初中物理力学实验及例题:
实验一:探究固体压强与压力、受力面积的关系
实验目的:通过实验,让学生理解固体压强与压力、受力面积的关系。
实验器材:小桌、小车、砝码、细沙等。
实验步骤:
1. 在小桌上放置砝码,使小桌陷入不同深度,观察小桌陷入的深度、砝码的质量以及小车在桌面上滑行的距离。
2. 在小桌上放置砝码,使小车形状不同(如长方形、圆形等),观察小车在桌面上滑行的距离。
3. 分析实验数据,得出结论。
例题:
1. 一个重5N的物体放在水平桌面上,如果用一个大小为2N的力去推,物体没有被推动,则物体受到的摩擦力为____。
2. 在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”实验中,可以通过观察海绵被压下的深浅来感知压力的作用效果。若要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应使海绵的受力面积(选填“增大”或“减小”)。
答案:
1. 物体静止时,受到的摩擦力与推力是一对平衡力,所以摩擦力为2N。
2. 保持压力不变,改变受力面积,观察海绵的深浅变化即可。若要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应使受力面积减小。
实验二:探究浮力大小与哪些因素有关
实验目的:通过实验,让学生理解浮力大小与哪些因素有关。
实验器材:弹簧测力计、金属块、烧杯、水等。
实验步骤:
1. 在烧杯中加入适量的水,用弹簧测力计测量金属块在空气中的重力。
2. 将金属块浸没在水中,观察弹簧测力计的示数变化。
3. 改变金属块浸没在水中的深度,多次测量。
4. 分析实验数据,得出结论。
例题:
1. 一块体积为100cm³的木块漂浮在水面上,露出水面的体积为6cm³,则木块的密度为多少?
答案:根据浮力公式F=ρgv可知F=G-F',其中F为浮力,G为重力,F'为木块浸没时受到的浮力,v为排开水的体积(即木块的体积减去露出水面的体积)。所以ρ=F/v=G-F'/v=G/v=m/v=ρ木块。代入数据可得ρ木块=0.6g/cm³。
实验三:探究杠杆平衡条件
实验目的:通过实验,让学生理解杠杆平衡条件。
实验器材:杠杆、支架、钩码等。
实验步骤:
1. 将杠杆置于支架上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
2. 用弹簧测力计测量动力F₁和阻力F₂的大小。
3. 多次改变动力臂和阻力臂的长短,使它们处于不同的位置,并记录数据。
4. 分析实验数据,得出杠杆平衡条件。
例题:一个轻质杠杆一端挂一个质量为5kg的物体A时,杠杆恰好处于水平平衡,若将物体浸没在水中,用弹簧测力计拉着杠杆的中点缓慢向下移动,当物体静止时,弹簧测力计的示数为15N,求物体浸没在水中时所受浮力的大小。(g取10N/kg)
答案:根据杠杆平衡条件可得F₁L₁=F₂L₂,其中F₁为物体受到的重力,L₁为支点到物体重心的距离,F₂为物体浸没在水中时受到的浮力,L₂为弹簧测力计拉力的作用点到支点的距离,代入数据可得F₂=F₁L₁/L₂=50N-15N=35N。由于物体浸没在水中,所以V排=V物=m物/ρ物=5kg/ρ水=5×10^-3m³,根据阿基米德原理可得F浮=ρ水gV排=35N×1×10³kg/m³×10N/kg=35N。因此物体浸没在水中时所受浮力的大小为35N。
初中物理力学实验:探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验目的:探究影响滑动摩擦力大小的因素。
实验器材:弹簧测力计、长方体木块、毛巾、棉布、砝码等。
实验步骤:
1. 将长方体木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿一个方向拉动,使其做匀速直线运动,此时测得的拉力大小等于滑动摩擦力。
2. 在木块上面逐个放置砝码,增加压力,重复上述实验步骤,记录测力计的读数。
3. 改变接触面的粗糙程度,保持压力大小不变,重复上述实验步骤,记录测力计的读数。
相关例题:
(1)滑动摩擦力的大小与哪些因素有关?如何实验证明?
(2)在实验中,为什么要控制匀速拉动木块?
(3)在实验中,如何正确使用弹簧测力计?
答案:(1)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关。可以通过在木块上逐个放置砝码,增加压力,重复实验步骤,记录测力计的读数;改变接触面的粗糙程度,保持压力大小不变,重复实验步骤,记录测力计的读数,来证明。
(2)在实验中,控制匀速拉动木块是为了使木块做匀速直线运动,此时拉力等于滑动摩擦力,更方便测量和记录。
(3)正确使用弹簧测力计的方法是:手提测力计的挂钩,使测力计与桌面垂直,慢慢拉动木块,读出示数。
初中物理力学实验主要包括:探究固体密度、探究液体压强、探究浮力大小、探究力的作用效果和力的测量等。以下是一些常见问题和例题:
1. 探究固体密度:
问题:如何通过实验测定固体密度?
例题:有一个正方体铜块(其棱长可以在量程为5g的电子天平上读出),如何通过实验测定它的密度?
2. 探究液体压强:
问题:液体压强与哪些因素有关?如何通过实验进行验证?
例题:在水平桌面上放置一个空玻璃杯,倒入水后发现液面与杯口相平,如何通过实验测定水的压强?
3. 探究浮力大小:
问题:如何通过实验测定物体在水中所受的浮力?
例题:有一个体积为10cm³的木块,将其浸没在水中,木块所受的浮力是多少?
4. 探究力的作用效果和力的测量:
问题:如何通过实验探究力的作用效果与哪些因素有关?如何正确使用弹簧测力计测量力的大小?
例题:用弹簧测力计分别拉一个较重的铁块和一个较轻的木块在同一水平桌面上滑动,比较两次拉力的大小,说明力的作用效果与什么因素有关?
常见问题还包括对摩擦力大小和方向的判断、平衡力和非平衡力的辨别等。
请注意,对于实验类问题,理解并掌握实验原理和实验方法是非常重要的。同时,要注重实验数据的分析和处理,以及误差分析和改进实验方案。