第9課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過例1的復(fù)習(xí)，鞏固二力平衡條件的探究實(shí)驗(yàn)；2.通過例2的復(fù)習(xí)，鞏固探究壓力作用效果的影響因素實(shí)驗(yàn)；3.通過例3的復(fù)習(xí)，鞏固探究液體壓強(qiáng)影響因素的實(shí)驗(yàn)；4.通過例4的復(fù)習(xí)，鞏固探究浮力大小影響因素的實(shí)驗(yàn). 二、考情分析 本課時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要由探究二力平衡條件、探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)、探究液體壓強(qiáng)的影響因素、探究浮力大小的影響因素四個(gè)重要實(shí)驗(yàn)組成 三、備考策略在探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，難點(diǎn)之一在于驗(yàn)證力的方向這一條件時(shí)，需控制兩個(gè)力仍然在同一直線上，另一個(gè)難點(diǎn)需引導(dǎo)學(xué)生理解這里運(yùn)用了理想化實(shí)驗(yàn)的方法.在探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，要注意以下方面：要引導(dǎo)學(xué)生理解壓力的作用效果取決于壓力大小F和受力面積S兩個(gè)因素判斷壓力作用效果時(shí)，要同時(shí)考慮壓力和受力面積兩個(gè)因素，而不能只考慮其中一個(gè)因素受力面積是指兩個(gè)物體發(fā)生相互作用時(shí)的實(shí)際接觸面積，而不一定是施壓物體的底面積或受力物體的表面積壓強(qiáng)公式p=F/S，不但可以用于計(jì)算固體的壓強(qiáng)，也可以用于計(jì)算液體和氣體的壓強(qiáng) 在探究液體壓強(qiáng)的影響因素的實(shí)驗(yàn)中，要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，液體對(duì)容器底部、側(cè)壁有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向上都有壓強(qiáng)，壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等在液體壓強(qiáng)中，某點(diǎn)的深度是該點(diǎn)到自由液面的距離.在探究浮力大小的影響因素的實(shí)驗(yàn)中，難點(diǎn)在于控制變量方法的運(yùn)用以及掌握一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì). 四、典例分析例1圖圖例1某物理學(xué)習(xí)小組在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)，自制了一套如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置將系于小卡片（重力可忽略不計(jì)）兩對(duì)角的細(xì)線，分別跨過左右支架上的定滑輪 （1）本實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是_，定滑輪的作用是_.（2）在細(xì)線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向_（選填“相同”或者“相反”），并通過調(diào)整鉤碼的數(shù)量來改變_（3）當(dāng)兩端所掛鉤碼數(shù)量相同時(shí)，把小卡片轉(zhuǎn)至如圖所示位置，松手時(shí)小卡片將_（選填“轉(zhuǎn)動(dòng)”或“靜止”），_（選填“能”或“不能”）說明不在同一直線上的兩個(gè)力不能平衡,理由是_【同步練習(xí)1】在探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖甲所示，水平放置的實(shí)驗(yàn)裝置中，將系于小車兩端的線掛上鉤碼，分別跨過兩定滑輪，使作用在小車上的兩個(gè)拉力方向相反，并通過調(diào)整_來改變拉力的大小當(dāng)小車平衡時(shí)，將小車水平轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使兩個(gè)力方向相反， 松手后小車不能保持平衡，這樣的操作是為了探究相互平衡的二力是否_（2）如圖乙所示，A、B小車內(nèi)裝有電磁鐵，電磁鐵的通、斷電可遙控實(shí)現(xiàn)，當(dāng)通電時(shí)，A、B小車吸合成一體為了探究二力平衡時(shí)，二力是否作用在同一物體上，在圖中所示情況下，下一步的操作是_（3）本實(shí)驗(yàn)用帶輪的小車為研究對(duì)象，是因?yàn)闈L動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦_F1F2F1F2AB甲乙同步練習(xí)1圖例2圖例2探究“壓力作用效果”的實(shí)驗(yàn)如甲、乙、丙所示（1）甲、乙、丙實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)_來比較壓力的作用效果（2）通過甲、乙實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫降慕Y(jié)論是_（3）由實(shí)驗(yàn)乙、丙可知：“壓力的作用效果與受力面積大小”的關(guān)系，請(qǐng)舉出生活中應(yīng)用此知識(shí)的一個(gè)實(shí)例_（4）將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上，比較圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)p丙和圖丁中木板受到的壓強(qiáng)p丁的大小關(guān)系為p丙_p?。ㄟx填“”“或“=”） 【同步練習(xí)2】在“探究實(shí)心圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某中學(xué)一小組的同學(xué)們認(rèn)為此壓強(qiáng)跟圓柱體的密度、高度h、同步練習(xí)2圖圖圓柱體底面積S是有關(guān)的，但有怎樣的關(guān)系看法不同，于是，在老師的幫助下，小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)室里挑選了由不同密度的合金材料制成、高度和橫截面積不同、質(zhì)量分布均勻的實(shí)心圓柱體做實(shí)驗(yàn)，測(cè)出實(shí)心圓柱體豎直放置時(shí)（如圖所示）對(duì)水平桌面上海綿的壓下深度，實(shí)驗(yàn)記錄見下表序號(hào)物體底面積S/cm2高度h/cm海綿被壓下深度/cm1合金甲圓柱體A1050.52合金甲圓柱體B101013合金甲圓柱體C2010同步練習(xí)2表格圖14合金乙圓柱體A1051.55合金乙圓柱體B101036合金乙圓柱體C20103（1）該小組同學(xué)是通過_來判斷壓強(qiáng)大小的（2）分析實(shí)驗(yàn)1、2或4、5可以得出：當(dāng)圓柱體的材料密度相同時(shí)，實(shí)心圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)與圓柱體的_有關(guān)（3）分析_可以得出，當(dāng)圓柱體的密度相同時(shí)，實(shí)心圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)與底面積無關(guān)（4）此探究過程用到的科學(xué)探究方法有_、_（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下，以某一合金甲圓柱體為研究對(duì)象，推導(dǎo)它對(duì)海綿的壓強(qiáng)大小的表達(dá)式（已知合金的密度為，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S），表達(dá)式為_（6）上面推導(dǎo)出的表達(dá)式_（選填“能”或“不能”）應(yīng)用于各類固體的壓強(qiáng)的計(jì)算例3小敏同學(xué)利用如圖裝置探究“液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”（乙和丙容器中裝的是同種液體）例3圖圖（1）實(shí)驗(yàn)中，首先必須檢查壓強(qiáng)計(jì)能否正常使用，若用手指不論輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時(shí)，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度差變化都很小，則說明該壓強(qiáng)計(jì)的氣密性_（選填“好”或“差”）；調(diào)節(jié)好壓強(qiáng)計(jì)后，U形管兩邊液面相平.（2）小敏把探頭分別浸入到圖甲、乙圖中的兩種液體（水和酒精）中，發(fā)現(xiàn)圖甲中U形管兩邊液柱的高度差比圖乙小，由此，他判斷圖甲中的液體是酒精，他的判斷是_選填（“正確”或“錯(cuò)誤”）；接著他改變圖乙中探頭的深度，其探究情況如圖丙所示.（3）比較圖_，得出探頭浸入液體中的深度_（選填“越深”或“越淺”），U形管兩邊液柱的高度差就越大，表示液體在此處的壓強(qiáng)就越大.（4）小敏發(fā)現(xiàn)在同種液體中，探頭所處深度相同時(shí)，只改變探頭的方向，U形管兩邊液柱的高度差不變，表明_.例4為了探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)，某興趣小組的同學(xué)，用同一物體進(jìn)行了如圖所示的操作，并記下物體靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).圖乙中物體未放入前溢水杯裝滿水，物體浸沒后用量筒測(cè)出溢出水的體積，如圖丁所示. 例4圖（1）為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)選擇_兩圖；該小組同學(xué)通過比較F1和_的大小，得到“浮力大小與物體浸沒的深度有關(guān)”的結(jié)論，產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是_.（2）物體浸沒在水中時(shí)所受浮力大小為_N，鹽水的密度為_g/cm3. 【同步練習(xí)3】如圖所示，圖A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟.同步練習(xí)3圖同步練習(xí)3圖（1）_兩步驟可計(jì)算出圓柱體物塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力F浮=_N._兩步驟可得出物塊排開水所受的重力G排.比較F浮與G排，可以得到浮力的大小跟物塊排開水所受重力的關(guān)系.（2）如圖所示是圓柱體物塊從水面緩慢浸入水中時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊浸入深度h變化的關(guān)系圖像.分析圖像可得：當(dāng)物塊沒有浸沒之前，h增大時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)_（選填“變大”、“變小”或“不變”）.當(dāng)h=4cm時(shí)，物塊所受的浮力為_N，浸沒后，h繼續(xù)增大時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為_N，該圓柱體物塊的高度是_cm.五鞏固練習(xí)1在“探究二力平衡條件”的活動(dòng)中，主要是通過探究力對(duì)物體的作用效果來實(shí)現(xiàn)探究目的.鞏固練習(xí)1圖（1）如圖，甲裝置是探究二力平衡條件的一種方法，實(shí)驗(yàn)中通過改變砝碼的_來探究二力大小的關(guān)系；通過扭轉(zhuǎn)小車松手后觀察小車的狀態(tài)，來探究二力是否_.（2）小明發(fā)現(xiàn)用圖甲裝置無法完成全部探究過程，又設(shè)計(jì)了圖乙所示的裝置.在卡片平衡時(shí)，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又一個(gè)條件_.把硬紙板支撐起來，不再與桌面接觸的目的是_.2小剛同學(xué)在家里用實(shí)心磚和平鋪在水平桌面上的海綿等一些自備器材，做探究“壓力作用效果與那些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)磚塊平放甲磚塊側(cè)放乙兩塊磚疊在一起平放丙鞏固練習(xí)2圖（1）若要探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)選用圖甲和圖_來比較（2）若要探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系，應(yīng)選用圖甲和圖_來比較（3）若小剛測(cè)得實(shí)心磚的長20cm、寬15cm、厚5cm，它的重力是30N，則甲圖中實(shí)心磚對(duì)海綿產(chǎn)生的壓強(qiáng)是_Pa3.小露用如圖所示的裝置探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)前，先檢查壓強(qiáng)計(jì)探頭、膠管和U型管的連接是否_，再經(jīng)過調(diào)整使U型管兩側(cè)液面的高度_；鞏固練習(xí)3圖（2）在液體內(nèi)部同一深度，改變探頭方向，壓強(qiáng)計(jì)_（選填“能”或“不能”）測(cè)各個(gè)方向的壓強(qiáng)（3）U型管兩側(cè)液面高度差_（選填“等于”或“反映”）探頭受到的壓強(qiáng)大?。唬?）小露自制了一個(gè)簡易壓強(qiáng)計(jì)，如圖乙所示，把簡易壓強(qiáng)計(jì)浸入水中，橡皮膜將_（選填“上凹”或“下凸”），增加簡易壓強(qiáng)計(jì)在水中的深度，細(xì)玻璃管中液柱會(huì)_（選填“上升”或“下降”）4小明游泳時(shí)發(fā)現(xiàn)，人在水中越往深處走就越覺得所受的浮力越大.由此他猜想：“浮力的大小可能與物體浸入水中的深度有關(guān)或者與物體排開水的體積有關(guān)”，于是他找來一個(gè)金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯和水等器材進(jìn)行了如圖所示的探究.甲乙丙丁Oh/mF/N1.01.72.7ab鞏固練習(xí)4圖（1）分析圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知：物體排開水的體積越大，物體所受的浮力就_（選填“越大”或“越小”）.（2）小明繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入水中深度變化的圖像，如圖所示.分析圖像可知：描述金屬圓柱體所受浮力的變化情況的圖像是_（選填“a”或“b”）；該金屬圓柱體在空氣中所受的重力為_N，當(dāng)金屬塊完全浸沒水中后所受的浮力是_N，金屬塊浸沒水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度_（選填“有”或“無”）關(guān).（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，請(qǐng)你再增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，用來研究浮力大小與液體密度的關(guān)系._5. 小虎同學(xué)利用注射器（容積為V）、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)大氣壓的值.鞏固練習(xí)5圖（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔.這樣做的目的是_.（2）如圖所示，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長L，則大氣壓的值可表示為p=_.（3）實(shí)驗(yàn)過程中注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣，則測(cè)得的大氣壓值_（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）.（4）實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2，若彈簧測(cè)力計(jì)量程為10N，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用_（選填“甲”或“乙”）注射器，理由是_.