Transcript 实验与探究（马福臣66中）

物理
六十六中学
LIUSHILIUAHONGXUE
马福臣
物理
第八章 压强
第一节 探究压力的作用效果与哪些因素有关
第二节 科学探究：液体的压强
第三节 水浇铁皮罐实验 ----证明大气压强存在
第九章 机械与人
第一节
探究杠杆的平衡条件
第二节
实验探究动滑轮、定滑轮与滑轮组
第五节
探究滑轮组的机械效率
第六节
动能、势能大小跟哪些因素有关（略）
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
3、压力的作用效果与物体的形
1、让砖以不同的方式压在同一
2、通过泡沫塑料的形变大小来
变效果有区别。
泡沫塑料上，能够保证实验现象
显示压力的作用效果，所以泡沫
如果在实验中采用了不同的受压物体，受压物体的形变越大，压力的作用效
对比准确，得出的结论可靠。
塑料充当了显示器。
果不一定越大，所以压力的作用效果是施加压力物体本身具有的，而受压物体
的形变大小只是间接反应这一效果大小的，所以压力的作用效果不一定等于形
变效果，只是通过对比同一物体的形变效果间接认识不同压力的作用效果。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
一、替换器材 设计实验
1、长方体砖-------没开封的一瓶矿泉水
泡沫塑料------细砂（易发生非弹性形变）
可增加一大瓶可乐，在矿泉水瓶和
可乐瓶之间选择哪个现象更明显，作为一
问出现，并说明理由。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
一、替换器材 设计实验
2、圆柱形玻璃杯，一块厚海绵。
（这个实验现象明显吗？）
也可增加一问：
肥皂、气球、手等都可以用来做显示
器编制压强探究题
怎样才能使实验现象更加明显
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
二、上下颠倒，创新考点
利用和好的一大团面和一个较轻的园
柱形玻璃杯，研究压力的作用效果与哪些
因素有关，如何设计实验？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
三、方法迁移------利用形变效果反应材料硬度
硬度是衡量材料软硬程度的物理量。硬度的大小可以用
如图方法进行测试：选择规定的淬火钢球，给它加载压力F，
将它压到被测试的材料表面，保持规定的时间后卸载压力，
就会在材料表面留下凹形压痕。如果用S凹表示凹形压痕的面
积，用H表示材料的硬度，某次实验中对一些材料的测试数
据如下 ：
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
①硬度的定义为：在凹形压痕单位面积上所承受的
（
）。可以用公式（
）
来表示。
②请将表格数据填写完整。a、b、c、d四种材料的
F－S凹图像如上图所示，其中表示材料d硬度的图线
是（
）。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
四、分析论证讲清方法
为了研究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用
若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，
进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表
三所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比
较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第
一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
（1）分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）及观察到的现象，可
得出的初步结论是：（
）。
（2）分析比较（
）及观察到的现象，可得出的初步结论
是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
（3）请进一步综合分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的
现象，并归纳得出结论（
）。
（4）综合分析比较表一、表二和表三中数据及观察到的各组沙面凹
陷程度不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小的现
象，归纳得出结论：（
）。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
五、探究结论延伸至生活
交通运输中为什么要严禁超载？
钢化玻璃碎了会变成没有棱角的颗粒，对
人的伤害小或无伤害，这是为什么？
……？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
六.理论实践两步走
高度相同的实心圆柱体A、正方体B和长方体C铁块如图放在水平桌
（1）以图中的长方体C为研究对象，推导它对桌面的压强大小的表
面上．已知正方体铁块最重，长方体铁块底面积最小．针对“这三
达式（铁的密度为ρ，铁块的高度为h，底面积为S）．根据表达式判
铁块对桌面的压强哪一块最大”的问题，同学们提出了以下三种猜
断上述哪一个猜想是正确的．
想：
(2）利用细砂等简易器材，设计一个实验粗略验证这种猜想的正确
猜想一：正方体铁块最重，所以它对桌面的压强最大．
性（简要写出实验步骤及判断方法）．
猜想二：长方体铁块的底面积最小，所以它对桌面的压强最大．
猜想三：三铁块高度相同，所以三铁块对桌面的压强一样大．
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
先理论推导，后用压强计来验证。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
1、在验证液体压强与深度关系时，
怎样确定金属盒所在的深度相同或
不同？
橡皮膜朝向侧面，测量的参考点以金属盒
的上边缘或下边缘为准，能很方便地比较深度
关系，并非要准确测量深度有多少厘米。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
“控变法”--相同当条件，不同找结论。
物理
④如果U型管内的有色水减少
②当用手挤压橡皮膜时，U型
⑤将U型管换成较粗的，橡皮
压强计的作用是什么？
③橡皮膜受到挤压时，U型管
如果将金属盒放在水面下
管左右液面没有高度差，其
一些，在橡皮膜受到的压强
膜受到相同压强时，U型管左
左右为什么会出现高度差？
10cm深处，U型管中装有色的
可能的原因是什么？该如何
相同时，U型管左右液面的高
右液面的高度差是否会发生
如果已知“高度差”，能否
水，则左右管液面的高度差
调节？
度差是否会发生改变？
改变？
准确算出橡皮膜所受的压强？
是否一定是10cm？为什么？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
要用压强计区分清水和盐水。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
当观察到如图（a）所示的情景时. 分析产生
的原因，提出解决方法。
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什么？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
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，小明的结论对吗？②简要说明理由：
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
利用空的可乐瓶验证液体压强随深度的
增加而增大：在空可乐瓶侧壁的三个不同高
度的地方扎三个小孔。再往里面倒满水。这
时你可以观察到水从三个小孔流了出来。其
中（
）孔流出的水喷得最远，（ ）孔流
出的水喷得最近。这表明（ ）孔处水的压强
最大，也就是说，液体中的压强随深度的增
LIUSHILIUAHONGXUE
大而（ ） 。
物理
②随着水的流出，三个孔中水喷射的
距离越来越（
），表明（
）
③三个孔的大小不同，喷射距离大小关
系是否会变化？ 说明了什么？
④如果将瓶子平放，使三孔在同一水平
面上，水流从三个孔喷射的距离有什么
关系？说明了什么问题？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
某科技小组在“研究液体内部压强规律”
的 实验时，为了探究物体在液体的不同深
度所受压强的变化情况，将微小压强计的
探头浸在水面下不同深处，分别记下压强
计的探头到水面距离h和相应的压强值P。
根据实验数据绘制出了压强—深度图像，
如图所示。根据图像可得出：
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
某同学做“研究水内部压强大小”的实验，他猜想
影响水内部压强的大小有两个因素，一个是水深(即
图中的h值)，另一个是离水底的距离(即图中的d值)，
且h越大，压强越大；d越小，压强越小。
(1)本实验是通过观察_______________的变化而知
道压强大小变化的。
(2)根据学习过的知识，你是否认为水内部压强大小
跟水底的距离d有关?答________。(选填“有关”、
“无关”或“不确定”)。
(3)如何通过上图所示的装置来验证你在(2)中所选的
结论?(写出操作要点)
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
可以给出如下答案，请学生对答案做出评价。
(1)U型管两边液面的高度差的大小。
(2)有关；
(3)A．将U型管压强计的金属盒放入到水中距
容器底d1的位置，观察U型管两边液面的高度
差；B．将U型管压强计的金属盒放入到水中
距容器底d2的位置，观察U型管两边液面的高
度差；C．比较两次U型管两边液面的高度差
得出结论。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中，三组同学都
是用式P=F/S=mg/S算压强，并测水深，记录在下表。（薄片的重
力、玻璃管的厚度忽略不计）
①当薄片刚脱离时，薄片下液体的压强（ ）管内水产生的压强。
②由实验序号（
）初步得出：同种液体内部的压强与深度
成正比。由实验序号3、4初步判断：玻璃管的粗细与本实验研究结
论的获得（
）（选填“有关”或“无关”）。
③分析实验序号1、5、8的数据，发现液体内部的压强（p1、p5、
p8）与密度（ρ甲、ρ乙、ρ丙）满足关系（
），可以归纳得出
的初步结论：相同深度，液体内部的压强与液体密度成正比。
④进一步综合分析表中数据，经运算归纳得出：液体内部的压强与
（
）的比值是一个定值。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
实验桌上有如下器材：底面积已知的平底小试管
一个、一小堆细沙子、小勺一个、刻度尺一把、
大水槽一个（水槽的高度大于小试管的高度）、
足量的水、天平（带砝码）一个。要求从实验桌
上选择适当的器材，设计一个实验证明：当液体
的密度保持不变时，液体的压强与液体的深度成
正比。要求：写出实验步骤：
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
答案
延伸：能否用这套装置再加一支密度计证明深度相同
(1)在小试管中装入适量的沙子,用天平测量试管和沙子
时，液体压强与液体的密度成正比。说明实验的操作
的总质量m
步骤和分析方法。
(2)使小试管直立漂浮在水面上,测出浸入水中的深度h
换器材：大小适当的平底圆筒形玻璃杯一只，托盘天
(3)改变沙子的质量,重复步骤（1）（2）再做几次实验
平及砝码一套，刻度尺一根，水适量。请用这些器材，
(4)用P=F/S=mg/S分别求出每次的压强
设计实验证明水对玻璃杯底的压强跟深度成正比。
(5)对比每次 h与P的变化关系得出结论。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
5、取一饮料瓶灌满水后倒置在盛
4、饮料瓶灌满水盖盖儿，在侧
其他的如：瓶吞鸡蛋、纸片托水、
1、饮料瓶不盖盖儿装水，在底
2、饮料瓶灌满水盖盖儿，底部
有足够多水的水槽中，在水中把
壁不同高外扎两个孔，两孔水
“空手”吸盆、瓶中彩虹等，现象
扎孔，无水流出，证明了什么？
部扎几个细孔，有水流出，说
瓶盖拧下来，抓住瓶子向上提，
流情况如何？如果去掉瓶盖，
明显而有趣，且都有考点可抓。
明了什么？
但不露出水面，发现瓶里的水并
两孔水流情况如何？有什么特
不落回水槽中，这说明了什么？
点？说明了什么？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
教材背景：不提倡做这个实验，因为水银
蒸气有毒，但替代实验在考查范围内，关
注的都是原理、方法和误差讨论。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
资料一、托里拆利实验
⑥将玻璃管改成50cm高来做这个实验，
管里是否会出现真空状态（
）；水
⑤在灌水银时，不慎有气泡进
⑦如果将水银换成水来做，需要的管长
③如果将玻璃管向下压一点，
④将玻璃管向右侧倾斜一些，
2、水银柱产生的压强和大气
1、是谁支持着水银住？
4、讨论几个问题
？ ）；此时
①如果将玻璃管换成粗一些
②如果将玻璃管向上提起一
银对管底是否会有压强（
3、如果已知水银柱高度是
至少要（
）米，换做煤油来做实验，
行管内，水银柱的高度是否会
水银柱的高度是否会变化？
水银柱的高度是否会变化
将管底打个小洞，水银是否会从小洞喷
？
的，则水银柱的高度会不会
压有什么关系？涉及到的物理
点，管口仍在水银面以下，
76cm，可算出大气压是多少？
管长至少要（
）米
出（
）；如果在玻璃管的中间打
变化
？
变化？其原因是什么？
原理是什么？
水银柱的高度是否会变化？
个小洞，会出现的现象是
（
）
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
资料二、自制水气压计
取一个小瓶子，装上适量带色的水。
取一根两端开口的细玻璃管，在它上面
画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水
中。然后从管子上端吹入少量气体，其
目的是什么？
测量时，只需观察玻璃管内水柱的变
化情况，就可判断出大气压强的变化。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
（1）若拿着这个气压计从山下到山上，水柱的高度怎
样变化？若用水银气压计，其示数应如何变化？
（2）若把该自制气压计放在室内，发现水柱变低，则
说明当地大气压怎样变化？
（3）若某同学用双手捧着该气压计的侧壁进行实验，
对结果有什么影响？
（4）用这种气压计测量大气压的变化情况是否准确？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
资料三：
以下两个替代实验需要进行误差分析和
实验的再设计
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
①提出问题
②猜想与假设
③制订计划与设计实验
④进行实验与收集证据
⑤分析论证
⑥交流与合作
LIUSHILIUAHONGXUE
⑦评估
物理
调水平平衡的好处
违反科学的猜想
一是使杠杆的的重心落在支点上，
甲：
动力+动力臂=阻力+阻力臂
克服由于杠杆本身的重力对实验的影响
乙：动力—动力臂=阻力—阻力臂
二是方便于测量力臂或便于直接从
杠杆上读出力臂的大小。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
资料二
资料一
下表中哪组数据是错的？经检查，发现是
下列实验数据能否得出杠杆平衡条件：
测量阻力臂时读数错了；测量值应是___。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
LIUSHILIUAHONGXUE
材料四
物理
资料三
资料二
该同学按图进行实验，将
资料一
小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠
杠杆的平衡指的是杠杆静止不动或匀
某同学做了如图所示的实验，测出
杠杆调成水平平衡后，正确
杆左端后，又将弹簧测力计钩在杠杆A处的
动力和阻力，并读出支点到两个悬挂
速转动，那么实验中使杠杆在倾斜一定
细线上.要使杠杆在水平位置平衡，且弹簧测
测量力臂并准确读出动力和
点间的距离，得出的杠杆平衡条件是：
力计的示数最小，则小华应沿什么方向拉弹
阻力，发现动力×动力臂
阻
角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡
≠
簧测力计？
“动力×支点到动力作用点的距离=阻
在此情况下，小华读出弹簧测力计示数
力×阻力臂，出现问题的原
条件。这种实验方案与杠杆在水平位置
力×支点到阻力作用点的距离”。这
为4.2N.小明和小华对实验数据分析后得到
因是什么？该如何改进本次
的结论是：在误差允许的范围内，动力×动
一结论的得出有无疏漏？该如何证明
做实验的方案相比较，你认为哪种实验
力臂
= 阻力×阻力臂.你认为他们这样就得
实验？
这一结论是错误的？
方案好?其理由是什么？ LIUSHILIUAHONGXUE
出结论是否合理？简述理由.
物理
资料二
资料一
如图所示是我们探究杠杆平衡条件的实
验装置图．实验结束后，通过分析数据，有
“探究杠杆的平衡条件”，调节好
的同学指出：杠杆的平衡条件也可以是“动
杠杆后，小华将两个重力均为0.5N
力× 支点到动力作用点的距离=阻力× 支点
的钩码挂在杠杆a处，又将弹簧测力
到阻力作用点的距离”．平时许多同学也经
计钩在杠杆b处的细线上，为使杠杆
常用这种观点分析杠杆问题．事实上这种观
平衡，应竖直
拉弹簧秤（填
点是片面的，因为支点到动（阻）力作用点
的距离并不总是力臂．请你在本实验的基础
“向上”“向下”）;操作时，小华
上再补充一些器材，通过实验证明杠杆平衡
发现弹簧秤读数偏小，不能准确读
条件在普遍情况下应该是“动力× 动力臂=
数，请你提出一种改进的方法。
阻力× 阻力臂”.
该补充什么器材？该如何进行操作？
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料一
某同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实
验中，完成了如下图所示的实验并记录了数据。
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。
回答下列问题：
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么?
(2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料二 选择方案
因动滑轮省力，定滑轮不省力，就
一定要选择动滑轮吗？
一个滑轮重20N，摩擦和绳重不计，
分别将重为G1=10N和G2=100N的重物
提到高处，该如何使用此滑轮？
计算……占便宜……选择方案
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
按教材图8-17（b）图做实验，拉力
的方向不同，弹簧测力计的示数会
有所不同，且轮越大，物越重，拉
力方向倾斜越大，弹簧测力计的示
数差距就越大。这既是影响省力情
况的一个因素，也是命题的一个素
材，为此要在实验的基础上将两个
力进行比较，并找出原因。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料
小华在探究使用动滑轮是否省力时，装置如下
图所示。
（1）她想用一些相同的钩码做实验，有三种不
同重的钩码供她选择：A．0.2N，B．0.5N，
C．1N，在不超过弹簧测力计量程的限度下，
她最好选择
。
（2）小华发现钩码越多，F越接近于
G，
于是小华得出了这样一个结论：在不计滑轮的
重力时，使用动滑轮可以省一半力。她的结论
对吗？若不对，请分析原因。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料一
在“测滑轮组机械效率”的实验中。
（1）用图甲所示的装置匀速提起重物，
并做了如下实验记录。他的实验结果
是违背物理规律的，其表现在
于：
。导致实验结果违背物
理规律的原因是
。
(2)另一同学按图丙测量滑轮组的机械
效率,发现机械效率大于100%,他的读
数并没有错误,实验存在的问题是什么?
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料二
明明组成如图甲所示的滑轮组来研究影响滑轮组机械效率的因素都有
什么。他觉得实验有两处不好操作，一是手拉弹簧测力计做匀速运动
不好控制，二是测重物上升的高度和拉力移动距离难于操作，他想，
物体被匀速提起来和静止不动都是平衡状态，那么在手拉弹簧测力计
使物体保持静止的情况下测出拉力，就很容易操作了，同时，因为两
个距离因满足S=4h的关系，计算时可将二者的倍数关系和重力及拉力
代入到η=G/（4F）中，就可以算出滑轮组的机械效率；同组的小华发
商榷：
1.根据测量结果，请你对三个同学的实验结果进行评价。
现，手持弹簧测力计匀速向上运动(重物匀速向下运动)时，示数较稳定；
2.三个实验方案中，分析你认为正确的测量方案所得到的数据能得到什
亮亮觉得还必须向下匀速拉弹簧测力计。三个人分别用相同器材做了
么结论？
实验，得到如下记录表格。
3.如果用该滑轮组在水中将一个物体提起，直至提离水面到一定高度，
如果算，滑轮组的机械效率达到或超过
用滑轮组匀速向下吊运物体算不算合理用法，
在这一过程中，滑轮组的机械效率会有什么变化？
100%就算合理。
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料三
“测定滑轮组机械效率”的装置。
（1）实验过程中必须________竖直
向上拉动弹簧测力计，使钩码升高。
小明同学做实验测量的有关数据如下
表，第3次实验的拉力读数如图所示，
则拉力的大小是
N，第3次实验
的机械效率为
。
（2）从表中可以得到的结论是：滑
轮组的机械效率与
有关
（3）小芳对上述三个机械效率取平
均值，并认为它是这个滑轮组准确的
机械效率，这种做法对吗？为什么?
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料四:小明在“测
滑轮组机械效率”
的实验中，用如图
所示的滑轮组进行
了实验，实验数据
如表. 有一个数据
的记录是错误的，
错误的数据是
_______;
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
材料五
小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验
中，一起组装好如图所示的实验装置，他们
分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
(1)小红
向上拉动弹簧测力计，使
钩码升高，并由弹簧计读出拉力为0.5N，
同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为
0.1m，以上测量准确无误．已知每个钩码
重lN，其他被测物理量和计算的数据如表：
(2)小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100
％，他们意识到出现了错误，请你帮助找出
原因
.
(3)该滑轮组的机械效率实际为
．
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
弹簧测力计读错分度值
看错n值造成S值算错
弹簧测力计倒用
没有匀速拉弹簧测力计
斜拉弹簧测力计
求效率的平均值
……
LIUSHILIUAHONGXUE
物理
1、实验发现法
2、器材替代及错用器材法
3、颠倒步骤法
4、更改和擦除数据法
5、步骤完善法
6、更换原理
7、篡改成题法 LIUSHILIUAHONGXUE
物理
LIUSHILIUAHONGXUE