04 力學實驗專題（一）

力學實驗專題（一）復習目標1.掌握天平的使用方法，能正確測量固體和液體的質量；2.掌握測量固體和液體的密度的方法；3.理解彈簧的彈力產生的原因，掌握探究彈簧彈力和拉力的關系的實驗；4.理解重力G=mg，掌握探究物重與物體質量的關系實驗；5.理解牛頓第一定律，掌握探究牛頓第一定律實驗；6.理解二力平衡條件，掌握探究二力平衡的條件實驗；實驗梳理實驗一用天平測固體和液體的質量1.天平的使用技巧：一放平，二調零，三調橫梁成水平，指針偏哪哪邊重，螺母反向高處動，稱物體，先估計，左物右碼方便自己；夾砝碼需心細，加減對應盤高低2.注意事項：（1）被測物體的質量不能超過天平的稱量；（2）橫梁平衡的標志是指針指在分度盤的中央刻度線處或指針在中央刻度線左右擺動幅度相等；（3）已經調節(jié)好的天平，當移動后應重新調節(jié)橫梁平衡；（4）潮濕的物體和化學物品不能直接放入天平托盤里，應將它們裝入容器中，再進行稱量；（5）向盤里加砝碼時要用鑷子，不能用手直接接觸砝碼，要輕拿輕放.（6）測量粉末狀物體的質量時，可以在天平兩盤各墊一張大小適中的相同紙片，再進行稱量．典例引領【典例1】（2023·江西贛州·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，正確使用天平時，將天平放在水平臺面上，先將取下，然后移動游碼至零刻度線處，發(fā)現(xiàn)天平指針仍然偏向分度盤左側，接下來應將天平右邊的平衡螺母向右調，也可將左邊的平衡螺母向調；小林用已調好的天平測量一小塊鵝卵石質量時，天平平衡后，右盤中砝碼的質量和游碼的位置如圖乙所示，則物體的質量是g。即時檢測【即時檢測1】（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預測）小軍和小林分別利用托盤天平練習測量物體的質量：（1）小軍將天平調節(jié)平衡后，測量空燒杯的質量。當他在右盤中放入砝碼后天平如圖甲所示，接下來他的操作應是，使天平再次平衡，讀出空燒杯的質量；（2）小林將天平調節(jié)平衡后，測量液體和燒杯的總質量，當天平再次平衡后如圖乙所示，則液體和燒杯的總質量是g。【即時檢測2】（2023·四川成都·統(tǒng)考二模）在“使用天平測量液體質量”的實驗中：（1）將天平放置于水平臺面上，將游碼撥至標尺左端零劉度線處，分度盤指針如圖甲所示，則應將平衡螺母向調節(jié)，直到指針靜止時指在分度盤的中線處；（2）正確調節(jié)后，將空燒杯放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼，當把砝碼盒里最小的砝碼放在右盤，發(fā)現(xiàn)指針指向分度盤的右側，接下來正確的操作是：取下最小砝碼，并，直到天平再次平衡，測得空燒杯質量為28g；（3）測得燒杯和液體的總質量如圖乙所示，則杯中液體的質量為g；（4）若兩次測量中使用的那個20g的砝碼磨損了一點，則測得的液體的質量（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。實驗二測量固體和液體的密度1.測固體物質密度的方法：（1）用天平測出固體的質量m。（2）在量筒中倒入適量的水，測出水的體積為V1（3）將固體完全浸入量筒中，測二者的總體積為V2。（4）固體的密度2.測液體物質密度的方法：（1）用天平測出液體和燒杯的總質量m1。（2）把燒杯中適量液體倒入量簡中，用天平測出剩余液體和燒杯的總質量m2讀出量筒中液體的體積V。（3）液體的密度典例引領【典例2】（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）如圖是小趙測量自制果汁密度的實驗：（1）他用已調好的天平測量空燒杯質量時，添加最小砝碼后，天平的指針仍略左偏，于是他進行了如圖甲的操作，他的錯誤是：；（2）糾正錯誤后，完成了下列實驗步驟：①測得空燒杯的質量是49.4g；②取適量的果汁倒入燒杯中，用天平測果汁和燒杯的總質量，天平平衡時，右盤中砝碼及游碼的位置如圖乙所示；③將燒杯中的果汁全部倒入量筒中，如圖丙所示；④計算果汁的密度為g/cm3；（3）小組內交流發(fā)現(xiàn)：將上述實驗步驟①②③④順序調整為，可以減小誤差。即時檢測【即時檢測1】（2023·遼寧阜新·統(tǒng)考模擬預測）阜新有“瑪瑙之都”的美譽，小福想了解瑪瑙石的密度，于是來到瑪瑙城找到兩塊大小不同的瑪瑙原石，來到實驗室完成如下操作：準備實驗器材：托盤天平、量筒、燒杯、水、細線。（1）用托盤天平測得小塊瑪瑙石的實驗數(shù)據(jù)如圖甲所示，則其質量為g；（2）將小塊瑪瑙石放入裝有20ml水的量筒中后液面位置如圖乙所示，則小瑪瑙石的體積為cm3。根據(jù)實驗原理計算出小瑪瑙石的密度是kg/m3；（3）小福想用同樣的方法測出大塊瑪瑙石的密度，發(fā)現(xiàn)大瑪瑙石不能直接放入量筒，于是聰明的小新進行了如下的操作：①用天平測量大瑪瑙石的質量m1；②將大瑪瑙石放入盛水燒杯后測量燒杯質量m2，并標記水面位置；③撈出大瑪瑙石，再補水到標記處后測量燒杯的質量m3。根據(jù)測得質量值得出大塊瑪瑙石的密度表達式為：ρ瑪瑙=；（用符號表示）（4）小福再次完成（4）中測量過程，發(fā)現(xiàn)第二次取出大瑪瑙石時沾了更多的水，經他的分析認為再次測量后算得到的密度值與前者密度值相比（選填“偏大”“偏小”或“仍然不變”）?！炯磿r檢測2】（2023·山東東營·統(tǒng)考二模）2022年黃河干流全線水質持續(xù)改善，某環(huán)保小組在黃河邊取適量黃河水樣品，分別進行了水密度的測量。（1）小薇把黃河水樣品帶回學校，用天平和量筒做了如下實驗：①將天平放在水平臺上，游碼歸零后，發(fā)現(xiàn)指針指向零刻度線的左邊，此時應將平衡螺母向（選填“右”或“左”）調，才能使天平橫梁水平平衡；②用天平測出空燒杯的質量為20g，在燒杯中倒入適量的黃河水樣品，測出燒杯和水的總質量如圖甲所示，則水質量為g，然后將燒杯中的水倒入量筒（如圖乙），讀出水的體積為40mL，則水的密度為；③小薇用這種方法測出的黃河水密度比真實值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（2）小亮把黃河水樣品帶回家，用家里的一臺電子秤（如圖丙所示）和沒喝完的半瓶純凈水，做了如下實驗，請把實驗步驟補充完整，并寫出表達式。①用電子秤測出半瓶純凈水的總質量為，并用筆在瓶身水面位置標記；②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測出空瓶的質量為；③；④則黃河水的密度表達式（純凈水的密度用表示）。實驗三探究彈簧的伸長跟拉力的關系1.在彈性限度內彈性力的大小與彈性形變量成正比，在設計實驗時要測量力和彈性形變量，因此所選的測量工具為：彈簧測力計、刻度尺2.除此之外在實驗時往往采用在彈簧或橡皮筋下加掛重物的方法來使其伸長穩(wěn)定的長度，因此還需要選擇對應的勾碼、沙桶等重物。 3.注意事項（1）彈簧測力計在使用時要沿力的方向使用，一般選擇豎直方向或水平方向使用以減小實驗誤差。（2）彈性形變量即物體原長與受力之后長度的差值，伸長時即為伸長量，壓縮時即為壓縮量，與物體本身長度無關。（3）實驗時要考慮物體的彈性限度，若實驗數(shù)據(jù)或圖像末端出現(xiàn)彈性力的大小與彈性形變量不成正比的情況，則考慮已經超出了彈性限度。典例引領【典例3】（2021·陜西·統(tǒng)考中考真題）同學們在學完彈簧測力計的相關知識后，自制了一個“橡皮筋測力計”，將橡皮筋不掛重物時下端對應位置標為零刻度線：掛1N重物時，下端對應位置標為1N；將這段距離等分為20格，每格表示0.05N。用此測力計測量物體重力時，發(fā)現(xiàn)測量值不準確。為了弄清其中的原因，同學們探究了橡皮筋的伸長與受到外力的關系。他們利用規(guī)格為0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等進行了實驗探究。不掛重物時，使橡皮筋下端與刻度尺的零刻度線對齊；掛不同重物時，橡皮筋下端對應不同的刻度值，作出標記，如圖所示。（1）螺母掛在橡皮筋下靜止時，受到橡皮筋的拉力（選填“大于”“等于”或“小于”）它受到的重力；（2）同學們在橡皮筋下依次掛上個數(shù)不等的螺母，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。試驗次數(shù)123456789101112螺母個數(shù)n/個01234567891011螺母總重G/N00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.55刻度尺讀數(shù)L/mm0511203045607590110135158①分析實驗數(shù)據(jù)可初步得出：橡皮筋下所掛重物越重，橡皮筋的伸長越；②進一步分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：每增加1個螺母時，刻度尺讀數(shù)的變化量總體上是不同的，但中間有部分讀數(shù)的變化量是相同的。若靜止時橡皮筋下端對應刻度尺的70.0mm處，推測橡皮筋下所掛的物體重約為N（結果保留兩位小數(shù)）；若掛另一重物，靜止時橡皮筋下端對應刻度尺的15.0mm處。此時（選填“能”或“不能”）確定此物體的重；（3）同學們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用此橡皮筋重新制作一個刻度均勻的測力計，橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不變。若使測力計的量程最大，零刻度線應標在刻度尺的mm刻度處，此測力計的最大量程為；（4）同學們更換不同的橡皮筋進行探究，發(fā)現(xiàn)其它橡皮筋的特點均與此相似，他們由此總結出，若要用橡皮筋制作測力計，受橡皮筋材料影響，刻度均勻部分可測量范圍，整體上測量不準確，所以橡皮筋不適合做測力計。即時檢測【即時檢測1】（2023·廣東·統(tǒng)考模擬預測）實驗小組的同學對A、B兩根長度相同粗細不同的橡皮筋測力計，將橡皮筋的一端固定，另一端懸掛鉤碼（圖甲所示），記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸長量Δx，根據(jù)多組測量數(shù)據(jù)做出的圖線如圖乙所示。（1）當在橡皮筋上懸掛重力為8N的物體時，橡皮筋A的伸長量為cm；（2）分別用這兩根橡皮筋制成的測力計代替彈簧秤，用橡皮筋制成的測力測量的精確程度高（選填“A”或“B”）；（3）將本實驗中相同的兩根橡皮筋并聯(lián)起來代替彈簧秤，能夠測量力的最大值為N?！炯磿r檢測2】（2023·廣東東莞·東莞市厚街海月學校校考模擬預測）小華在課外探究彈簧的伸長量跟拉力的變化關系，記錄了相應實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。彈簧下方所掛鉤質量/g0100200300400500600700指針的位置/cm2345677.57.5（1）分析實驗數(shù)據(jù)，可得到結論：在彈性限度內，彈簧伸長量與拉力成；（2）小華利用完全相同的小桶分別盛滿四種液體，再用最大量程為5N的彈簧測力計分別稱出液體和小桶的總重力，記錄的部分數(shù)據(jù)見下表。液體種類酒精水鹽水蜂蜜彈簧測力計的示數(shù)F/N2.62.83.0①通過分析比較上表，小華推測在液體密度與彈簧測力計示數(shù)之間有一定的規(guī)律，下列圖像中能正確反映這一規(guī)律的圖像是；②若酒精的密度為0.8g/cm3，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計算出鹽水的密度為g/cm3，小桶的重量為N；若查到蜂蜜的密度為1.4g/cm3，則上表空格中數(shù)據(jù)應為N；（3）小華又利用相同的彈簧測力計及小桶，將彈簧測力計改裝成可以直接讀取液體密度的彈簧密度計，該彈簧密度計能用于測量液體密度的最大值為g/cm3。實驗四探究物重與物體質量的關系1.由重力公式G=mg可知，物體所受重力大小與物體質量成正比，即驗證重力與質量的比值為一定值（或G-m圖像為正比例函數(shù)圖像）。因此在設計實驗時應分別測量物體的質量與重力，所選取的測量工具為：彈簧測力計、托盤天平2.注意事項（1）驗證一個量與另一個量之間的關系是典型的探究實驗設計類型，因此在設計實驗時應注重控制無關變量相同。逐次改變所測物體的質量，并記錄對應的重力值，進行多次試驗以得到普遍規(guī)律。（2）在太空中或月球等位置進行實驗時，注意g值會發(fā)生相應的變化，但同一位置物體所受重力大小與物體質量成正比這一結論不發(fā)生改變。3.變形實驗驗證重力大小與形狀、體積等無關變量的關系，實驗時一定要注意控制質量大小相同，牢牢把握重力與質量成正比這一概念。典例引領【典例4】（2023·湖南長沙·統(tǒng)考中考真題）小明用家里的器材探究重力的大小與質量的關系。如圖甲、乙所示，小明用布袋裝著質量不同的米，用電子秤測其質量，用液晶屏拉力器測其重力，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：實驗次數(shù)12345電子秤的示數(shù)/g100.0200.0300.0400.0500.0拉力器的示數(shù)/N0.981.962.943.924.90（1）在圖乙中，當米袋靜止時，拉力器的示數(shù)與這袋米所受重力的大小；（2）分析上表數(shù)據(jù)可得：物體所受重力的大小與它的質量成，下列數(shù)據(jù)處理方法可以得到此結論的是。A．計算每一次實驗中重力的大小與質量的比值B．計算每一次實驗中重力的大小與質量的乘積即時檢測【即時檢測1】（2023·四川成都·?？寄M預測）在“探究重力與質量的關系”實驗中；（1）同學們所用的彈簧測力計如圖所示，在使用它測量力前，應先進行的操作是；（2）將物體掛在彈簧測力計下，并讓它處于靜止狀態(tài)，忽略彈簧自重；根據(jù)原理可知：此時彈簧測力計的示數(shù)等于物體的重力；（3）在“探究重力的大小與質量的關系”實驗中，同學們的實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示；質量m/kg0.060.100.180.220.320.34重力G/N0.61.01.82.23.23.4分析表中實驗數(shù)據(jù)可得出的結論是；（4）小紅用質量不同的蘋果，小木塊、小鐵球各一個，并分別測出了它們的質量和重力，來探究物體所受重力大小與質量的關系，你認為小紅的做法。A．不合理，因為他沒有用同種物質的物體做實驗B．不合理，因為他沒有使物體的質量成倍變化C．合理，因為他同樣可以得到物體所受重力大小與質量的關系D．合理，因為他的操作比甲同學更簡便【即時檢測2】（2023·四川內江·威遠中學校?？家荒＃┰谔骄俊爸亓εc質量的關系”實驗中，采用的實驗裝置如圖甲所示。實驗中，以鉤碼作為被測物體，每個鉤碼的質量m均為50g。實驗步驟如下：A．將彈簧測力計在豎直方向上調零，使指針對準零刻度線；B．把鉤碼掛在彈簧測力計上，當鉤碼時，讀出彈簧測力計的示數(shù)。此時彈簧測力計的示數(shù)（選填“大于”、“小于”或“等于”）鉤碼所受的重力；C．逐漸增加所掛鉤碼的個數(shù)，測出相應鉤碼的重力，并記錄在下面的表格中。鉤碼數(shù)/個12345質量m/kg0.050.100.150.200.25重力G/N0.490.971.471.972.45請你在乙圖坐標紙上，用描點法作出G﹣m圖像。并根據(jù)圖像得出結論：物體所受的重力與它的質量成。實驗五探究牛頓第一定律1.牛頓第一定律是理想定律，實驗室無法完成。故要驗證牛頓第一定律，則只能去驗證平衡力；2.本實驗，往往和摩擦力的實驗相結合，采用逐步逼近的方法驗證，接觸面光滑時，物體將做勻速直線運動典例引領【典例5】（2023·內蒙古呼和浩特·統(tǒng)考中考真題）自古以來，就有很多人認為，力是維持物體運動的原因。后來，伽利略提出，物體的運動不需要力來維持。我們通過實驗來研究：如圖所示，讓同一小車從同一斜面的相同位置由靜止滑下，保證小車到達水平面的速度相同，結果發(fā)現(xiàn)，隨著小車受到的阻力減小，小車在水平面上滑行的距離變大。分析，思考，推理，得出正確結論：（1）如果小車靜止，不受力，小車將保持靜止狀態(tài)；（2）如果小車運動，不受力，小車將保持勻速直線運動狀態(tài)。進而思考得出：（1）如果一個物體不受力，這個物體將保持；（2）力（選擇“是”或“不是”）改變物體運動狀態(tài)的原因；（3）牛頓第一定律（選填“能”或“不能”）由實驗直接驗證。即時檢測【即時檢測1】（2023·廣東惠州·惠州一中校聯(lián)考一模）在“探究阻力對物體運動的影響”的實驗中，讓小車每次從斜面頂端處由靜止自由滑下，改變水平面的粗糙程度，測量小車在水平面上滑行的距離，結果記錄在下表中。接觸面毛巾棉布木板小車受到的阻力大小大較大小小車運動的距離s/cm18.3026.83（1）每次實驗均讓小車從斜面頂端由靜止自由下滑，目的是使小車在水平面上開始滑行時獲得的速度大?。ㄟx填：“相等”或“不相等”）；本實驗是通過觀察小車在水平面上運動的距離來判斷阻力對物體運動的影響，這種研究問題的方法叫法；小車到達水平面的初始動能是由勢能轉化而來的：（2）第三次實驗中，小車在水平木板上滑行后，停下來的位置如圖所示，讀出小車在木板上滑行的距離并填寫在上面表中相應空格處：；（3）分析表中內容可知：水平面阻力越小，小車滑行的距離就越遠，則小車的速度；進一步推理得出：如果水平面絕對光滑，物體受到的阻力為零，物體的速度將不會減小，則物體將在水平面上做運動?！炯磿r檢測2】（2023·遼寧沈陽·沈陽市第一三四中學?？寄M預測）小毅為探究“運動與力的關系”，設計了如圖所示的斜面實驗。讓同一小車滑到接觸面分別為毛巾、棉布和木板的水平面上，觀察小車在水平面上滑行的距離。（1）為了使小車滑到水平面時的相同，實驗時應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，這種研究問題的方法是（填“轉換法”“模型”或“控制變量”）法。（2）比較甲、乙、丙三次實驗，發(fā)現(xiàn)阻力越小，小車滑行的距離就越（填“遠”或“近”），說明小車運動的速度改變得越（填“快”或“慢”）。（3）伽利略對類似的實驗進行了分析，并進一步推測：如果水平面光滑，小車在運動時不受阻力，則小車將在水平面上。這就說明物體的運動（填“需要”或“不需要”）力來維持。（4）牛頓在1687年他的巨著《自然哲學的數(shù)學原理》中，表述了自己的運動和力的關系，后人稱之為“牛頓第一定律”，上述實驗及科學家研究成果給予我們的啟示是。（將正確說法前的字母填寫在橫線上）A．科學定律都可以通過實驗直接得出B．科學推理是科學研究的方法之一C．大多數(shù)人認同的觀點就是正確的觀點D．普通人觀點可以質疑，科學家觀點不可以質疑實驗六二力平衡的條件1.實驗器材表面光滑的桌子(帶滑輪)、小車等質量的吊盤(帶兩根細線)、砝碼若干。2.實驗步驟（1）如圖所示，將小車放在光滑的水平桌面上，其左、右掛鉤上拴好細繩，并跨過滑輪，下端各拴一等質量的吊盤吊盤內各放一個等質量的砝碼，觀察小車是否能靜止。（2）向其中一盤里加砝碼，觀察小車是否還能靜止。（3）保持兩盤里的砝碼質量相等，把小車扭轉一個角度，使拉力F1F2不在一條直線上，觀察小車的情況。（4）若將右側的吊盤也掛在左側，觀察小車的運動情況。（5）另取一個相同的小車將一個吊盤掛在左邊小車的左側，將另一個吊盤掛在右邊小車的右側，觀察小車的運動情況。3.實驗結論一個物體在兩個力作用下保持靜止的條件是：這兩個力必須大小相等，方向相反，并且在同一條直線上。4.注意事項（1）用小車而不用木塊進行實驗，能夠有效地減小摩擦，更方便觀察小車的運動情況;（2）實驗前，滑輪要加一點潤滑油，桌面要比較光滑，盡量減小摩擦力對實驗的影響;（3）通過觀察小車是否靜止在桌面上來判斷小車是否處于平衡狀態(tài)。（4）在向已處于平衡的吊盤中加砝碼時所加砝碼的質量不能太小，避免因摩擦而使小車不能向質量大的砝碼一端運動.造成理解上的麻煩。典例引領【典例6】（2023·貴州·統(tǒng)考中考真題）汽車在通過起伏路段的凸起路面時，經驗豐富的司機往往慢速平穩(wěn)適過。若快速通過會讓乘客有“騰飛”的感覺，且安全隱患很大，這一現(xiàn)象是因為凸起路面與車之間豎直方向的相互作用力在變大嗎？小明猜想：汽車通過凸起路面時的速度越大，可能路面與車之間的相互作用力越大。為了探究這一問題他選用小球（模擬小車）、軌道、弧面支架（模擬凸起路面）、電子秤等器材進行了如圖所示的實驗。釋放位置ABCDF/N1.561.511.471.38（1）先測小球靜止時對電子秤的（選填“壓力”或“摩擦力”）來反映小球與弧面頂部相互作用力F的大小。他將小球置于水平放置的電子秤上時，示數(shù)為0．17kg，則力F=N（g取10N/kg）。（2）在秤上安放弧面支架并調零，將小球從軌道的A點由靜止釋放，沿軌道經弧面運動到右側軌道，記錄小球通過弧面頂部O點時小球與弧面的作用力F，再依次將小球從高于A點的B、C、D點由靜止釋放，目的是逐次增大小球通過O點時的，各次實驗F的大小記錄如表，分析數(shù)據(jù)可知小明的猜想（選填“成立”或“不成立”）。（3）根據(jù)上述實驗現(xiàn)象推理：若小球速度足夠大，通過弧面頂部時，電子秤的示數(shù)將顯示kg。進一步推理：當汽車通過凸起路面頂部的速度足夠大，若路面前方突發(fā)狀況，結合本實驗判斷是否可以緊急剎車避讓并說明理由：。即時檢測【即時檢測1】（2023·黑龍江綏化·?？既＃﹫D甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗裝置。（1）小華將系于小紙片兩端的細線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛鉤碼，使作用在小紙片上的兩個拉力方向相反，并通過調整來改變拉力的大小。當細線兩端鉤碼相同時，小紙片靜止不動，說明兩個力平衡時的大小相等；（2）當小紙片靜止不動時，小華將小紙片扭轉過一個角度，松手后小紙片（選填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究不在上的兩個力能否平衡。【即時檢測2】（2023·廣西防城港·統(tǒng)考模擬預測）小明在“探究二力平衡的條件”的實驗中，設計了如圖所示的兩種實驗方案。（1）通過實驗比較，小明發(fā)現(xiàn)采用方案（選填“甲”或“乙”）實驗效果更好，原因是；（2）當兩個盤中分別放上兩個相同的砝碼后，小車靜止在桌面上；這說明二力平衡時，兩個力的大??；（3）保持兩盤中砝碼質量相等，把小車在水平桌面上扭轉一個角度，放手后觀察到小車轉動，最后恢復到靜止狀態(tài)。這個實驗現(xiàn)象說明：作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且上，這兩個力才能彼此平衡；（4）在完成探究實驗后：小明剪斷小車左邊的細線，小車由靜止變?yōu)橄蛴疫\動，此現(xiàn)象說明力可以改變物體的。好題沖關基礎過關1．小瑜同學用天平測物體的質量：（1）把天平放在水平桌面上，用鑷子將游碼撥至標尺左端的處，發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示，此時他應向（選填“左”、“右”）調節(jié)平衡螺母；（2）天平調節(jié)平衡后，小瑜按圖乙所示的方法來稱量物體的質量，同桌指出他操作的錯誤有：①砝碼和物體位置放反了；②；（3）改正錯誤后，在稱量過程中，小瑜在加減砝碼時，將最小的砝碼放上指針偏向分度盤的右側，取下最小砝碼又出現(xiàn)圖甲所示的情況，那么此時小瑜應該先取下最小砝碼，再。（1）將天平放在桌面上，取下兩側的墊圈，指針就開始擺動。穩(wěn)定后，指針指在分度盤的位置如圖甲所示。則接下來的調節(jié)過程為：把移到橫梁標尺左端零刻度線處，若指針仍未指向分度盤中央，再調節(jié)，使指針對準分度盤中央；（2）調節(jié)天平橫梁平衡后，將物體放在盤中，用鑷子由大到小在盤中加減砝碼，當放入的砝碼時，指針偏向分度盤的右側，如圖乙所示。則接下來的操作是，直到橫梁恢復平衡。3．小明想知道在家炒菜時所用醬油的密度。于是他利用實驗室的天平、量筒、燒杯等器材進行測量。（1）實驗前，將天平放在水平桌面上，游碼撥至標尺左端零刻度處，調節(jié)使天平平衡；（2）小明先測出空燒杯的質量為32g，再將醬油倒入燒杯中，測出燒杯和醬油的總質量，如圖甲，則醬油的質量為g；（3）如圖乙，把醬油倒入量筒中，讀數(shù)方法正確的是，測出醬油的體積40cm3，則醬油的密度ρ醬油＝kg/m3；（4）把醬油倒入量筒中的過程中，燒杯壁上會殘留少量的醬油，使得測量的醬油密度與醬油的真實密度比偏；（5）小明回家后想進一步知道醋的密度，但是家中只有一個電子秤，他設計如下步驟：①取一個干凈的調料瓶，測出它的質量記為m0；②調料瓶內裝滿水，測出它的質量為m1；③倒掉調料瓶內的水，，測出它的質量為m2；已知水的密度為ρ水，寫出醋的密度表達式ρ醋＝。4．某同學家中有一個紫砂壺，他特想知道紫砂壺的密度，于是將此壺帶到學校實驗室進行了測量。（1）將天平放置于水平臺面上，刻度盤指針如圖甲所示，則應將平衡螺母往調節(jié)；（2）將壺蓋放在左盤中，在右盤增減砝碼并移動游碼直至橫梁在水平位置平衡。當天平再次平衡時，右盤中砝碼的質量和游碼的位置如圖乙所示，則壺蓋的質量是g；（3）測量壺蓋的體積時，他發(fā)現(xiàn)壺蓋放不進量筒，于是設計了如圖2所示的步驟：a、往燒杯中加入適量的水，把壺蓋浸沒，在水面到達的位置上作標記；b、然后取出壺蓋；c、先往量筒裝入40mL的水，然后將量筒的水緩慢倒入燒杯中，使水面到達標記處，量筒里剩余水的體積如圖所示，則壺蓋的體積為；（4）則該紫砂壺密度是kg/m3；（5）根據(jù)以上步驟，你認為這個同學測出的紫砂壺密度比真實值（選填“偏大”或“偏小”）。5．某興趣小組用如圖1裝置探究彈簧（橡皮筋）的伸長量與拉力的關系，已知兩根橡皮筋長度和材料相同，粗細不同；（1）實驗時，在彈簧和橡皮筋下方掛上不同質量的鉤碼，用刻度尺測出彈簧和橡皮筋的伸長量，并繪制拉力（F）與伸長量（Δl）的圖像（如圖2），其中圖線Ⅱ為彈簧的圖線；由圖可知：拉力越大，彈簧（或橡皮筋）的伸長量；在彈性范圍內，彈簧的伸長量與拉力成；粗橡皮筋的實驗圖像是圖2中的圖線（選填“Ⅰ”或“Ⅲ”）；（2）若用實驗中的彈簧制作彈簧測力計，為了保證刻度分布均勻，則該測力計的最大測量值是N；（3）如圖3，小明用圖線Ⅰ所對應的橡皮筋制作測力計，步驟如下：①不掛鉤碼時，在回形針上端位置標上“0”刻度線；②掛上重5N的鉤碼，在回形針上端位置標上“5”刻度線；③用刻度尺測出0～5N刻度線之間的距離，等分標出其它刻度線；若用此測力計進行測量，除“5N”外，其它測量值將（選填“偏大”、“偏小”或“都有可能”）；若測量值為2N，則準確值為N。6．某同學在探究彈簧的特點時，得出了彈簧受到的拉力與彈簧的長度的關系如圖，請回答下列問題：（1）這根彈簧的原長是cm；（2）彈簧在受到6N的拉力時，彈簧比原來伸長了cm，此時彈簧發(fā)生了形變，它具有能；（3）分析圖像及有關數(shù)據(jù)，你可得出的結論是；（4）用此彈簧制作的彈簧測力計的測量范圍是。7．某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”和“判斷重力方向”的實驗中，進行了如下的實驗探究。（1）在探究物體所受重力大小與物體質量關系時，實驗記錄如表：①在探究過程中，需要的測量工具有、。②分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出的結論是：。③分析表中實驗數(shù)據(jù)，圖甲中能正確描述物體所受的重力大小G與質量m關系的圖像是（選填字母符號）。被測物體質量m（kg）重力G（N）（N/kg）物體10.10.989.8物體20.21.969.8物體30.32.949.8（2）該組同學在探究重力方向時，實驗裝置如圖乙所示，操作如下：①將該裝置放在水平桌面上后，逐漸改變木板M與桌面的夾角α，會觀察到懸線OA的方向不變，剪斷懸線OA，小球（選填“豎直”或“垂直于木板M”）下落。②從以上實驗現(xiàn)象分析得到：重力的方向總是。8．在“探究物重與物體質量關系”的實驗中，小華測量并記錄相關數(shù)據(jù)如下表。實驗次數(shù)123456質量m/g40100160200240300重力G/N0.41.4▲2.02.33.0（1）實驗前，應將彈簧測力計在方向調零。（2）第3次測量的彈簧測力計指針位置如圖甲所示，表中空缺的實驗數(shù)據(jù)“▲”是。（3）由圖乙可知，第次數(shù)據(jù)測量有誤，故應將其舍去。請在圖乙中利用剩余數(shù)據(jù)畫出物體所受重力大小與質量的關系圖像，由圖像可知：物體所受的重力大小跟它的質量成。9．在探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，實驗用的器材有：斜面、平直木板、毛巾、棉布各一塊、小車一個。（1）為了使小車到達水平面時的初速度相等而所受阻力不等，要讓小車從斜面上的（選填“同一位置”“任意位置”或“不同位置”）由靜止開始滑下，斜面上（選填“應該”或“不應該”）鋪上毛巾或棉布。（2）下表中記錄了三次實驗的現(xiàn)象，分析現(xiàn)象得到的實驗結論是：小車受到的阻力越小，速度減小得越（選填“快”或“慢”）。由此可以推理：如果運動的物體不受力，它將。實驗序號水平部分材料小車所受阻力的情況小車運動的路程毛巾較大較近棉布較小較遠木板最小最遠10．如圖所示是探究阻力對物體運動狀態(tài)的影響的實驗方案。（1）為了使小車在三種平面上開始運動時的速度相同，三次實驗時要使小車從斜面的自由滑下；（2）實驗中，是通過小車運動的距離來反應小車所受阻力對小車運動的影響，這種研究方法叫；（3）如圖所示，在（選填“毛巾”“棉布”或“木板”）表面上小車運動狀態(tài)改變的最慢。11．在“探究二力平衡的條件”實驗中，小明選擇了如圖的裝置，把小卡片兩端細線繞過滑輪，并掛上鉤碼。（1）實驗中選擇小卡片的目的是（選填“考慮”或“不考慮”）小卡片的重力對實驗的影響；（2）為了探究相互平衡的兩個力是否在同一條直線上，進行如下操作：（選填“下拉”、“翻轉”或“旋轉”）小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡；（3）為了探究相互平衡的兩個力是否在同一物體上，進行如下操作：小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡。12．如圖所示是“探究二力平衡條件實驗”的情景。（1）實驗前同學們討論圖甲和圖乙兩種實驗方案，認為更科學的是方案（選“甲”或“乙”）。為了方便操作和判斷，應當使小車處于狀態(tài)作為平衡狀態(tài)。（2）經過多次實驗，發(fā)現(xiàn)兩邊所掛重物的質量不相等時小車不能保持平衡狀態(tài)，質量相等時小車保持平衡狀態(tài)，這說明二力平衡的兩個力大小。保持兩邊所掛重物的質量相等，把兩個重物掛在小車的同一側，放手后小車動，兩個力的方向必須（選填“相同”或“相反”）。（3）保持兩邊所掛重物的質量相等，然后將小車扭轉一個角度，如圖丙所示（選填“能”或“不能”）保持平衡狀態(tài)。（4）[拓展]小明將圖甲中的木塊換成彈簧測力計，左右兩側各掛重3N的鉤碼（彈簧測力計的重力不計），則彈簧測力計的示數(shù)為N。能力提升1．（2024·遼寧·統(tǒng)考模擬預測）下面是物理實驗中常用的測量工具，請回答下面的問題：（1）圖甲是三位同學用溫度計測量水的溫度時的情景，其中操作正確的是（填序號）。（2）如圖乙，彈簧測力計的量程為0~N，若直接用此彈簧測力計測量物體所受重力大小，讀出的數(shù)據(jù)比真實值（3）將天平放到水平桌面上，游碼歸零后，指針靜止的位置如圖丙①所示，應將平衡螺母向調節(jié)，直至橫梁平衡。使用調節(jié)好的天平測量燒杯和鹽水的總質量，橫梁平衡時，如圖丙②所示，則燒杯和鹽水的總質量是g。2．（2023·河南鄭州·?？寄M預測）“考古中國”重大項目開封北宋州橋遺址取得重要進展。其中，大量來自不同時代的景德鎮(zhèn)瓷器進入了人們的視線。工作人員想利用下列器材測量陶瓷碎片的密度，請你幫他完成實驗。器材：天平、圓柱形溢水杯、適量的水、細線等器材。（1）圖甲是在調節(jié)天平時的情景，請指出他在操作上的錯誤；（2）糾正錯誤后調節(jié)好天平，按照以下步驟繼續(xù)實驗：①將碎片放在天平左盤，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則碎片的質量為g；②在溢水杯中裝滿水，用細線系住碎片緩慢地放入水中，使之浸沒。利用排水法，測出溢出水的體積20cm3；③同測出陶瓷碎片的密度是g/cm3；（3）若陶瓷碎片吸水則測得的密度（選填“偏大”或“偏小”）；（4）工作人員不用天平，利用彈簧測力計、細線、盛有水的大燒杯等器材，也巧妙測出了陶瓷碎片的密度。請你將他的測量步驟補充完整，已知水的密度為ρ水。①用彈簧測力計測出陶瓷碎片的重力G；②；③碎片密度的表達式為ρ瓷=（用測出的物理量和已知量的字母表示）。3．（2023·河南信陽·校考三模）小巖同學用如圖所示的裝置測量某品牌酸奶的密度。（1）將天平置于水平桌面，把游碼移到標尺左端零刻度線處，天平分度盤的指針靜止在如圖甲所示的位置，接下來應進行的操作是，使天平平衡；（2）他將盒中酸奶倒入燒杯一小部分，用天平測量燒杯和酸奶的總質量，天平平衡時的情景如圖乙所示，則燒杯和酸奶的總質量m1=g；（3）由于酸奶比較容易附著在量筒壁上，對體積的測量影響較大，于是小巖利用如圖丙所示的注射針筒測體積，他先從酸奶盒中抽取酸奶剛好到5mL的位置；抽酸奶時，發(fā)現(xiàn)酸奶中有少量的空氣泡，如何排出空氣泡呢？請你寫出排出空氣泡的方法：；（4）接著他把注射針筒中的酸奶推入燒杯，使針筒中酸奶剛好到1mL的位置，再次測量燒杯和酸奶的總質量m2=68.8g，則酸奶的密度為g/cm3；（5）細心的小巖發(fā)現(xiàn)，在步驟（4）中，有少許的酸奶濺到燒杯壁上，這（選填“會”或“不會”）影響質量測量的準確度，請你分析并判斷：。4．（2023·吉林白城·校聯(lián)考三模）物理學習小組測量某種液體的密度，他們的實驗器材有：托盤天平配有砝碼和鑷子、玻璃杯、細線和一個體積為、密度為的實心鐵塊。請完成下列問題：（1）把天平放在水平桌面上，把游碼放在標尺左端的零刻度線處，天平指針靜止時在分度盤上的位置如圖甲所示，應將橫梁上平衡螺母向調節(jié)，直到橫梁平衡；（2）在玻璃杯中倒入適量的該液體，放在天平左盤中，用向右盤中加減砝碼，并調節(jié)游碼，直到橫梁恢復平衡，測量玻璃杯和液體的總質量；（3）用細線拴住鐵塊使其浸沒在液體中，鐵塊不接觸玻璃杯，液體無溢出，進行再次測量，測量數(shù)據(jù)如圖乙所示，測量值g；（4）計算該種液體的密度。5．（2023·湖南株洲·統(tǒng)考模擬預測）小明用如圖甲所示的裝置探究“彈簧的伸長跟拉力的關系”，彈簧的一端固定在木板上，他先在木板上標上0~7.00cm的刻度，把木板豎直放置，在彈簧下端掛鉤碼（每個鉤碼的質量為50g），實驗數(shù)據(jù)記錄如下表；（g＝10N/kg）鉤碼個數(shù)012345678彈簧長度/cm2.002.503.004.004.505.005.506.00伸長量/cm00.501.002.002.503.003.504.50（1）當掛3個鉤碼時，指針所對刻度如圖乙，此時彈簧長度是cm；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：在彈性限度內，彈簧的伸長量和拉力成（填“正比”或“反比”）；（3）小明想用該裝置設計一個直接測量液體密度的“密度秤”，他找來一個質量為50g的小桶，掛在彈簧下面的掛鉤上，測量時，在桶中加滿待測液體，根據(jù)指針指示的刻度，就能直接讀出液體的密度；①該“密度秤”的零刻度線應在cm刻度處；②在桶中加滿水時指針指在3.00cm刻度處，如圖丙，可求得該桶的容積是50cm3；③該“密度秤”能測量的最大密度是g/cm3。6．（2023·貴州·校聯(lián)考模擬預測）某實驗小組的同學對A、B兩根原長都為8cm、粗細不同的橡皮筋進行研究，并做成橡皮筋測力計。將橡皮筋的一端固定，另一端懸掛鉤碼，如圖甲所示，記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸長量Δx，根據(jù)多組測量數(shù)據(jù)作出的圖線如圖乙所示。（1）橡皮筋下懸掛鉤碼時，橡皮筋伸長，這說明力的作用效果是改變物體的；（2）當在橡皮筋A下懸掛重力為6N的物體時，橡皮筋A的伸長量為cm；（3）分別用這兩根橡皮筋制成了如圖丙所示的兩個測力計，它們外殼相同，刻度線分布情況相同，則用橡皮筋（選填“A”或“B”）制成的測力計測量的精確程度較高；（4）若將本實驗中A、B兩根橡皮筋并聯(lián)起來代替彈簧測力計，能夠測量力的最大值為N；（5）實驗小組同學想利用圖丙中A橡皮筋測力計制作一個直接測量液體密度的“密度計”。他們用同一小桶分別盛滿了兩種液體，用A橡皮筋測力計分別測出液體和小桶的總重力，兩次橡皮筋測力計的示數(shù)及對應液體的密度如表所示，則該密度計的零刻度線應標記在A橡皮筋測力計劃度板上N的位置。（g取10N/kg）液體種類酒精植物油橡皮脂制力計的示數(shù)/N2.62.7液體密度ρ/（×103kg?m﹣3）0.80.97．（2022·江蘇揚州·校考二模）2022年春晚舞蹈《只此青綠》走紅，愛好舞蹈的小慧在看完節(jié)目后便迫不及待的模仿起了青綠腰的動作如圖甲，可是每次當她嘗試把身體的重心往后移的時候總感覺會要摔倒的感覺，于是小慧對物體穩(wěn)定度的影響因素產生了興趣。小慧通過對日常生活中一些物品的觀察提出了自己的猜想：猜想一：物體的穩(wěn)定度與物體的重心高度有關猜想二：物體的穩(wěn)定度與物體的底面積有關接著小慧找來了一個透明的大號奶茶杯子，一根吸管和一些橡皮泥，將吸管的一端粘在奶茶杯底部讓吸管的長度剛好和杯身一樣高，再用橡皮泥穿在吸管上。然后用一個穩(wěn)定的力沿水平方向緩慢的推動杯子，觀察杯子摔倒時的位置，如圖乙所示：（1）可通過調整橡皮泥在吸管上的位置來改變。（2）由圖b、c、d可以得到結論：底面積相同時，重心高度越，物體的穩(wěn)定度越高。（3）由圖可知在重心高度相同時，底面積越大，物體的穩(wěn)定度越。（4）由實驗結論可知在做青綠腰這個動作時，身體重心后移，膝蓋前移的同時，另一只腳應用力往（選填“前”“后”）伸可提高身體的穩(wěn)定度（5）細心的小慧還發(fā)現(xiàn)，瓶子總是在重力作用線剛剛超過底面范圍時翻倒，由此可知邁克杰克遜（選填“能”“不能”）在不借助任何外力時做到如圖丙這樣前傾45°的動作。8．（2022·江蘇鹽城·校考三模）某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”的實驗中，進行了如下實驗探究。（1）實驗記錄如下表：實測物體物質質量m（kg）重力G（N）G與m的比值（N/kg）物體10.1110物體20.2210物體30.33①在探究過程中，需要的測量工具有、；②在探究過程中，實驗記錄如表：表中空缺的地方應填N/kg；（2）根據(jù)上表中測量的實驗數(shù)據(jù)分析，下列圖像中能正確描述物體所受的重力G與質量m關系的圖像是； A B C D（3）該組同學利用身邊的器材，取了質量不同的課本、文具盒、壓卷石各一個，并分別測出它們的質量和重力，來探究物體所受重力大小與質量的關系，你認為小明同學的做法合理嗎？理由是；A．不合理，因為他沒有用同種物質的物體做實驗B．不合理，因為他沒有使物體的質量成倍變化C．合理，因為他同樣可以得到物體所受重力大小與質量的關系D．合理，因為他的操作比甲同學更簡便（4）現(xiàn)查資料發(fā)現(xiàn)，火星上重力與質量的比值為，則一塊質量為10kg的金屬，在火星上的重力為N。9．（2023·山東濟寧·統(tǒng)考二模）許多實驗器材在物理實驗中能被重復利用，斜面就是其中之一。請完成下列利用斜面進行實驗的有關內容：（1）圖甲所示實驗中，為便于測量小車在斜面上的運動時間，應使斜面保持（選填“較大”或“較小”）的坡度；（2）圖乙所示實驗中，對于同一個球A，要改變A撞擊木塊前的動能大小，可進行的操作是；（3）圖丙所示實驗中，斜面傾斜角為，物體B重為4N。用彈簧測力計沿斜面勻速拉動B時，實驗中彈簧測力計示數(shù)如圖所示，則所測斜面的機械效率為。（4）圖丁所示實驗中，讓小車從同一斜面的由靜止自由滑下，進入粗糙程度不同的水平面。由實驗現(xiàn)象進一步推理可知：。10．（2023·內蒙古赤峰·校考三模）兩千多年前，亞里士多德認為：力是維持物體運動的原因。我們可以通過實驗和推理來判斷這個觀點是否正確，如圖所示：（1）讓小車在同一斜面頂端由靜止自由滑下，是為了使小車到達水平面時的相同；（2）對比三次實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)小車沿表面滑行距離最長，所受阻力最小；（3）通過對實驗現(xiàn)象的分析，推理可知：若小車運動時不受阻力，小車將做運動。由此可知物體的運動不需要力來維持。11．（2023·山東青島·?？寄M預測）小明在探究“二力平衡”條件的實驗中，設計了如圖1方案：（1）如圖1，在左右托盤中放入質量的砝碼，小車將；（2）若把小車扭轉一個角度，放手后發(fā)現(xiàn)小車會（填“靜止”或“轉回”），這說明：兩個力必須，才能彼此平衡；（3）小明將實驗裝置進行如圖2改裝，在托盤中放入適量的砝碼，使木塊做勻速直線運動。①為了測量木塊受到的滑動摩擦力，需測量的物理量是；A．木板的質量m1 B．木塊的質量m2C．砝碼的質量m3 D．托盤和砝碼的總質量m4②根據(jù)步驟①中測得的質量，則木塊受的滑動摩擦力大小的表達式F=。12．（2023·廣西玉林·統(tǒng)考模擬預測）（1）小明在探究某物質的熔化規(guī)律時，繪制出該物質熔化過程中，其溫度隨其加熱時間變化的圖像，如圖所示。根據(jù)圖像可知：該物質熔化的時間為min。該物質在BC段處于態(tài)。（填“固”“液”或“固液共存”）（2）在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象，由此可以得到二力平衡的一個條件是。（3）如圖（b）是在兩細線端掛上相同鉤碼后的穩(wěn)定狀態(tài)，此時小卡片處于（選填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”）。（4）第二小組的同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖（c）所示的實驗，操作中發(fā)現(xiàn)：當在左側掛100g的鉤碼，右側掛200g的鉤碼時，木塊可向右做勻速直線運動。如果原有鉤碼都不變，使木塊最終可向左做勻速直線運動，需要在左側中再掛g的鉤碼（滑輪處的摩擦不計）。（5）實驗后，各組同學都認為第一組的實驗要優(yōu)于第二組的實驗，其主要原因是。真題感知1．（2023·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題）要配制密度為的鹽水，器材有：托盤天平（砝碼有各1個，2個）、水（密度為）、鹽、燒杯等。水加入鹽后體積變化忽略不計。（1）稱量所需水的質量，將天平放在水平臺面上，把游碼移到標尺的處，調節(jié)天平平衡，將燒杯放在天平左盤，在右盤中加減砝碼并移動游碼，天平再次平衡后，所加砝碼和游碼的位置如圖所示。則燒杯質量為g。保持游碼位置不變，接下來的具體操作是：，然后向燒杯中加水直至天平再次平衡；（2）稱量所需鹽的質量，在天平左、右盤中，各放入一張紙片，調節(jié)天平平衡；在右盤中加入砝碼，將游碼移到標尺的g刻度線處，在天平左盤中加鹽，直至天平再次平衡。2．（2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考中考真題）小明利用托盤天平和圖甲所示的注射器測量雞蛋清的密度。（1）將天平放在臺面上，把移至標尺的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針靜止時的位置如圖乙所示，應將平衡螺母向端調節(jié)，直至天平橫梁平衡；（2）接下來進行了如下操作：A．用天平測出注射器的質量為10g；B．用注射器吸取部分蛋清，從注射器上讀出體積為16mL；C．用天平測出蛋清和注射器的總質量為m，如圖丙所示，m=g。（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，蛋清的密度ρ=g/cm3。實驗后，小明發(fā)現(xiàn)注射器的尖端還有一點小“空隙”，“空隙”里也充滿了蛋清，這會導致測得的密度比真實值偏。3．（2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題）阜新有“瑪瑙之都”的美譽。小新為了解瑪瑙石的密度，將兩塊不同大小的瑪瑙石帶到實驗室，準備用天平、量筒、燒杯和水等器材進行如下操作：（1）小新用正確的方法測小瑪瑙石的質量時，所用的砝碼及游碼的位置如圖甲所示，其質量為g；（2）將小瑪瑙石放入裝有40mL水的量筒中后，液面位置如圖乙所示，則小瑪瑙石的體積為cm3.，根據(jù)公式，計算出小瑪瑙石的密度是kg/m3；（3）小新想用同樣方法測出大瑪瑙石的密度，當他用天平測出大瑪瑙石的質量m后，發(fā)現(xiàn)大瑪瑙石不能直接放入量筒，于是聰明的小新進行了如圖丙所示的操作：①將大瑪瑙石浸沒在裝有水的燒杯中，標記水面位置后取出瑪瑙石；②在量筒中裝入適量水，記下水的體積為V1，用量筒往燒杯中加水至標記處；③記下量筒中剩余水的體積為V2.；④大瑪瑙石的密度表達式為：ρ瑪瑙=（用物理量符號表示）。⑤此方法測出大瑪瑙石的密度可能比實際密度（選填“偏大”或“偏小”）。4．（2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題）下面是小明測量鹽水密度的實驗。（1）小明將天平放在水平桌面上，把游碼移至標尺左端零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在如圖甲所示位置，此時他應將平衡螺母適當向（選填“左”或“右”）調節(jié)，使天平平衡；再將裝有鹽水的燒杯放在天平的左盤，在右盤中放入50g、20g、10g砝碼各一個時，天平剛好再次平衡；（2）將杯中的一部分鹽水倒入量筒中，鹽水的體積如圖乙所示為cm3；（3）用天平測出剩余鹽水和燒杯的總質量如圖丙所示為g，則所測鹽水的密度是kg/m3；（4）上述實驗結束后，小明利用剛剛測出了密度的鹽水和其他一些工具，又想測量一個木塊的密度，請幫他將實驗步驟補充完整：①用調好的天平測出木塊的質量m1；②容器內裝有適量的鹽水，將木塊和一個空瓶疊加在一起漂浮，如圖丁所示；③向瓶中倒入適量的水，直到木塊，用天平測出瓶和水的總質量m2；④木塊密度表達式。（用字母表示，鹽水密度用表示）5．（2022·江蘇揚州·統(tǒng)考中考真題）利用一根長橡皮筋自制簡易測力計，裝置如圖1所示。在制作測力計刻度面板時，小明和小華的方法不同。小明：在回形針上掛6個50g的鉤碼，記下指針靜止時的位置，等分刻度，畫出的刻度線如圖2所示。小華：在回形針上每次加掛一個50g的鉤碼，分別記下指針靜止時的位置，畫出相應的刻度線如圖3所示。（1）實際操作后發(fā)現(xiàn)兩人的刻線并不完全重合，你認為圖的刻度較準確；若采用小明的測力計測力，讀數(shù)為2.0N，則測量值真實值；（2）小華想在原有刻度基礎上進一步畫出分度值是0.1N的刻線，但未找到10g的鉤碼。他注意到拉力越大，橡皮筋形變，于是想通過探尋形變與拉力的定量關系進行細分刻度。他測量了每根刻線到零刻線的距離L，數(shù)據(jù)記錄在下表中；拉力F/N0.51.01.52.02.53.0刻線到零刻線的距離L/cm1.002.203.605.207.009.00他在坐標紙上畫出對應的F-L圖像如圖4所示，請你利用圖像信息在圖5中標出2.2N力對應的刻度線；()（3）小華將鉤碼逐個取下，測量每次指針到零刻線的距離L，畫出拉力逐漸減小過程的F-L圖像，如圖6中圖線②所示，與拉力逐漸增大過程的圖線①不重合。若用此測力計連續(xù)不間斷測量兩個大小不等的拉力（小于3N），為使測量準確，請針對此橡皮筋的特性提出操作要求。6．（2019·湖南·中考真題）用一把刻度尺和一支彈簧測力計探究彈性細繩的伸長量與所受拉力的定量關系．如圖甲所示，A、B分別為處于原長的一根彈性細繩的左右兩端，R1和R2是固定在細繩上的兩個標識．現(xiàn)將A端固定，用彈簧測力計將B端沿著細繩所在直線向右拉，R1、R2和B三點位置及彈簧測力計的讀數(shù)如圖乙、丙、丁所示．已知細繩始終處于彈性限度內．（1）據(jù)甲圖可知彈性細繩原長為cm；乙圖中測力計讀數(shù)為N．（2）分析實驗數(shù)據(jù)可知，在彈性限度內，彈性細繩是（填“均勻”或“不均勻”）伸長的；伸長量與所受拉力（填“成正比”或“不成正比”）．（3）當標識R2剛好位于刻度尺上7.00cm位置時，R1位于刻度尺上cm位置．現(xiàn)手持細繩兩端，A端向左B端向右使它們沿繩所在直線同時勻速運動，若發(fā)現(xiàn)標識R2不動，則A、B兩端的速度之比為．7．（2021·湖北黃石·統(tǒng)考中考真題）小明同學在探究“重力的大小跟質量的關系”實驗中，得到下表中的實驗數(shù)據(jù)（1）實驗中，需要的測量工具包括彈簧測力計，以及；實驗次數(shù)被測物體物體質量m（kg）重力G（N）比值G/m（N/kg）1物體10.10.999.92物體20.43.889.73物體30.5（2）第3次實驗“物體3”的重力如圖a所示（物體處于靜止狀態(tài)），根據(jù)實驗結果完成表格中第3次實驗的有關數(shù)據(jù)。（3）根據(jù)上面實驗結果可知：同一物體重力與質量的比值為N/kg；（4）月球對它表面附近的物體也有引力，這個引力是地球對地面附近同一物體引力的1/6。若一個連同隨身裝備共90kg的航天員到達月球表面，根據(jù)上面實驗結果，月球對他的引力是N；（5）小明對太空中的星球比較感興趣，他從網(wǎng)上查得：甲、乙兩個星球表面上物體的重力（G）與其質量（m）的關系如圖b所示，從圖中信息可知，相同質量的物體在甲星球表面上的重力（選填“大于”“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力。8．（2020·湖南衡陽·統(tǒng)考中考真題）在“探究重力的大小跟質量的關系”的實驗中，實驗小組的同學們測量了相關數(shù)據(jù)并記錄在如表中：次數(shù)123456質量40100160200240300重力0.41.4▲2.02.33.0(1)測量前，要檢查彈簧測力計的指針是否指在上；(2)第3次測量的彈簧測力計指針指示位置如圖甲所示，表中空缺的實驗數(shù)據(jù)“▲”是N；(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得到如圖乙所示的對應點，請畫出物體受到重力的大小跟質量關系的圖象；(4)由圖象可知，物體所受的重力跟它的質量。9．（2023·山東日照·統(tǒng)考中考真題）小明“五一”假期到游樂場體驗了一項驚險刺激的游戲項目“過山車”，滿載游客的“過山車”從軌道的最高端飛馳而下，到達大回環(huán)的頂端，再疾馳而下、體驗了“過山車”的驚險刺激后，小明做了以下的實驗探究。（1）小明設計了如圖甲所示的裝置，右側斜面上可以鋪設不同材質的面料，右側的斜面傾角可以調節(jié)：①保持右側斜面傾角不變，在斜面鋪上毛巾，讓小球從左端等高線A處自由下滑，小球（選填“能”或“不能”）到達右側等高線處；②更換較光滑的棉布面，重復剛才的操作，發(fā)現(xiàn)滑到右側斜面最高點比第一次距離等高線（選填“遠”或“近”）；③繼續(xù)更換成更光滑的面料，重復上述操作……；通過以上實驗現(xiàn)象，小明進一步推理得出：當右側斜面時，小球將到達右側等高線處；（2）小明在上述第①次實驗中，取下毛巾，其他條件不變，只減小了右側斜面的傾角。他發(fā)現(xiàn)傾角越小，小球在右側斜面上運行的距離越大；進一步推理得出：當傾角為0°時，如圖乙，如果小球在水平面運動時受到的阻力為0，則小球將做運動。英國科學家牛頓在此類研究成果上，概括總結出一條重要的物理規(guī)律“牛頓第一定律”；（3）通過以上實驗，小明發(fā)現(xiàn)物體接觸表面的粗糙程度是影響滑動摩擦力大小的因素之一，為了驗證是否還有其他影響因素，小明進一步設計了以下實驗進行探究。如圖丙、丁、戊所示，A、B是完全相同的兩個物塊，與木板的接觸面的粗糙程度不變：①實驗要求拉動物塊時均需要保持物塊做運動，此時物塊受力平衡，拉力大小等于物塊受到的滑動摩擦力大??；②由圖丙、圖丁兩次實驗測得（物塊AB一起運動），可得出結論：當接觸面的粗糙程度相同時，接觸面受到的越大，滑動摩擦力越大；③由圖丁和圖戊兩次實驗可以探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小的關系（物塊AB一起運動），實驗測得。可得出結論：。10．（2023·甘肅金昌·統(tǒng)考中考真題）物理興趣小組在“探究阻力對物體運動的影響”的實驗中，讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，分別通過水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如圖所示。（1）讓小車從同一斜面上的同一高度處，沿斜面從靜止開始運動，目的是使小車到達水平面時的相同；（2）小車在表面速度減小的最慢（選填“毛巾”“棉布”或“木板”）；（3）我們可以推斷：如果水平面絕對光滑，運動的物體將保持狀態(tài)；（4）根據(jù)以上結論，關于運動和力的判斷，下列說法正確的是（填選項符號）；A．沿水平方向沒有推動桌子，是桌子受到的推力小于摩擦力B．輪船漂在水面上，是因為輪船受到的浮力等于輪船和貨物總共受到的重力C．地面上滾動的足球最終會停下來，是因為受到的阻力大于向前的慣性作用（5）三組實驗中小車在水平面上從運動到靜止消耗的機械能大?。ㄟx填“相等”或“不相等”）。11．（2023·黑龍江綏化·統(tǒng)考中考真題）如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。（1）把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力；（2）把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車，這說明相互平衡的兩個力作用在；（3）實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質量較的砝碼進行實驗。（選填“大”或“小”）12．（2021·湖南衡陽·統(tǒng)考中考真題）小華同學用下面的裝置探究二力平衡的條件，具體操作如下：（1）如圖甲所示，用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號縫衣針把細線沿輕質塑料塊的中心軸線穿過，并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結，使塑料塊與細線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動，實驗表明，作用在同一個物體上的兩個力，方向相反，但不相等，則這兩個力不平衡。（2）按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，在兩線端掛上相同質量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖乙所示。按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，把塑料塊轉過，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖丙所示。由此表明，作用在同物體上的兩個力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但，這兩個力不平衡。（3）在探究同一問題時，另一同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于此實驗，其主要原因是。A．塑料塊容易扭轉B．塑料塊是比較容易獲取的材料C．減少了摩擦力對實驗結果的影響

力學實驗專題（一）復習目標1.掌握天平的使用方法，能正確測量固體和液體的質量；2.掌握測量固體和液體的密度的方法；3.理解彈簧的彈力產生的原因，掌握探究彈簧彈力和拉力的關系的實驗；4.理解重力G=mg，掌握探究物重與物體質量的關系實驗；5.理解牛頓第一定律，掌握探究牛頓第一定律實驗；6.理解二力平衡條件，掌握探究二力平衡的條件實驗；實驗梳理實驗一用天平測固體和液體的質量1.天平的使用技巧：一放平，二調零，三調橫梁成水平，指針偏哪哪邊重，螺母反向高處動，稱物體，先估計，左物右碼方便自己；夾砝碼需心細，加減對應盤高低2.注意事項：（1）被測物體的質量不能超過天平的稱量；（2）橫梁平衡的標志是指針指在分度盤的中央刻度線處或指針在中央刻度線左右擺動幅度相等；（3）已經調節(jié)好的天平，當移動后應重新調節(jié)橫梁平衡；（4）潮濕的物體和化學物品不能直接放入天平托盤里，應將它們裝入容器中，再進行稱量；（5）向盤里加砝碼時要用鑷子，不能用手直接接觸砝碼，要輕拿輕放.（6）測量粉末狀物體的質量時，可以在天平兩盤各墊一張大小適中的相同紙片，再進行稱量．典例引領【典例1】（2023·江西贛州·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，正確使用天平時，將天平放在水平臺面上，先將取下，然后移動游碼至零刻度線處，發(fā)現(xiàn)天平指針仍然偏向分度盤左側，接下來應將天平右邊的平衡螺母向右調，也可將左邊的平衡螺母向調；小林用已調好的天平測量一小塊鵝卵石質量時，天平平衡后，右盤中砝碼的質量和游碼的位置如圖乙所示，則物體的質量是g?！敬鸢浮肯鹉z墊圈右18.4【詳解】[1][2]如圖甲中測量前調節(jié)天平時，將天平放在水平臺面上，先將其橡膠墊圈取下，然后將游碼移至標尺左端的“0”刻度線處，根據(jù)指針左偏右調，右偏左調的原則可知當天平指針仍然偏向分度盤左側，接下來應將天平右邊的平衡螺母向右調，也可將左邊的平衡螺母向右調，直到天平平衡。[3]用天平測物體質量時，物體的質量為m＝10g+5g+3.4g＝18.4g即時檢測【即時檢測1】（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預測）小軍和小林分別利用托盤天平練習測量物體的質量：（1）小軍將天平調節(jié)平衡后，測量空燒杯的質量。當他在右盤中放入砝碼后天平如圖甲所示，接下來他的操作應是，使天平再次平衡，讀出空燒杯的質量；（2）小林將天平調節(jié)平衡后，測量液體和燒杯的總質量，當天平再次平衡后如圖乙所示，則液體和燒杯的總質量是g?！敬鸢浮繙p少放入的小砝碼（5g），如指針偏左，要向右移動游碼136【詳解】（1）[1]由圖甲知，指針偏右說明右盤砝碼太重，接下來他的操作應是：減少放入的小砝碼（5g），如指針偏左，要向右移動游碼，直到天平橫梁重新平衡。（2）[2]由圖乙知，此天平標尺的分度值是0.2g，游碼在標尺上的示數(shù)為4g，燒杯在右盤，此時，砝碼的質量等于液體和燒杯的總質量與游碼示數(shù)之和，故此時液體和燒杯的總質量是m總=m砝碼-m示=(100g+20g+20g)-4g=136g【即時檢測2】（2023·四川成都·統(tǒng)考二模）在“使用天平測量液體質量”的實驗中：（1）將天平放置于水平臺面上，將游碼撥至標尺左端零劉度線處，分度盤指針如圖甲所示，則應將平衡螺母向調節(jié)，直到指針靜止時指在分度盤的中線處；（2）正確調節(jié)后，將空燒杯放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼，當把砝碼盒里最小的砝碼放在右盤，發(fā)現(xiàn)指針指向分度盤的右側，接下來正確的操作是：取下最小砝碼，并，直到天平再次平衡，測得空燒杯質量為28g；（3）測得燒杯和液體的總質量如圖乙所示，則杯中液體的質量為g；（4）若兩次測量中使用的那個20g的砝碼磨損了一點，則測得的液體的質量（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮坑蚁蛴疫m當移動游碼54.4不變【詳解】（1）[1]圖中顯示指針向左偏，應將平衡螺母向指針偏動的反方向，即向右調，直到指針靜止時指在分度盤的中線處。（2）[2]將空燒杯放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼，當把砝碼盒里最小的砝碼放在右盤，發(fā)現(xiàn)指針指向分度盤的右側，說明砝碼質量偏大，則應先取下最小砝碼，向右適當移動游碼，使橫梁平衡。（3）[3]由圖乙可知，標尺的分度值為0.2g，游碼在標尺上對應的刻度值為2.4g，燒杯和液體的總質量m總=50g+20g+10g+2.4g=82.4g燒杯中液體的質量m液=m總-m杯=82.4g-28g=54.4g（4）[4]若兩次測量中使用的那個20g的砝碼磨損了一點，砝碼自身質量變小。當測量同一物體時，需要多增加砝碼或移動游碼，才能使天平重新平衡，此時所讀數(shù)值大于物體實際質量，由于兩次讀數(shù)值與物體實際質量的差值相同，所以燒杯和液體的總質量與燒杯的質量之差仍然等于燒杯中液體的質量，測得的液體的質量不變。實驗二測量固體和液體的密度2.測固體物質密度的方法：（1）用天平測出固體的質量m。（2）在量筒中倒入適量的水，測出水的體積為V1（3）將固體完全浸入量筒中，測二者的總體積為V2。（4）固體的密度2.測液體物質密度的方法：（1）用天平測出液體和燒杯的總質量m1。（2）把燒杯中適量液體倒入量簡中，用天平測出剩余液體和燒杯的總質量m2讀出量筒中液體的體積V。（3）液體的密度典例引領【典例2】（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）如圖是小趙測量自制果汁密度的實驗：（1）他用已調好的天平測量空燒杯質量時，添加最小砝碼后，天平的指針仍略左偏，于是他進行了如圖甲的操作，他的錯誤是：；（2）糾正錯誤后，完成了下列實驗步驟：①測得空燒杯的質量是49.4g；②取適量的果汁倒入燒杯中，用天平測果汁和燒杯的總質量，天平平衡時，右盤中砝碼及游碼的位置如圖乙所示；③將燒杯中的果汁全部倒入量筒中，如圖丙所示；④計算果汁的密度為g/cm3；（3）小組內交流發(fā)現(xiàn)：將上述實驗步驟①②③④順序調整為，可以減小誤差?！敬鸢浮吭跍y量過程中調節(jié)平衡螺母1.2②③①④【詳解】（1）[1]由圖甲可以看出，在測量的過程中，調節(jié)平衡螺母，這是錯誤的。（2）[2]果汁和燒杯的總質量是m′＝50g＋20g＋20g＋5g＋2.4g＝97.4g果汁的質量為m＝97.4g－49.4g＝48g由丙圖知，量筒的分度值為2mL，所以果汁的體積為V＝40mL＝40cm3果汁的密度為（3）[3]當把燒杯內的果汁全部倒入量筒內時，不可能把燒杯內的果汁全部倒入量筒內，導致測量的果汁的體積偏小，由公式知，密度測量結果偏大，所以先用天平稱出盛有果汁的燒杯的總質量；再把燒杯中的果汁倒入量筒中一部分，記下量筒中果汁體積；最后用天平稱出剩余果汁和燒杯的總質量；所以合理的實驗順序是②③①④。即時檢測【即時檢測1】（2023·遼寧阜新·統(tǒng)考模擬預測）阜新有“瑪瑙之都”的美譽，小福想了解瑪瑙石的密度，于是來到瑪瑙城找到兩塊大小不同的瑪瑙原石，來到實驗室完成如下操作：準備實驗器材：托盤天平、量筒、燒杯、水、細線。（1）用托盤天平測得小塊瑪瑙石的實驗數(shù)據(jù)如圖甲所示，則其質量為g；（2）將小塊瑪瑙石放入裝有20ml水的量筒中后液面位置如圖乙所示，則小瑪瑙石的體積為cm3。根據(jù)實驗原理計算出小瑪瑙石的密度是kg/m3；（3）小福想用同樣的方法測出大塊瑪瑙石的密度，發(fā)現(xiàn)大瑪瑙石不能直接放入量筒，于是聰明的小新進行了如下的操作：①用天平測量大瑪瑙石的質量m1；②將大瑪瑙石放入盛水燒杯后測量燒杯質量m2，并標記水面位置；③撈出大瑪瑙石，再補水到標記處后測量燒杯的質量m3。根據(jù)測得質量值得出大塊瑪瑙石的密度表達式為：ρ瑪瑙=；（用符號表示）（4）小福再次完成（4）中測量過程，發(fā)現(xiàn)第二次取出大瑪瑙石時沾了更多的水，經他的分析認為再次測量后算得到的密度值與前者密度值相比（選填“偏大”“偏小”或“仍然不變”）?！敬鸢浮?910仍然不變【詳解】（1）[1]如圖甲所示，砝碼質量為25g，標尺的分度值為0.2g，讀數(shù)為4g，所以小塊瑪瑙石的質量為（2）[2][3][4]如圖乙所示，量筒的分度值為2mL，示數(shù)為30mL。根據(jù)排水法，小塊瑪瑙石的體積為所以根據(jù)，小塊瑪瑙石的密度為（3）[5]依題意得，燒杯和水的質量為補充的水的質量為補充水的體積即為大瑪瑙石的體積，所以大瑪瑙石的體積為所以大瑪瑙石的密度為（4）[6]補水到標記處后水的體積就是原本的水和大瑪瑙石的總體積，所以無論第二次取出大瑪瑙石時沾了多少的水，都不影響求大瑪瑙石的體積，測量結果仍然不變?！炯磿r檢測2】（2023·山東東營·統(tǒng)考二模）