专题四 力学实验探究题目录备考指导一考题归类剖析二题型综合训练三河北省中考理科综合卷的第33题为力学实验探究题，力学探究的命题也较多，历年来常考查到有：密度的测量，压强、浮力、摩擦力的相关探究，机械效率的测量等。其中一部分探究实验是教材中探究实验的再现，或是在此基础上改编重组，难度不大，只要牢固掌握教材中的相关知识、结论即可解答；一部分探究问题是源于教材而高于教材，涉及的内容全面，采用的方法多样，综合性强，难度大，例如密度的测量，它在历年来河北省中考卷中出现的频率最高，常综合浮力、压强等相关知识一并考查，是一道“能力型”的综合考题。预计2018年的河北中考卷中还会出密度测量的问题。年份题题号题题型考查查的内容涉及的主要问题问题分值值201333实验实验 探究题题测测量固体密度(1)受力分析；(2)称量法测测浮力；(3)测测力计读计读 数；(4)密度计计算；(5)判断空实实心6分201433实验实验 探究题题测测量液体密度(1)液体内部压压强特点；(2)密度计计算；(3)液体压压强的计计算6分本专题专题 在历历年河北省中考卷中的考查查情况统计统计 如下：201533实验实验 探究题题测测量固体密度(1)测测力计读计读 数；(2)称量法测测浮力；(3)密度计计算；(4)密度计计6分201633实验实验 探究题题探究水的压压强(1)液体压压强的特点；(2)液体压压强的计计算；(3)密度的计计算6分201733实验实验 探究题题探究滑动动摩擦力(1)数据分析，得出结论结论 ；(2)控制变变量法；(3)受力分析与平衡力的计计算6分续续表类型一 密度、压强、浮力的综合探究与测量分度盘盘的中央典例1 (2017河南)小明发现发现 橙子放入水中会下沉，于是想办办法测测量它的密度。(1)将托盘盘天平放在水平桌面上，将标标尺上的游码码移至零刻度线处线处 ，调节调节 平衡螺母，直到指针针指在_，表示天平平衡。图图1(3)做实验时实验时 ，小明若先用排水法测测出橙子的体积积，接着用天平测测出橙子质质量，这样测这样测 得的密度值值将比真实值实值 _(填“偏大”或“偏小”)。(2)用天平测测量橙子质质量，天平平衡时时砝码码和游码码的示数如图图1所示，橙子质质量为为_g。小明利用排水法测测得橙子的体积为积为 150 cm3，则则橙子的密度是_kg/m3。1621.0810偏大(4)小亮不用天平，利用弹弹簧测测力计计、细线细线 、盛有水的大烧烧杯等器材，也巧妙测测出了橙子的密度。请请你将他的测测量步骤补骤补 充完整，已知水的密度为为水。用弹弹簧测测力计测计测 出橙子的重力G；_；橙子密度的表达式为为：橙_(用测测出的物理量和已知量的字母表示)。将橙子浸没在水中，稳稳定后读读出弹弹簧测测力计计的示数为为F【寻考法】本题题考查查的是测测量固体密度的实验实验 探究问题问题 ，先考查查了测测量密度的基本方法，利用 的原理进进行测测量，并分析误误差；然后又结结合浮力知识识考查查了利用浮力测测量密度。在考查查密度测测量时时，常结结合浮力、压压强知识进识进 行综综合考查查，涉及的问问题题有：用称量法、压压力差法、阿基米德原理测测浮力；液体内部压压强的特点；推导导所测测密度的表达式；分析实验实验 中的误误差来源及大小；天平和量筒的读读数等等。【探解法】(1)使用托盘盘天平时应时应 把天平放在水平桌面上，将标标尺上的游码码移至零刻度线处线处 ，调节调节 平衡螺母，直到指针针指到分度盘盘的中央处处。(2)标标尺的分度值为值为 0.2 g，橙子的质质量：m100 g50 g10 g2 g162 g，橙子的密度： 1.08 g/cm31.08103 kg/m3。(3)先用排水法测测出橙子的体积积，接着用天平测测出橙子的质质量，由于橙子上沾有水，所以测测得的质质量偏大，根据 知，测测得的密度偏大。【探解法】(4)不用天平，利用弹弹簧测测力计计、细线细线 、盛有水的大烧烧杯等器材，测测橙子的密度的思路是：测测出橙子的重力，利用浮力知识测识测 出橙子的体积积，再计计算出橙子的密度。其步骤骤：用弹弹簧测测力计测计测 出橙子的重力G；将橙子浸没在水中，稳稳定后读读出弹弹簧测测力计计的示数为为F；橙子密度表达式的推导导：橙子的质质量m ，橙子受到的浮力F浮GF，橙子的体积积等于橙子排开水的体积积VV排 ，橙子密度的表达式橙 。典例2(2017烟台)下面是小明和小红红的“测测量滑轮组轮组 的机械效率”实验报实验报 告。类型二 机械效率的测量实验实验 名称：测测量滑轮组轮组 的机械效率实验实验 步骤骤：(1)用弹弹簧测测力计测计测 量钩码钩码 所受的重力G并填入表格。(2)按如图图2安装滑轮组轮组 ，分别记别记 下钩码钩码 和弹弹簧测测力计计的位置。图图2(3)拉动弹动弹 簧测测力计计并读读出拉力F的值值，用刻度尺测测出钩码钩码 上升的高度h和弹弹簧测测力计计移动动的距离s，将这这三个量填入表格。(4)算出有用功W有、总总功W总总、机械效率并填入表格。(5)改变钩码变钩码 上升的高度，重复上面的实验实验 ，记录记录 并计计算实验实验 数据。实验记录实验记录 ：实验实验 次数钩码钩码 重 力G/N物体上 升的高 度h/cm有用功 W有/J拉力F/N弹弹簧测测力 计计移动动的 距离s/cm总总功W总总 /J机械效 率163.0018.002.389.0021.4284.0%265.0030.002.4015.0036.0083.3%368.0048.002.3624.0056.6484.7%4610.0060.002.3530.0070.5085.1%实验结论实验结论 ：在忽略绳绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。请请你评评价小明和小红红的实验报实验报 告。(1)指出实验实验 步骤骤中存在的错误错误 和不足；(2)从理论论上分析说说明他们实验结论们实验结论 的局限性。解：(1)没有缓缓慢匀速拉动弹动弹 簧测测力计计；有用功和总总功计计算错误错误 ；在研究滑轮组轮组 机械效率与物体的重力关系时时，小明和小红红没有改变变提升物体的重力大小并保持物体上升的高度不变变的测测量步骤骤；解：(2)在探究滑轮组轮组 机械效率与所提升物体高度的关系时时，原实验实验 只使用了一个滑轮组轮组 做实验实验 ；在探究滑轮组轮组机械效率与所提升物体重力的关系时时，原实验实验 没有改变变物体的重力且只使用了同一滑轮组轮组 做实验实验 ；在忽略绳绳子重力和摩擦的情况下，滑轮组轮组 的机械效率 ，由上式可以看出滑轮组轮组 的机械效率与所提升物体的重力和动动滑轮轮的重力有关，跟物体上升的高度无关。【寻考法】本题题通过测过测 量滑轮组轮组 机械效率的实验实验 ，主要考查查了实验实验 的评评估能力及控制变变量法和归纳归纳法的运用。测测量滑轮组轮组 的机械效率是初中物理力学实验实验 中的经经典探究问题问题 ，属于很重要的考点。【探解法】(1)表中有用功W有G h和总总功W总总F s的计计算值值都是错误错误 的，原因在于计计算时时，钩码钩码 上升的高度和弹弹簧测测力计计通过过的距离均以cm为为单单位，在计计算时时没有换换算成国际单际单 位m；在探究滑轮组轮组 机械效率与物体的重力关系时时，应应改变变提升物体的重力大小，由表中数据可知，小明和小红红没有改变变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；【探解法】 (2)在探究滑轮组轮组 机械效率与所提升物体高度的关系时时，要控制物体的重力相同，为为使结结论论具有普遍性，应换应换 用不同的滑轮组轮组 多次实实验验，原实验实验 只使用了一个滑轮组轮组 做了实验实验 ；在探究滑轮组轮组 机械效率与所提升物体重力的关系时时，应应改变变物体的重力大小，使用不同的滑轮组轮组 做实验实验 ，而原实验实验 没有改变变物体的重力且只使用了同一滑轮组轮组 做实验实验 。推导导出在忽略绳绳子重力和摩擦的情况下，滑轮组轮组 的机械效率的表达式，然后根据表达式分析他们实验们实验结论结论 的局限性。1.(2017绥绥化)同学们们在实验实验 室测测量某种小矿矿石的密度，选选用天平、量筒、小矿矿石、细线细线 和水，进进行如下的实验实验 操作：A在量筒中倒入适量的水，记记下水的体积积；将小矿矿石用细线细线 系好后，慢慢地浸没在水中，记记下小矿矿石和水的总总体积积。B把天平放在水平桌面上，把游码码移到标标尺左端的零刻度线处线处 ，调节调节 横梁上的平衡螺母，使横梁平衡。C将小矿矿石放在左盘盘中，在右盘盘中增减砝码码并移动动游码码，直至横梁恢复平衡。(1)为为了减小实验误实验误 差，最佳的实验实验 操作顺顺序是：_。 (填写字母)(2)在调节调节 天平时时，发现发现 指针针的位置如图图甲所示，此时应时应将平衡螺母向_(填“左”或“右”)调调。(3)用调节调节 好的天平称量小矿矿石的质质量，天平平衡时时，右盘盘中砝码码的质质量和游码码的位置如图图乙所示，用量筒测测量小矿矿石的体积积如图图丙所示，由此可以算出小矿矿石的密度为为_g/cm3。BAC左2.6(4)量筒不小心被打碎了，老师说师说 只用天平还还能测测量出陈陈醋的密度。某组组同学添加了两个完全相同的烧烧杯和适量的水，设计设计 了如下实验实验 步骤骤，请请你补补充完整：烧烧杯和陈陈醋的总质总质 量调节调节 好天平，用天平测测出空烧烧杯质质量为为m0；将一个烧烧杯装满满水，用天平测测出烧烧杯和水的总总质质量为为m1；用另一个烧烧杯装满陈满陈 醋，用天平测测出_为为m2；根据测测得的物理量求出该陈该陈 醋的密度醋。(5)针对针对 (4)中的实验设计进实验设计进 行评评估讨论讨论 后，同学发现发现该实验设计该实验设计 存在不足之处处是：在操作过过程中，烧烧杯装满满液体，易洒出，不方便操作。(6)整理实验实验 器材时发现时发现 ，天平的左盘盘有一个缺角，则则测测量结结果_(填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。仍然准确【解析】(1)为为了减小实验误实验误 差，最佳的实验实验 操作顺顺序是：BCA ; (2)图图示指针针指在刻度盘盘中央右侧侧，向右偏应该应该 将平衡螺母向左调节调节 ；(3)小矿矿石的质质量m50 g2 g52 g，体积积V80 cm360 cm320 cm3，小矿矿石的密度 2.6 g/cm32.6103 kg/m3；【解析】(4)量筒不小心被打碎了，用天平也能测测量出陈陈醋的密度：调调好天平，用天平测测出空烧烧杯质质量为为m0；将一个烧烧杯装满满水，用天平测测出烧烧杯和水的总质总质 量为为m1，则则水的质质量m水m1m0，由 可求得，水的体积积V ；用另一个烧烧杯装满陈满陈 醋，用天平测测出烧烧杯和陈陈醋的总质总质 量为为m2，则陈则陈 醋的质质量m醋m2m0，烧烧杯内水的体积积等于陈陈醋的体积积；根据测测得的物理量求出该陈该陈 醋的密度醋。【解析】(6)天平的左盘盘有一个缺角，调节调节 平衡螺母后，天平平衡，测测量物体质质量时时，天平也平衡，不影响测测量结结果，即测测量结结果仍然准确。5(2017宿迁)有人说说，同一机械的机械效率是不变变的。小华设计华设计 了“探究滑轮组轮组 机械效率与所提升重物质质量的关系”实验实验 ，来检验检验 此说说法是否正确。(2)如图图乙所