资源描述
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实验一：使用弹簧测力计测量力
【实验目的】学习正确使用弹簧测力计的方法。
【实验器材】弹簧测力计、木块、长木板、头发丝
【实验步骤】
1、观弹簧测力计的量程（最大刻度），认清每一小格表示多少牛。检查弹簧测力计不受力时，指针时否指在零刻度处。
2、用手拉弹簧测力计的挂钩，使指针指到1N、5N、10N等处，感受一下1N、5N、10N的力有多大。
3、在弹簧测力计的挂钩上挂一个质量已知（约1kg）的物体，读出拉力的大小填入记录表中。察
4、在水平放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速前进，读出拉力的大小填入记录表中。
5、在倾斜放置的长木块上，用弹簧测力计拉着木块沿木板匀速上升，读出拉力的大小填入记录表中。
6、把一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上，用手拉头发，逐渐加大拉力，读出头发被拉断时拉力的大小，填入记录表中。
【实验记录】
弹簧测力计的使用情况
挂质量约1kg的物体
拉木块水平匀速前进
拉木块沿倾斜木板匀速上升
挂钩上拴一根头发，当头发被拉断时
拉力F/N
【评估与交流】
能否用弹力橡皮筋制作测力计？为什么？
实验二、重力的大小跟什么因素有关
【提出问题】重力的大小与什么因素有关？
所需器材：弹簧测力计、钩码若干、坐标纸
【猜想或假设】重力的大小与物体的质量有关。
【设计实验与进行实验】
1、 照图23-1那样，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，记录在下面的表格中。
质量m/kg
重力G/N
2、 在图23-2中，以质量为横坐标、重力为纵坐标描点。连接这些点，你发现它们落在一条什么样的曲线或直线上？你认为重力与质量之间有什么关系？
【分析和论证】
1、通过实验得出结论：物体所受的重力跟它的质量成正比。
2、重力与质量的比值大约是9.8N/kg。如果用g表示这个比值，重力与质量的关系可以写成G=mg
实验三、摩擦力的大小跟什么因素有关
【提出问题】1、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？2、如何增大有益摩擦，减小有害摩擦？
【猜想或假设】1、滑动摩擦力的大小可能与压力大小和接触面粗糙程度有关。
2、滑动摩擦力的大小可能与接触面的大小有关。
【设计实验】
1、取一方木块及长方形的长木板、毛巾、玻璃板，用弹簧称拉着方木块在三种表面上做匀速直线运动，测出拉力的大小即为摩擦力的大小，并比较摩擦力的大小。
2、把木块放在木板上，加上砝码，再拉着木块在木板上做匀速直线运动，测出拉力的大小即为摩擦力的大小，并与第一次实验比较。
3、把木块侧放在木板上，再拉着木块在木板上做匀速直线运动，测出拉力的大小即为摩擦力的大小，并与第一次实验比较。
所需器材：弹簧测力计、长方体方木块、长木板、毛巾、玻璃板、砝码、细线
【进行实验】1、分别测出木块在长木板、毛巾、玻璃板上做匀速直线运动时的摩擦力大小，将结果记入表格。
2、在木块上另上砝码后，再测出木块在木板上做匀速直线运动时的摩擦力大小，将结果记入表格。
3、把木块侧放在木板上，再测出木块做匀速直线运动时的摩擦力大小，并将结果记入表格。
次数
压力大小
接触面
摩擦力大小（N）
1
木块重
木板
2
木块重
毛巾
3
木块重
玻璃板
4
木块加砝码重
木板
5
木块重（侧放）
木板
【分析和论证】1、分析比较实验1、2、3可得： 。
2、分析比较实验1、4可得： 。
3、分析比较实验1、5可得： 。
4、归纳得出滑动摩擦力的大小与 有关，与 无关
【评估与交流】1、在测量滑动摩擦力大小时必须注意什么？当速度不一样时摩擦力大小有没有变化？2、如何测滑动摩擦力的大小？
实验四、压力的作用效果跟什么因素有关？
1．提出问题：压力的作用效果跟什么因素有关？
2．猜想：1）压力的作用效果可能跟压力的大小有关。
2）压力的作用效果可能跟压力的作用面积有关。
3．设计实验：
1）实验器材：小桌子，泡沫塑料，钩码一盒。
2）实验目的：研究压力的作用效果与压力和压力的受力面积之间的关系。
3）实验方法和步骤：采用控制变量法进行研究。
①如图甲和乙所示，在受力面积相同的情况下，研究压力与压力的作用效果的关系；
a.如图甲所示，把使小桌子的四脚朝下压在泡沫塑料上，观察压力的作用效果，即此时桌子四脚陷入泡沫塑料里的深度；
b.如图乙所示，在桌子上加上一个钩码，观察此时桌子四脚陷入泡沫塑料里的深度，并与图甲的陷入情况对比；
②如图乙和图丙所示，在压力相同的情况下，研究压力的受力面积与压力的作用效果的关系。
c．如图丙所示，使桌面朝下并在桌子上加上一个钩码，观察此时桌面陷入泡沫塑料里的深度，并与图乙的陷入情况对比；
4．进行实验：
自己设计表格，并将实数据填入表中：
设桌子重为G桌,钩码重为G码，桌子脚面积为S脚，桌面的面积为S面
实验次数
受力面积
压力的大小
压力的作用效果
甲
S脚
G桌
明显
乙
S脚
G桌＋G码
非常明显
丙
S面
G桌＋G码
不明显
5． 分析与论证：
分析：在受力面积相同的情况下，压力越大，压力的作用效果越明显。在压力相同的情况下，压力的受力面积小，压力的作用效果越明显。
结论：压力的作用效果与压力和压力的受力面积有关。压力越大，压力的受力面积小，则压力的作用效果越明显。
6． 评估与交流：
1）通过这个实验，你掌握那一种研究问题的方法？
答：我掌握了用“控制变量法”研究问题。当研究的问题有三个或三个量以上之间的关系时，采用控制变量法分别研究两个量之间的单一关系，可以使研究的问题得以简化。
实验五、浮力的大小等于什么
【提出问题】
1、同样大小的石块和木块，投入水中，石块下沉，木块上浮，哪个受到的浮力大？铁块投入水中会下沉，而铁做成船之后，却能浮在水面上，为什么？
2、浮力的大小与哪些因素有关？
【猜想或假设】
1、浮力的大小可能与物质的种类有关。2、浮力的大小可能与物质的体积有关。
3、浮力的大小可能与物质浸入的深度有关。
4、浮力的大小可能与排开液体所受的重力有关，也就是与V排和ρ液有关。
【设计实验与进行实验】
1、选择体积相同的实心铁块和铝块，比较铁块和铝块浸没水中所受浮力的大小，来验证猜想1是否正确。
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
2、取一些橡皮泥，先揉成团，测出其浸入水中的浮力，然后展开做成盒形，测出其所受的浮力并把两次测得的浮力大小与橡皮泥的重量相比较，验证猜想2是否正确。
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
3、取一铁块测出其浸入水中不同深度所受的浮力并比较浮力的大小，验证猜想3是否正确。
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
4、测出浸没入水中的石块所受的浮力跟它排开的水重有什么关系。
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
5、测出浮在水面上的木块所受的浮力跟它排开的水重的关系。
实验步骤：
（1）
（2）
（3）
以上4、5实验验证猜想4是否正确。
所需器材：弹簧测力计、大烧杯、接水小桶、自来水、盐水、体积相同的实心铁块和铝块、金属牙膏皮（或橡皮泥）、细线
【分析和论证】
1、
2、
3、
4、
【评估与交流】
1、 由实验得出的结论能普遍适用吗？如何评估实验的准确性？
2、 做以上实验要注意什么？只在水中做行吗？
3、 你在实验中遇到什么困难？如何减少实验误差？
4、 阿基米德定律适用于气体中物体所受浮力大小的计算吗？表达式如何？
【探究拓展】
1、弹簧秤法测浮力大小——适用于ρ物>ρ液
（1）测出物体在空气中的重为G1 （2）测出物体在水中的重为G2
F浮= G1-G2
2、平衡力法——适用于ρ物≤ρ液
（1）当物体悬浮或漂浮在液体中时，受重力和浮力作用。
（2）因为物体静止所受的重力和浮力是一对平衡力，则有F浮= G物
3、压力差法 F浮= F向上- F向下
形状规则的正方体物块浸入密度为ρ的液体中，如图26-1所示。上表面距液面为h，正方体边长为l。
上表面所受压强：P=ρgh 上表面所受压力：F=PS=ρghl2
下表面所受压强：P’=ρg(h+l) 下表面所受压力：F’= P’S=ρg(h+l)l2
F浮= F’- F =ρg(h+l)l2-ρghl2=ρgl3
又因为V排= l3，所以F浮=ρgl3=ρgV排 即为阿基米德原理求出的浮力。
实验六、研究杠杆的平衡条件
【提出问题】
1、 杠杆的平衡条件是什么？
2、 杠杆的平衡条件有哪些应用？
【猜想或假设】
1、杠杆的平衡条件是：动力动力臂=阻力阻力臂
【设计实验】
1、当杠杆在水平位置平衡时，在杠杆两端挂钩码使杠杆平衡，钩码的重即为动力、阻力大小，挂钩码处到支点的杠杆长即为力臂的大小。然后计算动力动力臂及阻力阻力臂的大小，并比较两者乘积的大小，归纳得出结论。
2、（1）用弹簧秤作为动力作用的物体，在挂钩码的同侧提起杠杆，使杠杆平衡，读出动力和阻力的大小以及动力臂和阻力臂的长短。然后比较动力动力臂及阻力阻力臂的大小。
（2）用弹簧秤拉着杠杆加速转动，读出动力和动力臂、阻力和阻力臂的大小，计算并比较动力动力臂与阻力阻力臂的大小。
所需器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、尺、线
【进行实验】
1、把杠杆的中点挂在支架上，首先调节杠杆的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。
2、照图25-1那样，在杠杆的左右两端分别挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置再次平衡。
3、根据钩码的质量计算出重力大小即为动力和阻力大小，再读出力臂的长，把数据记入下表。
次数
动力（N）
动力臂（cm）
动力动力臂
阻力（N）
阻力臂（cm）
阻力阻力臂
1
2
3
4
4、如图25-2所示，在a、b、c三点用弹簧秤竖直向上提杠杆，当杠杆在水平位置平衡时，读出力及力臂的大小，并填入下表。
次数
动力（N）
动力臂（cm）
动力动力臂
阻力（N）
阻力臂（cm）
阻力阻力臂
1
2
3
4
5、在杠杆左端一点用弹簧秤提起杠杆，并加速顺时针转动，读出动力与阻力的大小以及动力臂与阻力臂的长短，然后比较动力动力臂及阻力阻力臂的大小。
【分析和论证】
1、通过测量数据得：杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂。
2、当动力动力臂大于阻力阻力臂时，杠杆将沿 。
【评估与交流】
1、你的测量结果能准确说明“动力动力臂=阻力阻力臂”吗？实验中你还有什么新的发现？
2、通过实验及数据分析，当“动力动力臂=阻力阻力臂”时，杠杆处于平衡状态，当“动力动力臂≠阻力阻力臂”时，杠杆将如何转动？生活中平衡杠杆有哪些？
3、观察生活中的杠杆哪些是省力的？哪些是费力的？
杠杆的分类：
（1） 省力杠杆：动力臂比阻力臂长，费距离。
（2） 费力杠杆：动力臂比阻力臂短，省距离。
（3） 天平杠杆：动力臂与阻力臂相等，既不省力又不费距离。
实验七、探究斜面的机械效率
【提出问题】
1、影响斜面的机械效率的因素有哪些？
2、光滑程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同？
【猜想或假设】
1、影响斜面的机械效率的一个重要因素是摩擦，摩擦不同效率就不同。
2、光滑程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率不同。
【设计实验】
1、同一斜面，不同的粗糙面，用弹簧测力计把木块沿斜面匀速拉上顶端，记下两次拉力的大小，测出木块重、斜面长、斜面高。计算出有用功、总功和机械效率，比较机械效率的大小。
2、同一光滑程度的斜面，两次不同的倾斜程度，再测量两次斜面的机械效率，比较机械效率的大小。
所需器材：弹簧测力计、斜面、木块、细线、刻度尺、毛巾
【进行实验】
1、如图27-1所示，将一条形木板一端垫高，就构成一个斜面。沿着斜面把木块拉上去，记下拉力大小。在斜面上铺上毛巾，再测一次。
2、改变木板的倾斜程度，再测量两次斜面的机械效率。
记下测量数据填入下表：
次数
斜面高（m）
木块重（N）
有用功（J）
斜面长（m）
拉力大小（N）
总功（J）
机械效率
1
2（毛巾）
3
【分析和论证】
1、分析实验1、2数据得： 。
2、分析实验1、3数据得： 。
【评估与交流】
1、在测斜面的机械效率时，在同一斜面上，木块是重一些效率高，还是轻一些效率高？
2、在测斜面的机械效率时，如何保证拉着木块匀速沿斜面上升？
实验八、测量滑轮组的机械效率
【实验目的】测量滑轮组的机械效率。
【实验器材】刻度尺、弹簧测力计、钩码（重量已知）、铁架台、滑轮组、长约2米的细线
【进行实验】
1、照图28-1那样，把实验装置安装好，分别记下钩码和弹簧测力计的位置（离桌面或地面的高度）。
2、匀速向下拉动弹簧测力计，使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，填入记录表中。
3、算出有用功W有用、总功W总、机械效率η，填入记录表中。
4、照图28-2那样，把实验装置安装好，匀速向上拉动弹簧测力计重做上面的实验。
【实验记录】
实验装置
钩码总重力G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
拉力移动距离s/m
总功W总/J
机械效率η
【评估与交流】
1、 各种机械的机械效率总是费功，要想提高机械效率，关键是减少额外功。
2、 当滑轮受到的摩擦阻力很小时，如果挂在动滑轮下的钩码增加，则滑轮组的机械效率就提高，这是因为有用功增大，但额外功基本没有发生变化。
3、 测某机器的机械效率时，记录了如下的四个结果。其中肯定错误的是（ ）
A、100% B、120% C、60% D、80%
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