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2017-2018学年人教版八年级物理下册强化专题训练:专训 力的作用效果的探究

专训 力的作用效果的探究

名师点金:

力的三要素都会影响力的作用效果,每次只改变一个要素进行实验,这是控制变量法的要求;通过物体形变的大小来判断力的作用效果,运用的是转换法。

 探究力的作用效果的影响因素(控制变量法)

1.在探究“力的作用效果与什么因素有关”的课题中,小明利用同一把钢尺进行了如图实验,其中F1F2,则:

(第1题图)

(1)实验中,用力推钢尺,钢尺发生弯曲,说明力能够________________________。

(2)由甲、乙两次实验可知,力的作用效果与力的________有关。

(3)由甲、丙两次实验可知,力的作用效果与力的________有关。

(4)由________和________两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关。

 探究玻璃瓶的形变(放大法)

2.为了探究力能否使玻璃瓶发生形变,小明设计并进行了如下实验:

(第2题图)

①把玻璃瓶装满水,然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,如图所示。

②用力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面上升,水面上升的高度记为h1,松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。

③再用较小的力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面也上升,水面上升的高度记为h2,松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。

(1)实验现象:h2小于h1

(2)实验结论:力________(填“能”或“不能”)使玻璃瓶发生形变。

(3)分析论证:①实验中,在细玻璃管上画上刻度,这是为了___________________________________________________________________。

②同组的小华认为:细玻璃管内水面上升,可能是由于手挤压玻璃瓶壁时,瓶内水的温度升高所致。由实验中实验现象______________________________

________________________________________________________________,知小华的猜想是________(填“正确”或“错误”)的。

 探究弹力的影响因素

3.【中考·益阳】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系,将弹簧悬挂在铁架台上,刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都在竖直方向上,在弹簧下端依次增加相同规格钩码的个数,数据记录如下表:

所挂钩码个数N/个

0

1

2

3

4

5

6

弹簧长度L/cm

12.56

13.11

13.65

14.2

14.73

15.29

 

伸长量ΔL/cm

0

0.55

1.09

1.64

2.17

2.73

 

(1)在数据记录表中,有一个记录不规范的数据是________;根据记录的数据可知,所用刻度尺的分度值是________。

(2)请在如图所示的坐标图中画出弹簧的伸长量ΔL与所挂钩码个数N的关系图象。根据图象可知,当挂6个钩码时,弹簧的伸长量为________cm(未超过弹簧的弹性限度)。

(第3题图)

 探究——弹簧测力计的制作原理

4.【中考·乌鲁木齐】某实验小组的同学对 A、B 两根长度相同、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。

(第4题图)

(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为 8 N 的物体时,橡皮筋 A 的伸长量为________cm,橡皮筋 B 的伸长量为________cm。

(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋____制成的测力计量程大,用橡皮筋____制成的测力计测量的精确程度高。(均填“A”或“B”)

5.小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码。她先用弹簧来做实验,并记录了相应的数据,如下表:

钩码总重/N

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

指针位置/cm

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

5.8

5.8

(1)分析数据,小华可以得出的结论是:在拉力不大于________N的情况下,弹簧的________跟钩码的拉力成正比;

(2)小华同学根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象,应该是下面________(填序号)图。

(第5题图)

(3)利用该原理制造的仪器是:________________。

 探究伸长量的影响因素(图象法)

6.某同学在研究轻质弹簧的伸长量随拉力变化的关系时,进行了如图所示的实验。已知每个钩码对弹簧的拉力为 0.5 N,刻度尺的分度值是1 mm。

(1)请将观察到的数据填入实验记录表中:

实验次数

1

2

3

4

5

钩码对弹簧的拉力F/N

 

 

 

 

 

弹簧的长度L/cm

 

 

 

 

 

弹簧的伸长量ΔL/cm

 

 

 

 

 

(2)根据实验数据,在坐标系内画出弹簧长度L随拉力F变化的关系图象。

(3)此实验的结论是_______________________________________________

____________________________。

(第6题图)

7.创新中学物理兴趣小组的同学发现不同的弹簧“松紧”程度不一样,于是他们想共同探究一下“在相同拉力作用下,弹簧的伸长量与哪些因素有关”。他们猜想:①可能与弹簧的长短有关;②可能与弹簧的粗细有关;③可能与弹簧的材料有关。

为了验证他们的猜想,他们找来了最大量程为4 N的弹簧测力计、刻度尺和外形相同但材料不同的螺旋弹簧各两根(能承受的最大拉力为3 N)、细线(用来连接弹簧用),依照物理学习中的科学方法进行探究。并将实验的数据记录后填入下面的表格中:

实验序号

弹簧的种类

弹簧测力计的读数F/N

弹簧的伸长量ΔL/cm

弹簧的材料

一根弹簧的自然长度L/cm

弹簧的根数及连接方式

1

钢制1

8.5

一根

1

7.2

2

钢制1

8.5

一根

2

14.4

3

钢制1

8.5

一根

3

21.6

4

钢制1

16.3

两根串联

2

28.8

5

钢制1

8.5

两根并联

2

7.2

6

钢制2

8.5

一根

1

1.5

7

钢制2

8.5

一根

2

3.0

8

钢制2

8.5

一根

3

4.5

请通过分析回答下列问题:

(1)为了验证猜想①,可选用序号为________的两组实验进行对比分析;

(2)为了验证猜想②,可选用序号为________的两组实验进行对比分析;

(3)仔细阅读实验表格,你还可以发现:弹簧的伸长量还与______________和________有关。


答案

专训

1(1)改变物体的形状 (2)作用点 (3)方向 (4)甲;丁

方法规律:题中探究利用了控制变量法。甲、乙两次实验中,控制了力的大小和方向相同,改变了力的作用点,可探究得出力的作用效果与力的作用点的关系。探究力的作用效果与力的大小的关系,应选择仅力的大小不同的两组实验进行对比。

2(2)能 (3)①便于观察细玻璃管内水面的变化 ②松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置;错误

3.解:(1)14.2;1 mm (2)如图所示;3.30(3.26~3.34均可)

(第3题图)

点拨:(1)用刻度尺测量长度时要估读到分度值的下一位,由正确的测量结果知所用刻度尺的分度值为1 mm。

4(1)16;8 (2)B;A 点拨:(2)由图乙可知,在相同拉力作用下,橡皮筋B的伸长量小,适合制作量程较大的测力计。在相同拉力作用下,橡皮筋A的伸长量大,橡皮筋A较灵敏,可以用来制作精确程度较高的测力计。

                                                                           

5(1)3.0;伸长量 (2)B (3)弹簧测力计

点拨:(1)从表中数据知:钩码的拉力每增加0.5 N,弹簧的伸长量也增加0.5 cm,所以弹簧的伸长量与钩码的拉力是正比例关系,前提是钩码的拉力不能大于3.0 N。

(2)从表中的数据知:当钩码的拉力是0 N时,弹簧的长度是2.5 cm,只有B图符合题意。

(3)利用该原理制造的仪器是:弹簧测力计。

6.解:(1)如表所示。

实验次数

1

2

3

4

5

钩码对弹簧的拉力F/ N

0

0.5

1

1.5

2

弹簧的长度L/ cm

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

弹簧的伸长量ΔL/ cm

0

0.50

1.00

1.50

2.00

(2)如图所示。

(第6题图)

(3)在一定限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比

方法规律:利用图象法解答。由表中数据可以发现,弹簧的伸长量与拉力的比值是定值。

7(1)2、4 (2)2、5 (3)弹簧受到的拉力大小;弹簧的材料

点拨:由实验序号为2和7(或1和6;或3和8)的数据可以发现,弹簧的伸长量与弹簧的材料有关,由第1、2和3次(或第6、7和8次)实验数据可以看出,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力大小有关。

 


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