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科学探究是新课标的核心之一,学习物理的过程关键在于探究.近两年,各地中考试卷中均出现了重在考查“过程与方法”的好试题,此类题目要求同学们能够提出探究问题,设计实验进行验证,写出探究报告,亲身经历科学家发现重要物理规律的思维过程.通过动手、动脑,在体验知识形成的过程与方法中学习知识.
例1某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表:
(1)在实验过程中,需要的测量工具有
和;
(2)在上表空白处填出比值G/m的平均值;
(3)分析表中的数据,得出结论是:
;
解析探究的是“物体所受重力大小与物体质量的关系”,自然需要用天平来测量质量,用弹簧测力计来测量重力;多次测量取平均值可以减小误差,将比值相加除以3即可;分析表中实验数据,当物体的质量加倍时,物体的重力也会加倍,保持物体的重力与质量的比值不变,也就是说重力与质量成正比.
答案(1)天平弹簧测力计(2)9.8(3)重力与质量成正比
例2为探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小明设计了几个具体的实验步骤.
(1)如果要想利用此实验来探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,应设计怎样的实验步骤?
(2)在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时,小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法进行对比实验.小明的做法是否正确?为什么?
(3)在探究此问题时,小红设计的实验如图乙所示,弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块,木块下面是一长木板,实验时拉动长木板,然后读出弹簧测力计的示数.即可测出木块和木板之间的摩擦力.小明看了小红的实验后,认为小红设计的实验优于自己设计的实验.对此你能说出其中的原因吗?
解析要想探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”,只能改变压力的大小,接触面的粗糙程度、接触面的大小等都不能改变,那么怎样测量摩擦力的大小呢?如果用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,弹簧测力计对物体的拉力必定等于摩檫力的大小,因此我们可以用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,通过读得弹簧测力计的示数获得摩檫力的大小,并通过在木块上加重物的方法改变压力的大小.
要探究“滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关”,则应保持压力不变,但小明用大小不同的木块,显然改变了压力,因此他的做法是不正确的.如果木块各个面的表面积不同,可采用不同的侧面与桌面接触的方法,若木块的各个面面积相差不大,可采用大小木块叠放,改变上下位置的方法.
第三个问题很有意思,采取的方法很巧妙,向左拉木板,而不再移动木块,若能保证木块静止,弹簧测力计对木块的拉力也等于木板对木块的摩檫力,这种方法显然便于实验者读数.
答案(1)用弹簧测力计拉动木块,使它做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数F1;在木块上面加一个重物,再用弹簧测力计拉动木块,使它做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数F2;比较F1和F2的大小.
(2)不正确.实验过程中没有保持相同的压力.
(3)木板不必做匀速直线运动(或弹簧测力计保持静止,便于读数).
点拨摩檫力的确无法直接测得,当物体在水平面上静止或做匀速直线运动时,物体受到的拉力和摩檫力的大小相等,因此通过读得拉力的大小,就可知道摩檫力的大小.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
例1某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表:
(1)在实验过程中,需要的测量工具有
和;
(2)在上表空白处填出比值G/m的平均值;
(3)分析表中的数据,得出结论是:
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解析探究的是“物体所受重力大小与物体质量的关系”,自然需要用天平来测量质量,用弹簧测力计来测量重力;多次测量取平均值可以减小误差,将比值相加除以3即可;分析表中实验数据,当物体的质量加倍时,物体的重力也会加倍,保持物体的重力与质量的比值不变,也就是说重力与质量成正比.
答案(1)天平弹簧测力计(2)9.8(3)重力与质量成正比
例2为探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小明设计了几个具体的实验步骤.
(1)如果要想利用此实验来探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,应设计怎样的实验步骤?
(2)在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时,小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法进行对比实验.小明的做法是否正确?为什么?
(3)在探究此问题时,小红设计的实验如图乙所示,弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块,木块下面是一长木板,实验时拉动长木板,然后读出弹簧测力计的示数.即可测出木块和木板之间的摩擦力.小明看了小红的实验后,认为小红设计的实验优于自己设计的实验.对此你能说出其中的原因吗?
解析要想探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”,只能改变压力的大小,接触面的粗糙程度、接触面的大小等都不能改变,那么怎样测量摩擦力的大小呢?如果用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,弹簧测力计对物体的拉力必定等于摩檫力的大小,因此我们可以用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,通过读得弹簧测力计的示数获得摩檫力的大小,并通过在木块上加重物的方法改变压力的大小.
要探究“滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关”,则应保持压力不变,但小明用大小不同的木块,显然改变了压力,因此他的做法是不正确的.如果木块各个面的表面积不同,可采用不同的侧面与桌面接触的方法,若木块的各个面面积相差不大,可采用大小木块叠放,改变上下位置的方法.
第三个问题很有意思,采取的方法很巧妙,向左拉木板,而不再移动木块,若能保证木块静止,弹簧测力计对木块的拉力也等于木板对木块的摩檫力,这种方法显然便于实验者读数.
答案(1)用弹簧测力计拉动木块,使它做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数F1;在木块上面加一个重物,再用弹簧测力计拉动木块,使它做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数F2;比较F1和F2的大小.
(2)不正确.实验过程中没有保持相同的压力.
(3)木板不必做匀速直线运动(或弹簧测力计保持静止,便于读数).
点拨摩檫力的确无法直接测得,当物体在水平面上静止或做匀速直线运动时,物体受到的拉力和摩檫力的大小相等,因此通过读得拉力的大小,就可知道摩檫力的大小.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文