㈠ 在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(1)首先,调节杠杆两端的______,使杠杆两端在不挂钩码时,保持_____
(1)杠杆使用前首先,调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,杠杆右端上翘,则重心应向右移动,故应向右调节左端或右端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)由图可知F1=2×0.5N=1N,La=2,Lb=1,Lc=2,Ld=3,根据杠杆的平衡条件可得;
①当Lb=1时,1N×2=F2×1,F2=2N,所以可以在b处挂4个钩码;
②Lc=2时,1N×2=F2×2,F2=1N,所以可以在c处挂2个钩码;
③当Ld=3时,1N×2=F2×3,F2=
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㈡ 怎样做杠杆实验
杠杆作用的实验
【设计】 杠杆是利用直杆或曲杆在外力作用下,围绕杆上固定点———支点转动的简单机械。本实验指导学生认识杠杆的以下几种作用:
(1)传递力的作用;
(2)改变用力方向的作用;
(3)省力(但费距离)或省距离(但费力)的作用。为了使学生体会到这些作用,最好选用重一点的物体,让学生亲自用杠杆去撬或抬,此外还可以利用杠杆尺、测力计进行一些定量的实验。
方法一
【器材】 装满学习用具的书包、长1米左右的木棍(把木棍等分为8~10份,画出等分线)、椅子。
【步骤】
(1)把木棍的中间架在小椅子背上,一端挂上重物———书包,用手握住另一端,慢慢往下压,能把书包撬起。引导学生找出杠杆的支点、力点和重点。
(2)在力点处用力向下压,力就通过杠杆传递到杠杆的另一端,把重物向上撬起。这说明杠杆有传递力的作用,还有改变用力方向的作用。
(3)使支点向重点靠近,支点每向前移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离重点越近(即支点距离力点越远),越省力,但手(力点)移动的距离也越长,即越费距离。
(4)使支点向力点靠近,支点每向后移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离力点越近(即支点距离重点越远),越费力,但手(力点)移动的距离也越短,即越省距离。
方法二
【器材】 杠杆尺两把(把杠杆尺均分为十二格,在每个刻度处打一个孔)、直尺、测力计、钩码、铁丝钩。
【步骤】
(1)把支架的钉子从两根杠杆尺的第6孔位(孔位从左往右数)处穿过,让该处作为支点,使两根杠杆尺保持水平。后面的杠杆尺不动,作为对照物,在前面的杠杆尺上悬挂重物和测力计。
(2)在杠杆尺第1孔位处,用铁丝钩悬挂一个50克重的钩码;把测力计钩挂在杠杆尺的第11孔位处,手握测力计,向下用力拉,可以把重物(钩码)向上撬起。找出杠杆尺上的重点、支点和力点。(挂钩码的第1孔位为重点,中间第6孔位为支点,挂测力计的第11孔位为力点。)
(3)通过测力计向下用力,可以把重物向上撬起,这说明杠杆有传递力和改变用力方向的作用。观察测力计的读数,约在50克左右,说明这时既不省力,也不费力。用直尺测量重点上升的距离和力点下降的距离,可知上升、下降的距离大致相等,说明这时既不省距离也不费距离(图1)。
(4)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第5、4、3、2孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向重点靠近(同时也就使支点离力点越远),测力计上的读数越小,即越省力;力点下降的距离比重点上升的距离越大,即越费距离(图2)。
(5)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第7、8、9、10孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向力点靠近(同时也就使支点离重点越远),测力计上的读数越大,即越费力;力点下降的距离比重点上升的距离越小,即越省距离
㈢ 老师说杠杆静止时略微倾斜也算平衡,意思大概是等臂杠杆两边物体不等重也能平衡,这样不是不符合F1L1=F2L2
我的理解是你没有完整地理解老师的意思。对于等臂杠杆,当然必须等重,注意中间的支点是一个点。而老师可能指的是生活中杠杆的例子,支点有可能不是一个点,为一个面,不同倾斜时,实际上处于不同支点,力与力臂的乘积还是相等的。所以,为了精确,天平的支点做成三角形的顶点,称刀口。
另外实际杠杆的支点处往往存在阻力,特别是适用轴承的。此时在稍倾斜时也可能造成不等重(当然相差不能太多)时,也可能平衡。
㈣ 杠杆中的力臂
教学目标】 1、通过操作、体验和对杠杆实例的观察,归纳出“杠杆是在力的作用下绕一固定点转动的硬棒”,能说出杠杆的“支点、动力、阻力”;2、通过对实验探究的分析、论证、评估,建立力臂概念。提高实验探究的分析、论证能力,增强实验评估意识;3、经历探究杠杆平衡条件的过程,采用比较法和综合分析法科学分析相关数据,得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”;4、会画杠杆中的动力臂和阻力臂,能用杠杆平衡条件解决简单的具体问题;5、在杠杆的模型建构中领悟物理模型建构的一般方法:选择样例——建立初步图示——图示改进——建立模型;在探究中领悟“科学的发现往往需要向前再迈一步”。【教学重、难点】1、认识杠杆,探究并得出杠杆平衡条件。2、在探究中建立“力臂”概念,在实际应用中准确画出杠杆“动力臂、阻力臂”。【设计思路】面向学生的生活世界和社会实践,吸收教材中活动设计的优点,重组教材结构,按照学生的认知规律设计探究活动。在活动、体验中认识杠杆,在杠杆的应用中寻求探究的需要,在探究、评估中建立力臂概念并获得杠杆的平衡条件。整体设计由四组系列活动组成。系列活动一:认识杠杆。设置“拔图钉”、“寻找身体中的杠杆”两个层次的操作、体验活动,形成对杠杆模型的正确认知。系列活动二:探究杠杆的平衡条件。以“用弹簧测力计称象”创设探究背景,提出探究问题;通过模拟背景事件进行探究,形成杠杆平衡条件的初步结论;再通过实验论证、评估,明确力臂,得出杠杆的平衡条件。系列活动三:知识应用。通过“画力臂”完善对杠杆模型的认知,通过解决具体问题,了解杠杆平衡条件的应用。系列活动四:课后探究。由“自学与归纳”、“观察与探究”组成,旨在加强对杠杆原理的理解,进一步了解杠杆在生活中的应用。【教学流程图】【教学资源】实验器材:钉有图钉的木板、垫木、螺丝刀、羊角锤、扳手;杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台、直尺、细线;视频资源:“羊角锤拔铁钉、开瓶器开瓶盖、扳手拧螺丝”录像,自制PPT课件。【教学过程】一、认识杠杆活动1:拔图钉(教师)木板上钉了一枚图钉,请把它拔出来(图1)。(学生)使用不同的方法拔出图钉。(教师)懂得使用工具是一种智慧的表现。生活中还很多任务是采用工具来完成的。(学生)观察羊角锤拔铁钉、开瓶器开瓶盖、扳手拧螺丝(视频);观察撬石头、跷跷板、抽水机手柄(动画)。(教师)以上工具在工作时有何共同的特点?(教师)待学生回答出转动后,用flash演示并说明(图2):在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆(lever)。支点:杠杆绕着转动的点,即图中的O点;动力:使杠杆转动的力,即图中的F1;阻力:阻碍杠杆转动的力,即图中的F2;活动2:寻找身体中的杠杆(学生)寻找并用动作表达出来。(教师)举例“昂首向天、提起足跟、手提重物” ;(教师)点评:尽管人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由骨骼在肌肉的作用下绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。现代科技工作者从人体手臂得到启发制造了航天飞机的机械臂用以抓捕卫星。设计意图:本环节采用二层次的活动设计,通过用杠杆来认识杠杆,通过看杠杆来了解杠杆;通过寻找身体中的杠杆来体会杠杆,使学生在活动、体验中构建杠杆模型。二、探究杠杆的平衡条件[出示探究背景] (教师)2001年6月22日,杭州的一位物理老师用一只弹簧测力计并借助杠杆“称”出了一头质量约为3t的大像的质量(图3)。他的具体做法是用一根10m长的槽钢制作了一根杠杆,在离支点较近的位置挂上铁笼和大象,在离支点较远的位置用一把弹簧测力计测出杠杆处于水平平衡状态时的示数。[提出探究问题] 称象时,弹簧测力计的示数F1的大小与F2、l1、l2有何关系?[实验设计](教师)你能利用桌上的器材设计出合适的实验装置进行探究吗?(师生共同讨论)模仿称象过程,选择器材,设计实验。具体装置如图4:1、用木制杠杆代替槽钢,为消除杠杆自重的影响,杠杆应在中点悬挂,并调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡;2、用钩码代替大象;3、l1、l2可以直接从杠杆上读出。4、实验中将弹簧测力计的拉力记作F1,钩码的拉力记作F2,OA记作l1、OB记作l2。(师生)探讨步骤设计并确定实验记录表格。设计思想:控制变量法;步骤一:调节平衡螺母,使杠杆处于水平平衡状态。步骤二:取F2=1N,l2=10 cm,l1=5cm,测出杠杆处于水平平衡状态时F1的大小;步骤三:l1、l2不变,增大F2,测出F1;步骤四:F2、l1不变,增大l2,测出F1;步骤五、F2、l2不变,增大l1,测出F1。(教师)引导学生明晰实验注意点:注意点一:弹簧测力计要调零;注意点二:弹簧测力计竖直向下拉动,待杠杆处于水平平衡状态时读数。[进行实验]学生进行实验操作,并将数据记录在表格中(参考数据):测量序号F2/Nl2/cml1/cmF1/N①11052②1.51053③1.51253.6④1.512151[实验分析](教师)引导学生讨论并做出分析结论:1、比较①、②,说明:l1、l2不变,增大F2,则F1 增大;比较②、③,说明:F2、l1不变,增大l2,则F1增大;比较③、④,说明:F2、l2不变,增大l1,则F1减小;2、综合分析①、②、③、④,可得杠杆平衡时: F1 l1= F2l2。3、引申分析:若l1>l2 则F1<F2 ,可以省力……(教师)引导学生思考:在上述表达式中,F1是通过弹簧测力计测得的,F2是钩码的重力造成的拉力;那么l1、 l2究竟是什么呢?是指OA、OB的长度吗?[实验论证](教师)请学生采用图5的操作方式(弹簧测力计竖直上拉),用实验验证上述结论的正确性。实验中取F2=1.5N, OB=10cm,OA=15cm,先计算出杠杆处于水平平衡时弹簧测力计示数,再进行实验验证。
(教师)请学生逐步倾斜弹簧测力计(如图6)。(学生)发现弹簧测力计的示数发生变化。(教师)弹簧测力计倾斜后F2、OB没有变化,是什么引起了F1的变化?[实验反思](教师)组织学生探究:让F1为1.5N时杠杆处于水平平衡,假如F1 l1= F2l2成立,则l1为10cm。组织学生用直尺测量寻找l1。(学生)通过测量发现l1为支点O到F1的作用线的垂直距离(见图7)。(教师)PPT演示,在杠杆中,我们把支点到力的作用线的垂直距离称做“力臂”。(教师)为什么我们一开始模仿称像所做的实验,结论是成立的呢?(学生)由于杠杆处于水平平衡,拉力竖直向下,所以那时的OA、OB本就是力臂。(教师)点明杠杆的平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂=阻力×阻力臂。可以用字母表示成:F1 l1= F2l2。[探究感悟]阿基米德在总结出了“杠杆的平衡条件”后,说:“只要给我一个支点,我就可以撬动地球”。对此,你有何感想?(教师)尽管我们有着古老的文明,早在春秋战国时期,我们就有了使用杆秤的记录,我们的祖先早就把杠杆应用于实际生活,也总结出了一些经验,但却与 “杠杆原理”擦肩而过。在今天的探究中,我们能够得到的另一启发就是“科学的发现往往需要我们向前再迈一步”。设计意图:本环节是本课的中心,在本课重点的突破上采用了三步走,先是利用背景创设引起学生探究欲望,通过模拟背景进行探究,得出杠杆平衡条件的初步结论;接着通过对探究结论的验证、评估与反思明确再探方向;最后利用再探究,由学生在寻找中建立杠杆力臂的概念,在化解力臂认知难点的同时得出杠杆的平衡条件。三、试一试问题一、标出图甲杠杆中的力F1、F2的力臂;问题二、图乙中,F1的作用点在A,请画出撬图钉时所需要的最小的力。学生作答,教师点评。解答如下:问题一:画力臂的方法,先找支点和力的作用线,从支点向力的作用线做垂线,用l1表示动力臂,用l2表示阻力臂(见图10甲)。问题二:由F1 l1= F2l2知, l1最大时,F1最小;连接OA即为最大的l1,从A点做OA的垂线向下即为F1的方向(见图10乙)。设计意图:问题一旨在加强对力臂的理解,问题二旨在加强对杠杆的平衡条件理解的同时,加深对力臂的理解。四、小结与作业(教师)本节课我们主要探讨了什么是杠杆,探究得出了杠杆的平衡条件,在探究中,我们通过测量找到了力臂。但这只是对杠杆有了初步认识,课后请同学们思考以下问题:自学与归纳 阅读书本第6页内容,解决称像问题中的计算,并归纳利用杠杆原理解决问题的一般方法。观察与探究 生活中的杠杆类工具有很多,它们的作用也不尽相同,请观察、收集部分生活中的杠杆类工具(如剪刀),利用杠杆原理分析它们的作用,并尝试分类。设计意图:延伸课堂探究思维,从物理走向生活,培养将物理知识应用于实际的意识。
㈤ 中考物理重要的实验都有哪些.能总结起来说一下吗.我想统一复习下.谢谢了
主要看力学实验和电学实验。这是最容易出考题。下列示图查看参考资料的相关链接
初中物理实验题目主要涉及到一下几个方面:(1)测量型实验;(2)教材中重要的演示性实验;(3)探究性实验;(4)设计方案类实验;(5)评估类实验。对于不同实验要掌握其不同的要点。
一、测量型实验
测量性试验主要考查学生对实验器材的正确操作,是考查其他实验的基础,学生熟悉各种器材和仪表的正确操作是是解决这一类实验题的基础。
例题1:人的前臂可以看成是以肘关节为支点的杠杆,当手托物件曲肘时,胳膊上的弘二头肌会对前臂施加一个动力,物件对前臂施加一个阻力,如图所示。已知动力臂的长为4mm.请你用毫米刻度尺测出阻力臂的长为_______mm,若物件重为l0N,则弘二头肌对前臂的拉力为________N。
例题2:商店里用的案杆,是一个不等臂杠杆。每台案秤都有一套砝码,秤杆上还有个游码。请用毫米刻度尺粗侧一下图中秤盘支点到秤杆支点的距离是________mm,砝码盘支点到秤杆支点的距离是________mm。如果砝码的质量是lkg,游码在零刻度处,秤杆恰好平衡,计算一下秤盘中货物的质量是_________kg。
例题3:如图所示,是脚踩式垃圾桶的原理示意图,当打开桶盖时,竖杆CE对C点的压力是10N。请你用刻度尺测出F1的力臂L1=__________cm,F2的力臂L2=_________cm,则打开桶盖时脚踩踏板的力是_________N。
题4:下图是某同学用天平和量筒测量一个小贝壳密度的实验情景。
(1)请将上图中测量到的数据填在表格中,并填写表格中的缺项。
(2)上图中存在的操作错误是:___________________________________________。
二、演示性实验
例题1:在探究凸透镜成像的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像,要使烛焰在光屏上呈现一个清晰的放大的像,调节的方法是()
A.透镜不动,蜡烛向透镜移动,光屏向透镜移动 B.透镜不动,蜡烛向透镜移动,光屏远离透镜移动 C.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动 D.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏向透镜移动
例题2:在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时,光屏上能成一清晰的像.则
A.所成的像是正立缩小的实像 B.所成的像是倒立缩小的实像 C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的像变小 D.把蜡烛向右移动少许,调整光屏的位置,得到的像变小
题3:如图所示,P是蹄形磁铁,abcd是多匝线圈,两端与电流表相连组成闭合电路,则下列操作中能够产生感应电流的是()
A.把线圈放在两磁极间不动 B.线圈贴近磁极外侧上下运动 C.磁铁不动,线圈左右摆动 D.线圈不动,磁铁左右运动
例题4:小红在实验室组装了如图所示的实验装置来探究“什么情况下磁可以生电”。图中ab是一根直铜线。闭合开关,把ab迅速向左移动时,并未发现电流表指针有明显偏转。对此小红做出了如下判断。你认为正确的是
A、感应电流太小,无法使电流表指针偏转 B、铜导线太细,应换用较粗的铜棒 C、应把ab改为向右运动 D、应把ab改为上下运动
例题5:如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球,发现小球被多次弹开.这样做是为了()
A.使音叉的振动尽快停下来 B.把音叉的微小振动放大,便于观察 C.把声音的振动时间延迟 D.使声波被多次反射形成回声
例题6:在研究“导体电阻的大小与哪些因素有关”的实验时,将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入电路中,如图所示,则这是用来研究
A.导体电阻与横截面积的关系 B.导体电阻与材料的关系 C.导体电阻与长度的关系 D.导体电阻与温度的关系
例题7:如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同.下列四项操作中,会使杠杆左端下倾的是
①在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;②在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;③将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;④将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格.
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
三、探究性实验
1、科学探究的要素的考查
科学探究分为七个要素即:
A、发现并提出问题;B、猜想与假设;C、制定计划与设计实验;D、进行实验与收集证据;E、分析与论证;F、评估;G、交流与合作。
在物理的中考中一般情况下不会出现让我们填空如,“这是利用了科学探究的哪个要素?”这样的机械记忆的题目,但是,会在中考题目中将各要素为中考的知识背景来就某一个要素进行考查,是真正意义上的能力的考查。
2、科学探究在中考命题中主要从如下几个方面来命题:
A、考查对“探究过程”的理解;
B、考查“提出问题”的能力;
C、考查“猜想与假设”的合理性;
D、考查“制定计划”的合理性;
E、考查“制定计划与设计方案”的能力
F、考查“分析与论证”的准确性;
G、考查“反思与评价”的能力;
H、考查“综合运用探究方案要素与创新”的能力
I、考查理解与应用“研究方法”的能力。
3、对探究中获得的信息进行分析是一个难点,解决这个难点常用的方法是
A、判断法:根据自身的知识与能力,通过观察数据,判断出数据所具有的规律。定性分析常采用这种方法。
B、图像法:把实验得到的数据在X~Y坐标上作出来,通过描点得出图像,分析图像符合哪种函数关系。
C、检验法:在中考中的数据处理,通常是这些关系:y=kx y=kx+b y=ax+b y=ax2,只要把题目中的数据逐个代进去检验,看它符合哪种规律或者函数关系。
4、 在解决这类问题是要注意一下几句话,改变什么,怎么改变,指的是要研究的问题;控制什么,怎么控制,指的是本次不研究的问题 ;显示什么,怎么显示,指的是怎么把研究的问题显示出来,一般分直接显示和间接显示。从以下几个方面来说明这方面的问题。
(1)实验步骤与表格类:
例题1:在探究滑动摩擦力与什么因素有关的实验中,
(1)木块在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上运动时必须保持_____________运动,根据_________的原理,得到摩擦力的大小。
(2)分析以下实验数据,得出的结论是:_______________________________
(3)有些同学猜想滑动摩擦力可能还跟接触面的大小有关,请针对这一猜想完成以下探究内容。
A.简述主要实验步骤(可以配以图来说明):
B.设计记录数据或现象的表格(只列出表格中栏目名称):
C.根据可能出现的实验现象分析得出相应的结论:
例题2:为了探究串联电路中电压的规律,请你(1)写出实验需要用到的器材;(2)在下面虚线框中画出实验电路图;(3)设计一个记录实验数据的表格.
(2)归纳实验结论(注意“回归”)
例题3:为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的加热器加热水和煤油,实验数据记录如下表:根据实验记录数据,请你分析物体温度升高时吸热多少与哪些因素有关。
比较烧杯1和3,结论是:_________________________________________;
比较烧杯1和2,结论是:_________________________________________;
比较烧杯3和4,结论是:_________________________________________。
拓展:如何求煤油的比热容_____________________:
(3)关注实验过程的研究与器材的选用
例题4:在做“研究平面镜成像特点”的实验时,
(1)李明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是_____________,这是为了_____________________________。
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛__________(填“A”或“B”)这一侧观察。小明无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,请你推测可能的原因是_________________。
(3)张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳棋的像:_________________________________________________。
(4)如果想使蜡烛的像清晰些,你是选择透光程度强一些的玻璃板,还是透光程度弱些的呢?
四、设计方案类
近年来,对实验的考查,经常以设计性实验面目出现.设计性实验,就是由学生根据实验目的,在理解实验原理的基础上,灵活运用知识和技能,进行的创造性思维和实验活动.通常是将平时在教学中通过演示实验和分组实验所掌握的实验方法、实验原理以及所熟悉的实验仪器,设计出新的实验和测量方法,观察、分析实验现象、处理实验数据等.这是一个综合考查学生实验能力,分析、解决问题的能力,应用数学工具的能力,甚至创新意识与实践能力的舞台.掌握好课本规定的实验是实验设计的基础。这就要求我们复习中遇到的各种问题,都不能满足于“知其然”,而必须进一步“知其所以然”。具体要做到的是:1.明确实验目的。明确实验目的是实验能力最起码的要求.2.掌握实验原理。实验原理是关键,不懂原理,只会操作,哪怕操作再熟练也将导致考试失败。3.基本仪器的使用是实验的基础,是实验的工具。因此,必须掌握基本仪器的功能、特点、使用方法、量程,对某些仪器还要掌握其结构和原理。 4.能够根据一定的实验目的设计实验,包括实验原理、仪器的种类和量程的选择、组装;实验步骤、数据的测量和记录等。5.能正确处理实验数据,发现规律,得出实验结论。6.会分析实验误差,提出减少误差的方法,对某些实验还要能够分析误差的范围。 1)建立“等效替代”思想
例题1:实验室要测量一个阻值约为数百欧的电阻。能提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0~9999Ω 5A)各一个、开关、电线若干。
请写出你设计的实验方案。
(1)实验思路:(2)电路图: (3)实验器材: (4)实验步骤: (5)写出待测电阻Rx的表达式。
2) 建立“控制变量”的思想
例题2:铅笔芯的主要成分是石墨。软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,例如作画用6B软铅笔、写字用软硬适中的HB铅笔、制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有何关系呢?请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。
⑴实验器材的名称及数量:
⑵主要实验步骤及所要测量的物理量(用字母表示):
(3) 分析测得的物理量,判断铅笔芯的电阻大小与软硬度的关系:
例题3:不同的材料有不同的属性,例如铅锑合金、铁、铜的熔点不同,电阻率也不同,铅锑合金的电阻率比铁、铜的都大。(某种材料制成的长度为1m、横截面积为1mm2的导体的电阻,叫做这种材料的电阻率)
为了探究制作保险丝的材料,小明做了如下的实验,将长短、粗细都相同的铅锑合金丝、铁丝、铜丝放在同一火焰上烧,发现铅锑合金丝很快熔断,而铁丝、铜丝却不熔断。他结合保险丝的作用和物质的熔点,得出如下结论:保险丝应该用熔点低的材料制成。
你认为制作保险丝的材料还应该具备什么特点?___________________;请你设计一个实验进行验证。
例题4:如图所示,同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个,现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想,写出实验的步骤、现象和结论。
实验步骤:____________________________________。
根据现象:____________________________________。
得到结论:____________________________________。
五 、评估类
1、实验仪器、实验器材的评价与反思
例题1:小明想用如下的方法测量大气压强:将一个面积为1×10-3m2的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是5N的弹簧测力计测量大气压力(如图所示),然后计算大气压强。若大气压强为1.01×105Pa,则吸盘受到的大气压力是______N。小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是_________。
例题2:要测量一个额定电压是3.8V的小灯泡的额定功率,估计小灯泡工作时的电阻约为10Ω.现有电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 0.1A”的滑动变阻器,导线若干,电源(8V)一个.
(1)小星设计了如图甲所示的电路图,通过分析你认为小星应选用规格为________的滑动变阻器.
(2)请你根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的器材连成实验电路(要求减小误差,导线不要交叉).
(3)小星正确选择了滑动变阻器,按图连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零).具体原因是________。
(4)小星排除故障后,继续实验.当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为________A,该灯泡的额定功率是________W.
2、实验数据的评价与反思
例题3:物理实验要遵循实事求是的原则,小文同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如图所示的实验,并记录了如下表的数据。通过分析,她觉得与书中的结论偏差较大,回答下列问题:(1)该实验出现这样结果的原因是什么?(2)请你对它的实验方法提出合理的改进意见。
例题4:交流与评估是科学探究的一个重要环节。光明中学八?二班的同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
(1)实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?
(2)1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,可能的原因是什么?
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议。
3.实验方案的评价与反思
例题1:为了测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示。实验中不计弹簧测力计的重力。
甲方案:在水平实验桌面上将木板用线拉住,通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动。
乙方案:将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动。
⑴从实验操作方面考虑,应选择________方案。简述你选择的理由?
⑵从实验误差方面考虑,应选择_________方案。简述你选择的理由?
例题2:为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系,小明同学选择的实验器材是:3节干电池串联作电源、两个标为2.5V字样的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干。他的实验设想是:首先将实验器材连成如图所示的电路,然后用电流表选择恰当的量程分别测出A、B、C三点的电流,分析这一次测量中三点电流的数据,就得出干路与支路的电流的关系。
请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些不足,并提出相应的改进意见。
例题3:大家都有过玩弹弓的经历,它能把“纸弹”弹出去。弹弓弹射的距离究竟与哪些因素有关?
(1)你的猜想是_______________________________(本题(3)中猜想除外)(1分)
(2)写出能验证你的猜想的实验方案_________________________________________
____________________________________________________________________________
_______________________________________________________。
(3)评估交流
若琦同学猜想“弹弓弹射的距离与纸弹的质量大小有关”并进行了如下实验:
①用弹弓斜向上弹出质量较小纸弹,测出弹射距离S1;
②用弹弓斜向上弹出质量较大纸弹,测出弹射距离S2;
③用弹弓斜向上弹出质量最大纸弹,测出弹射距离S3;
④比较S1、S2、S3的大小就能得出弹弓弹射的距离是否与纸弹质量大小有关。
请你对该同学的实验方案进行评估:________________________________________
________________________________________________。
4.实验过程的评价与反思:
例题1:甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时,分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时,甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有哪些?
甲组产生错误的原因:______________________
总之:1.在中考中,物理实验题的考查形式灵活多样,避免了大题、套题以及陈题。注重了对操作过程、实验设计等方面的考核,使那些“演示实验不看,学生实验不做,一味地靠“听、背、记”的学习方法很难奏效。
2.在中考中,注重了对教材中常见的实验题进行改造后再使用,如修改仪器的规格或使用环境等。
3.注意考查实验条件的控制方法以及在实验条件变化时对实验结果的预测和分析。
4.运用设计性、探索性实验考察学生灵活运用知识和创新的能力。
5.注重对实验失败原因剖析的考查。
㈥ 简单的科学实验
科学实验活动——声音实验
实验1 拨动梳子齿产生声音
稀疏的齿产生的声音低,细密的齿产生的声音高,利用纸卷的“喇叭”或一些硬东西可以放大梳子产生的声音。
实验2 利用水杯比较振动与发出声音的不同
为了增强可比性,可以只用一个杯子或瓶子做——指导学生在往杯中加水的过程中,用小木棒敲击杯子的杯口,比较声音的不同。(实验结果——随着杯中水的增多,声音越来越低。提示:为了防止加水的过程中产生气泡,最好用凉开水。)
实验3 利用身边的材料观察共振现象
利用两个水杯,先往一个水杯中加入三分之一的水,用铅笔敲打两个杯子的杯口,观察两个杯子发出的声音是否相同。然后往第二个水杯中慢慢加水(同时敲打两个杯子的杯口),直到两个杯子发出的声音一样为止(此时两个杯子达到共振状态)。然后,用胶条把一根金属丝粘在第二个杯子的杯口,敲打第一个杯子的杯口,就会发现金属丝轻轻振动。随着不停地敲打并使粘有金属丝的杯子慢慢靠近第一个杯子,就会发现金属丝的振动幅度越来越大,直到最后掉下来。(相关故事:在很久很久以前,有一支沙皇军队外出操练,随着当官的发出的口令,士兵们以整齐的步伐前进着。当部队行走在一座木桥上时,木桥忽然上下振动起来,最后随着哗啦一声巨响木桥塌了。经过检查发现,木桥的坍塌原因竟是士兵行进的节奏引起了桥的共振。从此以后,军队过桥时再也不敢以整齐的步伐前进了。)
实验4 用身边的材料制作“声音记录仪”
活动材料:没有盖子的罐头盒(或圆纸盒),圆纸片,胶水,钉子,粗铁丝,带尖儿的薄铁片,条形玻璃,蜡烛。
活动步骤:
⑴用合适的工具把罐头盒的底剪掉,于是罐头盒就变成了一个短粗的小圆筒。
⑵剪一个圆纸片,用胶水贴在罐头盒的一端,代替剪下来的盒底。
⑶待胶水干后,用水把纸喷湿。
⑷在圆筒侧面高度相同的位置,用钉子打出两个小孔。
⑸用老虎钳把铁丝窝成图中所示的形状,插到两个孔中。
⑹待用水润湿的纸底变干并像鼓皮一样绷紧时,在纸的中央滴一滴胶水,并把薄铁片粘到胶水上(铁片的一端是尖的,像针一样),放置一旁,直到干燥为止。
⑺点燃蜡烛,把玻璃放在火焰上烘烤,直到玻璃被熏黑。
⑻把玻璃条翻过来,使熏黑的一面朝上放在桌子上。
⑼把圆筒拿到跟前,使铁片上的针尖刚好够到熏黑的玻璃片。
⑽拉动玻璃片,观看针尖在熏黑的玻璃片上留下的运动轨迹。(对应周围物体发出的不同声音,针尖会留下不同的轨迹。为了避免记录情况发生混乱,每做一次实验需换一块熏黑的玻璃板,而且每次发出的声音也应控制为一种。)
㈦ 急!简单科学实验操作步骤。要适合初二的人操作
实验是物理学科的最大特点,是培养学生多种能力的重要途径。近几年来,中考实验题在形式和内容上都有了很大的变化,突出表现在,题目不是简单地考查实验仪器的操作,也不是课本实验的重复,而是以课本演示实验、学生实验为背景,通过改变实验条件,或实验中出现了意料之外的问题,以及运用学过的研究方法,自己设计一个新的实验方案等来设置障碍,要求学生分析并找到解决问题的途径。不仅考查学生的实验能力,而且考查研究物理的方法和知识迁移的能力。
一、例题导航
例1 几个同学爬杆比赛时,要比较谁的功率大,分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量?
分析:要设计一个实验来测量人爬杆时的功率,首先就要建立一个科学模型,高度抽象、概括地描述人爬杆时的物理状态。有了正确的模型,爬杆人的体重、爬杆的高度和时间是三个必须考虑的因素。常规的方法是用体重计测体重,用秒表测时间,用长杆和卷尺测高度。而用控制变量的思想(保持同样的高度或用同样的时间),就可以在时间和高度这两个量中少测一个。因此,这样的设计性实验试题,虽然并不复杂,但却考查了学生建立科学模型和正确应用控制变量的方法解决问题的能力。
答案:
(1)用体重计测体重,用秒表测时间,用长杆和卷尺测高度。
(2)用体重计测体重,用秒表测时间。(要求比赛的同学都爬过同样高度)
(3)用体重计测体重,用长杆和卷尺测高度。(要求比赛的同学在几条杆上同时开始,同时停止)
评析:本题不是简单地考查实验仪器的操作,也不是课本实验的重复,而是从学生的生活实际出发,考查学生在真实情境中应用知识,规划、没计、实施实验,以解决问题的能力。
例2 (2005贵阳课改卷)甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时,分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时,甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些?
甲组产生错误的原因:______________________________________________。
甲 组
乙 组
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
动力
动力臂
阻力
阻力臂
结论
动力+ 动力臂=阻力+阻力臂
动力 ×动力臂=阻力×阻力臂
分析:在探究性教学中,杠杆原理一般并不是直接告诉学生,而是通过实验,让学生自己去发现。结果,很多学生就发现杠杆的平衡条件是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”,而且不止一组实验数据支持这种想法,于是学生认为他们的想法得到了证实。到了这里,教学涉及到的就不仅仅是杠杆原理的问题了,而是科学探究中归纳方法的局限性问题。
答案:甲组的错误:
(1)不同单位的物理量不能直接相加。
(2)这四个物理量中的三个,它们的数据都应任意设定,不能有任何人为设置的规律。
(3)没有进行多次测量并从中找到普遍规律。
二、小试牛刀
1.(2005广西柳州)由于白炽灯除了发光还产生热量,所以逐渐被称之为“冷光源”的各种节能灯代替。白炽灯的功率越大,亮度越大,产生的热量是否也越多呢?为此,小明设计了一个实验方案:使25W白炽灯正常发光,把温度计放在灯泡附近任一位置,观察温度计示数的变化;换上100W白炽灯重复上述步骤。若100W白炽灯使温度计的温度升得高,则产生的热量多。同学们对小明的方案进行了讨论,认为:
(1)在灯泡附近的范围内,灯泡产生的热量越多,空气温度________,利用温度计测温度变化的方案是可行的;
(2)方案还应注意两个问题:一是________________,二是________________。
答案:(1)升高越大(2)测温点要固定、测温时间要相同
2.(2005泰州)由阿基米德原理(F浮=G排液)结合相关知识,可以推得F浮=ρ液V排液g,从而看出物体受到的浮力大小与物体________和液体的________有关。
有些爱思考的同学进一步提出,除上述两个因素外,浮力的大小是否还与别的什么因素有关?其中,一个比较具体的问题是:物体所受浮力大小是否与物体的形状有关?针对这个问题,若提供下列器材由你选择,你将选择哪些器材、怎样进行探究?
供选择的器材有:弹簧测力计,三个形状不同的小石块,橡皮泥,烧杯、细线和水.
(1)你选择的器材是:________________。
(2)你的探究方案(即实验步骤)是:________________。
(3)你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论:__________________。
答案:排开液体的体积、密度
(1)弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水(多选或少选均不正确)
(2)实验步骤:
或a.①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上,测出橡皮泥重G;
②将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F1;
③改变橡皮泥形状,将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F2;
④再改变橡皮泥形状,将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F3。
或b.①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上,将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F1;
②改变橡皮泥形状,把橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F2;
③再改变橡皮泥形状,把橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F3。
(3)(答案要与实验步骤对应)
或a.求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等,说明浮力大小与形状无关;若各次所受浮力不等,说明浮力大小与形状有关。
或b.比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数。若测力计的示数相等,说明浮力大小与形状无关;若测力计的示数不等,则说明浮力大小与形状有关。
3.(2005泰州)通过学习,同学们知道了液体压强的特点。在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图1(a)所示的情景。出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压______大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是:( )
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(2)小明再作图(b)所示的检查。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是:__________________________。
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图(c)和(d)所示。他发现图(d)中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图(d)杯子中盛的是盐水。①你认为,小明的结论是_________________(填“可靠的”或“不可靠的”);②简要说明理由:_________________。
答案:(1)大于B
(2)压强计的气密性不好;或压强计金属盒(或“软管”)漏气;或U形管与软管连接不好。
(3)不可靠的金属盒(或“橡皮膜”)在两种液体中的深度不同;或没有控制金属盒(或“橡皮膜”)在两种液体(或“在液体”)中的深度(或“深度相同”)。
4.(2005苏州)小明同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温室随时间的变化情况,他将实验数据记录在自己设计的表格中。
小明通过描点画出如图2所示的水温随时间变化的曲线。
(1)根据表中的数据可推知,小明做上述实验时的环境温度(即室温)应在_______℃左右。
(2)根据图示水温随时间变化的曲线。可知沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是:______________。
答案:(1)22
(2)温度较高时,温度随时间下降较快,当温度接近室温时,温度下降越来越慢。
5.(2005苏州)刻度尺,温度计,量筒,弹簧测力计,电流表和电压表是物理实验中的常用仪器。通过比较可以发现,这些仪器具有—些共同的特点。例如它们都有一定的量程。
上述仪器还有的共同特点是(只要求写出2个):
(1)__________________________________________________;
(2)__________________________________________________。
答案:(1)一定的分度值
(2)刻度是均匀的
6.(2005南京)有一天,小明在家观察洗衣机排水后,对容器排尽水的时间与排水孔的大小之间的关系产生了浓厚的兴趣。为此他找来四个同样大小的圆柱形塑料容器,在它们的底部相同位置各开一个排水圆孔,排水孔的直径d分别是1.5cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm。在容器里放入30cm深的水,打开排水孔让水流出,用秒表测量水完全流出所需的时间t分别为73.0s、41.2s、18.4s和6.8s。
(1)请设计一个表格,并将小明测得的数据填写在表格中。
(2)请在图3中画出排尽水的时间t与排水孔直径d的关系图线。
(3)分析实验数据,初步可以看出t与d之间韵关系为:d越大,t_____,但是还不能确定它们之间明确的数量关系。
(4)请你猜想t与d之间可能存在的数量关系,并根据以上数据写出证实你猜想的思路。
猜想:________________________________________。
思路:_________________________________________。
答案:(1)
排水孔直径d/cm
1.5
2.0
3.0
5.0
排尽水的时间t/s
73.0
41.2
1 8.4
6.8
(2)图线如下
(3)越小
(4)t与d2成反比,可以作出t与图线,并观察图线是否为一条直线
(说明:本小题只要答案合理均正确)
7.(2005南通)为探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小明设计了如图4甲所示的实验。
⑴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?
⑵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?
⑶在研究此问题时,小红设计的实验如图4乙所示,弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方形木块,木块下面是一长木板,实验时拖支长木板,然后读出弹簧力计的示数,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?
答案:⑴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。
⑵不正确。实验过程中没有保持相同的压力。
⑶木块不必做匀速直线运动(或弹簧测力计保持静止,便于读数)
㈧ 杠杆两边长度不等
因为两边挂有数目不等的钩码恰好平衡,所以G1L1=G2L2又若左边钩码(G1)离O近,右边(G2)离O远,所以L1小于L2,G2<G1
因为两边都减G0的重物,所以可得把(G1-G0)L1与L2(G2-G0)比较,因为减去G0所以(G1-G0)>(G2-G0)
因为(G1-G0)>(G2-G0)所以左边下沉
㈨ 杠杆的平衡实验现象和实验结果是什么
(1)不能只抄凭一组实验数据得袭出结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论;这样才能有效地避免实验结果偶然性出现。
(2)单位不同的两个物理量不能直接相加
1、(1)、平衡螺母水平
(2)、水平
(3)、动力×动力臂=阻力×阻力臂,
2、杠杆原理
3、实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是为了消除杠杆本身自重对实验的影响。
实验中不能再旋动两端的螺母
实验中是杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。
在进行多次实验的目的是避免实验结论的偶然性和特殊性。。