦力不变，增大拉力做加速运动，则砝码受到向右的摩擦力，比较甲、乙仅接触面粗糙程度不同，可得出压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
7.（2019·岳阳）在“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，
（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小
______（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计示数。
（2）实验记录的数据如下表：
序号
木块放置情况
挟触面
压力F/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
1.8
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
①分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下列实例与结论相符的是______。（填字母代号）
A．用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹
②分析______（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。
③分析1、2、3三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f=______。
【答案】（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块处于匀速直线运动状态，则木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和测力计的拉力是一对平衡力，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；（2）①分析序号2、5、6三组数据可知：压力相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大； A、用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字，是通过增大压力来增大摩擦力的，故A不符合题意； B、汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增加摩擦力的，故B符合题意。故选：B。②要探究滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关，需要控制接触面的粗糙程度相同、压力大小相同，改变接触面的大小，所以需分析3、4两组数据；③分析1、2、3三组实验数据可知，接触面的粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比，即，由此可以得出：f=0.3F。
故答案为：（1）等于；（2）①B；②3、4；③0.3F。
8.（2019·湘潭）图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面，改变木块对木板的压力，依次实验，将每次测量结果填入下表。
（1）拉着长木板水平向左做 运动，当测力计示数稳定时，测力计的拉力 （选填“等于”或“不等于”）小木块受到的滑动摩擦力。
实验序号
木块与木板的接触面
压力
测力计示数
1
木块正面与木板面
2.0N
0.6N
2
木块正面与木板面
4.0N
1.2N
3
木块正面与木板面
6.0N
1.8N
4
木块侧面与木板面
2.0N
0.6N
5
木块侧面与布面
2.0N
1.0N
6
木块正面与布面
2.0N
（2）测力计使用前要观察量程、分度值，以及指针是否指在 。
（3）由实验1、4可知，滑动摩擦力的大小与接触面的面积 （选填“有关”或无关“），则实验6空格中的数据应该是 N。
（4）由实验4、5可知，其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 。
（5）由实验1、2、3可知，其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成 比，这里主要采用的硏究方法是 （选填“控制变量法”或“理想实验法”）。
【答案】（1）匀速直线；等于；（2）零刻度线处；（3）无关；1.0；（4）大；（5）正；控制变量法。
【解析】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，当测力计示数稳定时，测力计的拉力等于小木块受到的滑动摩擦力；
（2）测力计使用前要观察量程、分度值，以及指针是否指在零刻度线处。
（3）由实验1、4可知，压力和接触面粗糙程度相同，而接触面积大小不同，滑动摩擦力相同，故得出滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关；根据实验5中的数据，由这个结论可知，实验6空格中的数据应该是1.0N。
（4）由实验4、5可知压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（5）由实验1、2、3可知，在接触面粗糙程度相同时，压力增大为原来的几倍，滑动摩擦力增大为原来的几倍，即滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，这里主要采用的硏究方法是控制变量法（控制了接触面的粗糙程度相同）。
故答案为：（1）匀速直线；等于；（2）零刻度线处；（3）无关；1.0；（4）大；（5）正；控制变量法。
9.（2019·达州）小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：
a．如图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
b．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
c．如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。
（1）该实验主要采用的探究方法是 。
（2）由图1中 两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越 （选填“大”或“小”）。
（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是 长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】（1）控制变量法；（2）甲丙；（3）大；（4）不需要；3；（5）4。
【解析】（1）该实验主要采用的探究方法是控制变量法。
（2）因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小；
由图1中甲丙两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；
（4）如图1中丁图所示的实验装置，A相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动；
实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，根据二力平衡，则长木板B受到地面的摩擦力大小为3N。
（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示，由图4知，6﹣9秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
故答案为：（1）控制变量法；（2）甲丙；（3）大；（4）不需要；3；（5）4。
10．（2019·荆门）利用如图甲所示装置研究影响滑动摩擦力大小的因素。
（1）实验研究用到的物理方法是 。
（2）王利在实验中发现要保持木块匀速运动很困难，改用知图乙所示装置，在用力将本板向左拉出的过程中，弹簧测力计 （选填“A”或“B”）的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
（3）实验部分数据如下表，要研究滑动摩擦力与接触面压力的关系，应选用第①组和第 组数据；比较第③组和第④组数据，可以看出滑动摩擦力的大小与木板所受拉力的大小 。
实验序号
木块质量m（g）
接触面粗糙程度
弹簧测力计的FA示数（N）
弹簧测力计的FB示数（N）
①
200
较粗糙
2.00
0.40
②
200
粗糙
2.00
0.70
③
300
较粗糙
2.00
0.60
④
200
较粗糙
2.40
0.40
【答案】（1）控制变量法；（2）B；（3）③；无关。
【解析】（1）实验研究用到的物理方法是控制变量法。
（2）分析木块与木板间的滑动摩擦力大小，因图中木块处于静止状态，受到的测力计拉力与木板对其的摩擦力为平衡力，大小相等，故弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小；
（3）实验部分数据如下表，要研究滑动摩擦力与接触面压力的关系，要控制接触面粗糙程度相同，故应选用第①组和第③组数据；
比较第③组和第④组数据，压力和接触面粗糙程度相同，而拉力不同但测力计示数相同，即滑动摩擦力大小相同，故可以看出滑动摩擦力的大小与木板所受拉力的大小无关。
故答案为：（1）控制变量法；（2）B；（3）③；无关。
11.（2018·济宁）用如图的实验装置，让静止的小车从斜面的同一高度滑下，观察并记录小车在三种不同木板水平面上运动的距离，探究阻力对物体运动的影响。
(1)下图是对在水平面上运动小车进行的受力分析，其中正确的是____；
(2)小易按照“毛巾一棉布一木板”的顺序进行实验，实验记录如下表。
分析比较表中内容，可得出的初步结论是:小车受到的摩擦力越小，运动距离______深入分析发现，小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，由此进-步推理得出的结论是：___________。
接触面
小车受到摩擦力的大小
小车在水平面上的运动距离s/cm
毛巾
大
23.1
棉布
较大
37.5
木板
小
85.6
(3)早在17世纪初期，意大利物理学家____ __ (填写科学家名字) 就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。
【答案】B；远；匀速直线运动；伽利略。
【解析】小车水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受水平向左的摩擦力，故B正确；
小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。
由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。
故答案为：B；远；匀速直线运动；伽利略。
12．（2018•南京）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，水平桌面上的器材有：弹簧测力计、木块、钩码、水平木板和毛巾，实验装置如图所示
（1）甲、乙、丙三次实验中，每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，这样操作是为了测量 。
（2）比较 两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
（3）鞋底做的凹凸不平，应用了比较 两次实验所得的结论。
（4）从本实验的器材中选择 ，并添加斜面和小车还可以做“探究速度对动能大小的影响”实验。
【答案】（1）滑动摩擦力大小；（2）甲乙；（3）甲丙；（4）木块、水平木板。
【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，此时木块受平衡力的作用，由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力大小 等于弹簧测力计的示数；
（2）探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时应控制接触面的粗糙程度相同，压力不同，故选择甲乙两图进行实验；
（3）鞋底做的凹凸不平，表明接触面粗糙程度不同，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，控制压力相同，接触面粗糙程度不同，故选择甲丙两图进行实验；
（4）探究速度对动能大小的影响时，应让小车从斜面的不同高度滑下，这样小车在到达水平木板时的速度是不同的，通过比较小车撞击木块移动的距离来比较动能的大小；故实验中还需要用到木块和水平木板。
故答案为：（1）滑动摩擦力大小；（2）甲乙；（3）甲丙；（4）木块、水平木板。
13．（2018·淮安）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。
（1）实验中，为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做 运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为 N。
（2）比较甲、乙两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与 有关；比较 两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
（3）实验现象说明，如果要取得拔河比赛的胜利，组队时应选体重 （选填“大”或“小”）的。同学参加比赛，同时在比赛中选用图丁中 （选填“（a）”、“（b）”或“（c）”）类型的鞋。
【答案】（1）匀速直线；3.6；（2）压力大小；甲丙；（3）大；（a）。
【解析】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小。
故实验中，为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做匀速直线运动。图甲中测力计分度值为0.2N，木块与木板表面间滑动摩擦力大小为3.6N。
（2）比较甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，压力越大，测力示数越大，滑动摩擦力越大，
结论是滑动摩擦力大小与压力大小有关；研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系要控制压力大小相同，故比较甲丙两图中弹簧测力计示数，结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
（3）根据影响滑动摩擦力大小的因素，压力越大，接触面越粗糙滑动摩擦力越大，故要取得拔河比赛的胜利，组队时应选体重大的。同学参加比赛，同时在比赛中选用图丁中类型的鞋。
故答案为：（1）匀速直线；3.6；（2）压力大小；甲丙；（3）大；（a）。
三、阻力对物体运动的影响
1.（2020·江苏泰州）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，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是_______；
A．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，小车将保持________（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
【答案】（1）B；（2）长；（3）匀速直线运动；（4）等于；（5）C.
【解析】(1)将小车从斜面上A处滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程；故不可行的方法是增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下。故选B。
(2)由图示可知，小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可知，当阻力为零时（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动。
(3)由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等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。所用的方法是理想是实验法；
A．探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法，故B不符合题意；
C．探究声音能否在真空中传播用的方法是理想实验法，故C符合题意；
D．探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
2.（2020·宁夏）小明采用如图所示的实验装置，探究“阻力对物体运动的影响”，每次让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离∶
(1)每次让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是∶______
(2)分析实验现象可知，小车在水平面上运动速度的减小是因为受到_____的作用；通过对实验现象的分析，推理可知∶如果运动的物体受到的阻力为零时，它的运动状态将会_____｡在初中物理学习中，运用科学推理法的实验还有∶_______｡
【答案】（1）使小车到达水平面时的初速度相同；（2）阻力；（3）不变；（4）探究真空不能传声的实验。
【解析】(1)在三次实验中，让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是使小车到达水平面时的初速度相同。
(2)由题知，实验中通过改变水平面的粗糙程度改变小车在水平面上受到的阻力大小，车在水平面上运动速度的减小。
根据实验现象知：木板上小车受到的阻力更小，则小车运动的距离更远，速度减小的更慢；推理可得：若小车运动中不受任何阻力，它将保持恒定的速度永远运动下去，即做匀速直线运动，它的运动状态将会不变；这用到了科学推理法，在研究真空不能传声的实验中也用到了此方法。
3.（2019·深圳）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动．乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有________和________；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越________。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将________。
（2）乙实验中的研究对象是________（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与________的关系。
【答案】（1）重力；（2）支持力；（3）慢；（4）做匀速直线运动；（5）钢球；（6）速度大小。
【解析】（1）小车在竖直方向上受到向下的重力和地面对小车向上的支持力的作用，在水平方向上受到摩擦力越小，力改变物体运动状态的就越慢，小车的速度减小得越慢，由牛顿第一定律可知如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动一直运动下去；
（2）让钢球从斜面上由静止滚下，获得初始速度，进而获得动能，进行研究，因而乙实验中的研究对象是钢球，钢球由不同的高度由静止滚下，到达斜面底端的初始速度不同，因此实验目的是探究物体的动能大小与速度大小的关系。
4.（2019·菏泽）小明探究“物体运动与其所受阻力的关系”实验时。让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。小明发现小车在水平木板表面上滑行的距离量最长，这个现象说明：_________；实验中让小车从同一高度滑下的目的是_________。
【答案】小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
【解答】解： （1）在所给3种接触面中，水平木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，小车运动的距离最远，这个现象说明：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（2）每次均让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
故答案为：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。
5.（2018·泸州）泸州用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。第一次在水平木板上铺毛巾如图甲，第二次将毛巾换为棉布如图乙，第三次撤去棉布如图丙。观察小车在水平面上滑行的距离，回答下列问题：
（1）实验中，每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达斜面底部的______。
（2）实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最______。
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，小车从斜面上滑下后会在水平面上做______直线运动（选填“匀速”“减速”或“加速”）。
（4）用如图丙装置，若让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑，则还可以探究小车______的关系（选填答案序号）。
A．重力势能与质量
B．重力势能与高度
C．动能与质量
D．动能与速度
【答案】初速度相同；小；匀速；BD。
【解析】（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的初速度相同；
（2）在该实验中，木板表面最光滑，阻力就最小，小车运动的距离最远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（3）由上述实验可推理得出：如果水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则它会在水平面上做匀速直线运动。
（4）同一小车从不同高度由静止滑下，通过小车运动的距离可知克服阻力做功的多少，从而可判断小车原来具有重力势能的大小，所以可以探究重力势能与高度的关系；由于小车从不同高度由静止滑下，到达水平面时的初速度不同，通过小车运动的距离可知小车达到水平面时的动能大小，所以还可探究动能与速度的关系。故选BD。
故答案为：（1）初速度相同；（2）小；（3）匀速；（4）BD。
6. （2018·济宁）用如图的实验装置，让静止的小车从斜面的同一高度滑下，观察并记录小车在三种不同木板水平面上运动的距离，探究阻力对物体运动的影响。
(1)下图是对在水平面上运动小车进行的受力分析，其中正确的是_____
(2)小易按照“毛巾一棉布一木板”的顺序进行实验，实验记录如下表。
分析比较表中内容，可得出的初步结论是:小车受到的摩擦力越小，运动距离_____； 深入分析发现，小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，由此进-步推理得出的结论是:
________
接触面
小车受到摩擦力的大小
小车在水平面上的运动距离s/cm
毛巾
大
23.1
棉布
较大
37.5
木板
小
85.6
(3)早在17世纪初期，意大利物理学家_______ (填写科学家名字) 就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。
【答案】B；远；匀速直线运动；伽利略。
【解析】小车水平面上做减速运动的物体，受非平衡力的作用，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受水平向左的摩擦力，故B正确；
小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，说明水平面粗糙程度越小，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远。
由上述实验可推理得：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略通过实验和科学推理的方法研究力和运动的关系。
故答案为：；远；匀速直线运动；伽利略。
7．（2018•扬州）在探究阻力对物体运动的影响时：
（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是 。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将 。
（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是 。
【答案】（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
【解析】（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；
毛巾、棉布、木板粗糙程度变小，阻力变小，根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远；
如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做匀速直线运动；
（2）研究阻力对小车运动的影响，需要改变接触面的粗糙程度，且对于同一接触面摩擦力一定，不同接触面，摩擦力不同，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
故答案为：（1）小车到达水平面时的速度相同；越远；匀速直线运动；（2）同一接触面摩擦力一定，容易探究摩擦力对物体的影响，而推力，不易控制其大小且不便于测量推力的大小。
8. (2018·广东)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，如题17-1图所示。
（1）让同小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是________________。
（2）实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长，表明它在该表面受到的阻力最_________。
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则它会在水平面上做_______运动。
（4）如图题17-1图丙所示，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则还可以探究小车的_______关系（选填序号）。
①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度
（5）如题17-2图所示，用弹簧测力计水平拉着木块在长木块上做匀速直线运动，此时测力计的示数为_______N。
（6）在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动，可探究木块的___________关系（选填序号）。
①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度；②滑动摩擦力的大小与压力大小；
【答案】（1）使小车到斜面底部的速度相同；（2）小；（3）匀速直线；（4）②④；（5）0.8 （6）①。
【解析】（1）实验中让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑，目的是为了使小车到斜面底部的速度相同；
（2）实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长，表明它在该表面受到的阻力最小；
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，则根据牛顿第一定律知，它会在水平面上做匀速直线运动；
（4）若让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则由于保持小车的质量不变，改变的是高度，小车的重力势能就会不同，可以探究小车的重力势能与高度的关系；另外，由于下滑高度不同，小车到斜面底部的速度也就不同，从而使小车的动能不同，可以探究小车的动能与速度的关系；故应选②④；
（5）由题17-2知，此时弹簧测力计的读数为0.8N；（6）在不同的水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动时，由于保持木块对水平面的压力不变，改变的是水平面的粗糙程度，所以可以探究木块的滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系，故应选①。
四、影响浮力大小因素实验
1.（2020·四川乐山）物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg）
(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N；
(2)通过______两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；
(3)通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；
(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】（1）0.5；（2）c、d；（3）液体密度；（4）0.8×103。
【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)实验步骤c中，物体受到的浮力为：F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中，物体受到的浮力为：F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没，所以V排水=V排液
根据阿基米德原理，
所以该液体的密度为：
2.（2020·广东）受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为ρ水）、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下（请将步骤④补充完整）：
①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置；
②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1；
③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V2；
④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面______，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空（选用V1、V2、V3和ρ水，表示以下物理量）：
(1)小玻璃珠的总体积为V=______；
(2)小玻璃珠的总质量为m=______；
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=______；
(4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：______（示例：在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗）。
【答案】（1）相平；（2）；（3）；（4）；（5）换用分度值更小的量筒。
【解析】如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面相平，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
(1)小玻璃珠的总体积为：
(2)图丙与图丁中量筒所测的体积差值即为丁图碗中水的体积：
小玻璃珠的总质量与丁图碗中的水质量相同，即为：
(3)小玻璃珠密度的表达式为：
(4)换用分度值更小的量筒，可提高测量精度。
答案为：（1）相平；（2）；（3）；（4）；（5）换用分度值更小的量筒。
3.（2019·贵港）如图13所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1=________N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与________有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4） 实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为________法。
【答案】（1）4.8；（2）2；（3）物体排开液体的体积；丙和丁；（4）控制变量。
【解析】（1）由图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，图中指针指在4至5之间的第4条刻度线处，所以示数为4.8N；
（2） 由图甲和图丙知，物体完全浸没在水中时所受的浮力为：
（3） 由乙、丙两图实验数据得，物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关；为了得出物体所受浮力大小与液体密度有关，需确保物体排开液体的体积相同，而物体所在的液体的密度不同，所以应分析图丙和图丁两图的实验数据；
（4）因为物体在液体中受到的浮力可能受到多个因素影响，所以在探究本实验时，需要采用控制变量法。
4.（2019·河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg）
（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成。
（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：。
（3）合金块的密度为ρ合金＝g/cm3。
（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是cm3。
【分析】（1）根据图象分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系，进而得出浮力的变化情况；利用F浮+F＝G和图线①画出F浮随h变化的关系图象；
（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，从而得出结论；
（3）利用G＝mg求出合金块的质量，再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积，最后利用密度公式求出合金块的密度；
（4）根据称重法和阿基米德原理求出液体的密度，然后根据悬浮和阿基米德原理求出合金球的体积，用合金球的体积减去合金块的体积即为空心部分的体积。
【答案】（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。
【解析】（1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的，
而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。
由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；则F浮随h的变化的关系图象，如下图所示：
由图象可知，当h≤6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，
所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。
（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。
（3）由图甲可知，合金块的重力G＝4N，
合金块的质量：m合金＝＝＝0.4kg，
由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝3N，
则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
由F浮＝ρ水gV排可得，合金块的体积：
V合金＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
则合金块的密度：ρ合金＝＝＝4×103kg/m3＝4g/cm3。
（4）①由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″＝3.2N，
则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力：F浮′＝G﹣F″＝4N﹣3.2N＝0.8N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρgV排可得：＝，
则：ρ液＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。
②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F浮″＝G＝4N，
由F浮＝ρ水gV排可得，合金球的体积：
V球＝V排′＝＝＝5×10﹣4m3，
则空心部分的体积：
V空＝V球﹣V＝5×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3＝4×10﹣4m3＝400cm3。
故答案为：（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。
5．（2018•淄博）小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。
（1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是 ，若将遗漏的步骤标注为D，最合理的实验步骤顺序是 （用实验步骤对应的字母表示）。
（2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是 N，排开液体的重力是 N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是 ，接下来的实验操作应该是 。
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.6
1.8
0.5
0.3
（3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取 体积 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。
【答案】（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（3）体积。
【解析】（1）探究浮力大小与排开液体的重力的关系，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是：测量空桶的重力；
实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G﹣F示得出物体受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出物体排开水的重力，因此合理的实验步骤是：D、B、A、C；
（2）由实验步骤AB可知，物体浸在液体中时受到的浮力：F浮=FB﹣FA=1.8N﹣1.6N=0.2N；
由实验步骤CD可知，物体排开液体的重力：G排=FC﹣FD=0.5N﹣0.3N=0.2N；
由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会具有片面性或偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次实验后，需要换用不同液体重新实验；
（3）想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同、密度不同的物体，使其浸没在同种液体中（保证了液体密度相同、排开液体的体积相同），比较浮力的大小。
故答案为：（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（3）体积。
6．（2018•青岛）探究浮力的大小
数据
结论
如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。
①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 大 （填“大”或“小”），说明浮力的大小与 有关。
②图丁中金属块受到的浮力人小等于 N
③比较图 可知，浮力的大小与液体的密度有关。
数据
结论
如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验：
④木块受到的浮力F浮= N。
⑤木块排开的水所受的重力G排水= N。
⑥比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小 （填“大于”、“等于”或“小于”）它排开的水所受的重力。
【答案】①大；物体排开液体的体积；②0.3；③丙、丁；④1.2；⑤1.2；⑥等于。
【解析】①由图知，丙中物体排开水的体积更大，弹簧测力计的示数更小，说明受到的浮力更大，且浮力大小与物体排开液体的体积有关；
②由甲图知，物体的重力G=3.6N，由图丁知，弹簧测力计的示数为3.3N，可知物体受到的浮力为：F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N；
③图丙丁，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，即所受浮力不同，可知浮力的大小与液体的密度有关；
④由图甲知，木块的重力G=1.2N，因为木块漂浮，所以F浮=G=1.2N；
⑤空桶的重力为0.4N，桶和水的总重为1.6N，可知排开水的重力为G排=G总﹣G桶=1.6N﹣0.4N=1.2N；
⑥由④⑤数据可知，浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。
故答案为：①大；物体排开液体的体积；②0.3；③丙、丁；④1.2；⑤1.2；⑥等于。
7．（2018·舟山）某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：
①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm3
水和铁块的总体积/cm3
排开水的体积/cm3
排开的水受到的重力/N
实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是 。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后，该组同学进行了反思：
（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出 ，从而不能得出实验结论。
（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是 。
A．没有进行多次重复实验
B．没有换用其它液体进行实验
C．没有进行物体部分浸入水中时的实验
【答案】铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积或水的体积；（2）ABC。
【解析】根据阿基米德原理的公式：F浮=G排和根据称量法F浮=G﹣F测量浮力，需要用弹簧测力计测量空气中物体的重力和水中弹簧测力计的拉力，故表格少“铁块的重力/N”；
（1）向量筒中加入“适量的水”不能太少，否则不能把固体完全浸没，也不能加入太多的水，否则在放入物体后超过量筒的量程不能测量出排开水的体积，从而不能得出实验结论；
（2）为得到普遍性的规律，应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入水中时的实验，多测几组数据进行分析，从而得出结论，故ABC正确；
故选ABC。
故答案为：铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积或水的体积；（2）ABC。
五、影响动能大小因素实验
1.（2020·贵州黔西南）用图所示的装置来探究物体动能跟哪些因素有关。实验时，让钢球A从斜面某一高度滚下，在水平面上运动，将木块B撞出一段距离。
(1)此实验是通过比较什么物理量来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的?
(2)当要研究钢球动能的大小与速度关系时，应该怎么操作?为什么?
(3)猜想一下：如果斜面和水平面都是光滑的，把木块B固定在水平面上，钢球A与木块碰撞时无能量损失，那么钢球被木块反弹后可能会运动到斜面什么位置?
【答案】见详解。
【解析】(1)钢球在水平面上将木块撞出的距离越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越大，所以通过木块撞出的距离来判断钢球动能的大小。
(2)高度不同，钢球具有的重力势能不同，到斜面底端时具有的动能不同，运动到水平面时的速度就不同，让同一钢球分别从斜面不同高度滚下，来研究钢球动能的大小与速度关系。
(3)如果斜面和水平面都是光滑的，则机械能守恒，所以钢球被木块反弹后会上升到出发点的位置。
2.（2020·山东泰安）如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。
(1)该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
(2)实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大。
(3)若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
【答案】（1）小球A；（2）大；（3）大；（4）同一。
【解析】(1该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。
(2)同一小球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度较大，把木块推得越远，说明小球做功多，动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，小球的速度越大，动能就越大。
(3)要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，控制小球到达水平面的速度相同，让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
3.（2020·四川雅安）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正确”或“错误”），理由是：_________________。
(4)另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_____（选填“正确的”或“错误的”）。
【答案】（1）转换法；（2）不能；（3）速度；（4）错误；（4）没有控制速度一定；（5）错误的。
【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。
4.(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，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB。
（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问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。
（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”）
【答案】B；速度；静止；相等。
【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；
（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；
使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；
（3）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，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。
5.（2018•攀枝花）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。
（3）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： 。
【答案】（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。
【解析】（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；
（2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；
（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误。
故答案为：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。
6. （2018·安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理：
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越。
（2）实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越。木块运动的距离越长。
②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越，木块运动的距离越长。
【答案】（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。
【解析】（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大；
②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；
（2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长；
②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大，所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。
故答案为：（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。
六、杠杆平衡条件实验
1.（2020·自贡）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。
(1)实验前，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______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）2；（4）1；（5）变大；（6）2。
【解析】(1)杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会比较方便。
(2)设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：
FAlA=FBlB
4G×2l=FB×4l
FB=2G
即需在B点处挂2个钩码。
(3)取走悬挂在B点钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件得到
4G×2l=FC×4l
FC=2G=2×05N=1N
如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
从支点O到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂，如图所示：
由杠杆的平衡条件得到：，；
F=2N。
1.（2019荆州，31）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等
（1）杠杆在如图甲所示的位置静止时____（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的．
（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）端调节．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在 A 点挂两个钩码，每个钩码重 0.5N，在 B 点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为______N．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是________________________．
2.（2019·苏州）利用杠杆开展相关实验探究：
(1)安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡；
(2)如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图内所示，此过程中，弹簧测力计拉力的示数会________(选填”变大”、“变小”或“不变”，下同)，拉力的大小______。
【答案】左；2.0；偏小；变小；不变。
【解析】利用杠杆开展相关实验探究：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；
（2）由图可知，根据杠杆平衡条件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以FB=2.0N；
若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于左侧已经存在杠杆的力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小；
（3）图丙使杠杆由水平位置时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
G×4L=F2×3L，则F2=G；
当转动到图中位置时，设杠杆与水平位置的夹角为α，物体的力臂、弹簧测力计拉力的力臂均变小；则根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
G×4L×cosα=F2′×3L×cosα，则：F2′=G；
所以，在此过程中拉力F的大小不变。
故答案为：左；2.0；偏小；变小；不变。
3．（2018•枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将 即可。
（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为 的实验方案更好，请说明你的理由 。
（4）实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由 。
【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。
【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2））设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F左L左=F右L右，即4G×2L＞2G×3L，左端大，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总个数和悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡；
（3）由图可知，弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，图丙好；
（4）杠杆在O点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。
故答案为：（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。
4．（2018·龙东）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；
（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；
（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
5．（2018·深圳）在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。
（1）“探究杠杆的平衡条件”实验
①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；
②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）
③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【答案】(1)左；(2)变大；(3) C。
【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确；所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。
故答案为：(1)左；(2)变大；(3) C。
七、测量滑轮组机械效率实验
1.（2020·哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
装置
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。
（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。
【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；
ab的有用功和总功相同，机械效率相同；
根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；
c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；
则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；
b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
2.（2020·天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
蝇瑞移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
03
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式（ ）；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡
【答案】(1) 80.0%；(2)如图； (3)越高；(4)自重不同的滑轮。
【解析】(1)第3次实验中，有用功：W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功：W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率：
因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：
(2)分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(3)猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。
3.（2020•岳阳）“测量滑轮组的机械效率”的实验数据如下表：
实验
次数
物重G（N）
物体上升高度h(m)
拉力F（N）
绳子自由端移动距离S（m）
机械效率η
1
4
0.1
2.0
0.3
66.7%
2
5
0.1
0.3
69.4%
3
6
0.1
2.6
0.3
（1）实验时，应沿竖直向上的方向拉动弹簧测力计。
（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为N。
（3）第3次实验滑轮组的机械效率是（保留一位小数）。
（4）如果用这个滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是（选填序号）。
A．60% B.70% C.80%
【答案】（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。
【解析】（1）实验时，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。物体匀速运动，物体受平衡力的作用。
（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为2.4N。
（3）第3次实验滑轮组的机械效率是η=W有W总×100%=6N×0.1m2.6N ×0.3m×100%=76.9%。
（4）如果用这个滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是80%，相同的滑轮组，所做额外功一定时，增大有用功，可提高机械效率，即相同的滑轮组，增大提升物质，可以提高机械效率。
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。
4.（2019·连云港）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圈呢？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：
（1）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；
（2）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；
（3）逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹簧测力计的示数接近于0，并将有关数据记录在表格中；
（4）棉线绕3圈时，弹簧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；
（5）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：_____。
【答案】（4）0.5； 静摩擦；7.1；（5）详见解析。
【解析】（4）由图丙可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，示数是0.5N；
棉线与铁棒之间未发生相对运动，它们之间的摩擦属于静摩擦；
该摩擦力的大小为f=G-F=7.6N-0.5N=7.1N；
（5）由表中数据可知，绕绳的圈数越多，弹簧测力计的示数越小，绳和立柱间的摩擦力越大，但摩擦力与绕绳的圈数不成正比。
5. （2018·德州）测量滑轮组的机械效率：
步骤
如图22为测量某滑轮组机械效率的实验装置。①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。②分析表中数据可知：实验2是用图___________做的实验。③实验序号3中的机械效率η=___________。
装置图
表格
实验序号
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率n
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
结论
通过比较___________ (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率___________。
问题讨论
实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法___________ (选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到___________对滑轮组机械效率的影响。
【答案】乙；80%；1.2；越低；不正确；摩擦力。
【解析（1）实验步骤：
②分析表中数据，实验2中，绳端移动距离s=0.3m，钩码上升高度h=0.1m，则，
所以是用图乙做的实验；
③实验序号3的机械效率；
（2）由实验数据可知：1 、2两次实验，使用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
通过比较2、3两次实验数据可知，用乙、丙滑轮组提升相同的重物时，因为丙滑轮组有两个动滑轮，动滑轮越重，克服动滑轮所做的额外功越多，机械效率越低。由此可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；
（3）如让弹簧测力计静止时读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此测得的机械效率偏大。所以这种想法是不正确的。
6．(2018·绵阳)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置
（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：
（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。
（2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。
（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 （填序号，可能不止一项正确）。
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
【答案】（1）绳子；（2）；（3）ADE。
【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子；
（2）由滑轮组的图上可知，n=3
滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh，
机械效率的表达式为η===；
（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；
CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；
EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。
故答案为：（1）绳子；（2）；（3）ADE。
八、其他实验探究题
1.（2020·湖南常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(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时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为了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5N的砝码，则弹簧测力计的示数为______。
A．10N B.5N C.0N
【答案】（1）大小相等；（2）木块与桌面间存在摩擦力；（3）转动回来；（4）在同一直线上；（5）B.
【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码，则木块左右两边所受的拉力的大小相等，能处于静止状态，所以能说明一对平衡力的大小相等。
小明在实验时，放入左右盘的砝码并不等重，但木块仍能保持静止，是因为木块与桌面之间有摩擦，所以木块所受的左右两个拉力大小不等，但由于摩擦力的影响，还是能处于平衡状态。
(2)将木块换成小车后，小车与桌面摩擦力较小，小车所受的两个拉力大小虽然相等，但两个拉力的方向不在同一直线上，于是两个拉力让小车转回原位，所以二力平衡时，两个力大小要相等，方向也需要在同一直线上。
(3)把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入5N的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为5N，所以其示数为5N，故B选项正确。
2.（2020·贵州黔东南）如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素：
(1)本实验是通过观察_________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有_________和转换法；
(2)通过比较图甲、乙，说明_________ ，压力的作用效果越明显；
(3)通过比较图_________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强的大小关系为p_________（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】（1）海绵下陷（或凹陷）程度；（2）控制变量法；（3）受力面积一定时，压力越大；（4）乙、丙；（5）=。
【解析】(1)本实验将压力的作用效果转换到海绵的凹陷程度来比较，利用了转换法。
实验中有压力、受力面积两个变量影响实验，在探究其中一个对实验的影响时，需要控制另外一个不变，采用了控制变量法。
(2)通过比较图甲、乙发现海绵的受力面积相同，受到的压力不同，海绵的凹陷程度不同，说明受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)在压力一定时，比较受力面积与压力的作用效果的关系，需要控制压力相同，改变受力面积的大小，可以通过比较乙、丙两图得到结论：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
(4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到压力大小相等，海绵和木板的受力面积又相同，根据可知受到的压强相等，即：p=。
3．（2020·南充）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
（2）对比甲、乙两图可以得出：当 一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
（3）由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系。
（4）对比甲、丁两图，小强认为压力作用效果与压力大小无关，你认为他的观点
（选填“正确“或“错误”）；理由是 。
【答案】（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面积相同。
【解析】（1）力可以改变海绵的形状，通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小；
（2）图甲、乙，压力相同，受力面积越小，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显，所以在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显；
（3）图甲、丙，受力面积相同，丙图的压力大，海绵凹陷程度大，压力作用效果越明显，所以在受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；
（4）对比甲、丁两图，得出压力作用的效果与压力大小无关，是错误的，因为没有控制受力面积不变，同时改变了压力大小和受力面积大小，存在两个变量。
故答案为：（1）凹陷的程度；（2）压力；（3）压力大小； （4）错误；没有控制受力面积相同。
4.（2020·山东滨州）如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中
(1)实验中是通过比较海绵的______来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做______法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与______的关系；通过比较图______和图______两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是______法。
(3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对______力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对______力。
【答案】（1）凹陷程度；（2）转换；（3）压力大小；（4）乙；（5）丙；（6）控制变量；（7） 相互作用；（8）平衡。
【解析】(1)实验中通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的形变越大，压力作用效果越明显，这种科学探究方法是转换法。
(2)比较图甲和图乙两次实验，受力面积相同，图乙中压力较大，压力的作用效果较明显，可以得到压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
探究压力的作用效果与受力面积的关系，保持压力相同，改变受力面积，通过比较图乙和图丙，采用控制变量法。
(3)静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力与桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，属于相互作用力，它受到的重力和桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于平衡力，所以它对桌面的压力和它受到的重力大小相等。
5.（2020·四川成都）在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中：
(1)根据力的作用效果可以对力的大小进行测量。弹簧测力计能够测量力的大小，利用的是_________；
A.力可以改变弹簧的形状
B.力可以改变弹簧的运动方向
C.力可以改变弹簧的运动快慢
(2)在进行图所示的实验前，应将弹簧测力计沿_____________方向放置，然后进行调零；
(3)利用上图所示的实验，可以测量出木块与桌面之间的滑动摩擦力大小，条件是：用弹簧测力计拉着木块做_________运动；
(4)小武同学猜想：用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，示数可能不同。以下设计中，能验证该猜想的是__________。
A.测量一根头发能承受的拉力
B.测量同一个木块受到的重力
C.测量让小武感受相同的拉力
D.测量拉动同一个木块的拉力
【答案】（1） A；（2）水平；（3）匀速直线；（4）B。
【解析】(1)弹簧测力计测量力的大小是利用力可以改变弹簧的长度，即改变弹簧的形状。故选A。
(2)实验时，需要水平拉动木块，所以在实验前，应将弹簧测力计沿水平方向进行调零。
(3)水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，摩擦力大小和拉力大小相同，读出弹簧测力计示数，则可以得出摩擦力大小。
(4)用两个不同的弹簧测力计，分别测量相同的力，则要控制力大小不变。
A．测量一根头发能承受的拉力，头发断时，力会突变，不好读数，不能验证；
B．测量同一个木块受到的重力，木块重力不变，方向竖直向下，能验证；
C．测量让小武感受相同的拉力，人的感觉不精确，不能验证；
D．测量拉动同一个木块的拉力，人拉动速度不同，会导致拉力示数不同，不能验证，
故选B。
6．（2020·绥化）某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，U形管两侧液面高度 。
（2）图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置
。（填“漏气”或“不漏气”）
（3）他把探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强是 Pa；继续向下移动探头，会看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的 有关。
（4）为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论，他用图丙的装置，在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则 侧液体的密度较大。（填“左”或“右”）
【答案】（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。
【解析】（1）他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，根据连通器原理，U形管两侧液面高度相同；
（2）根据转换法，图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小，用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气；
（3）他把探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强是：
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa；
继续向下移动探头，会看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的深度有关；
（4）在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则右侧液体压强大，根据p＝ρgh，右侧液体的密度较大。
故答案为：（1）相同；（2）高度差；不漏气；（3）600；深度；（7）右。
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