初中物理力学演示实验总汇

2024年3月17日发(作者：狄葆贤)

初中物理力学演示实验总汇

实验一：《力的作用效果》

实验二：《阻力对物体运动的影响》

实验三：《研究液体内部压强》

实验四：《大气压的测量》

实验五：《测量铝块浸没水中所受的浮力》

实验六：《盐水浮鸡蛋》

实验七：《探究重力势能大小与什么因素有关》

实验八：《影响弹性势能的因素》

实验九：《使用动滑轮是否省功》

实验一：《力的作用效果》

通过下面的小实验，你能说出力的两类作用效果吗？

观察：磁铁靠近小钢球时，会发生什么现象？

现象：磁铁靠近小钢球时小钢球开始运动。

观察：小钢球在光滑的水平面上做匀速运动，如果在运动方向垂直的位置放一块磁铁，小球的运动有什么变化？

现象：小球的运动方向改变。

用力拉和压弹簧，看看弹簧的形状（长度）发生了什么变化？

现象：弹簧的形状变化了，变长或变短。

- 1 -

力的作用效果：

1.改变物体的运动状态:a、运动方向；b、速度大小。

2.改变物体的形状（发生形变）。

用你身边的物品能否做这两方面的实验。如尺、水瓶等。

练习：

1.在春季运动会上，班级的男同学吹气球使发现：用手轻轻一压，气球就变扁了，说明力可以改变 ；用手轻轻一推，气球就向一侧飞走了，说明力可以改变 。

答案：物体的形状；物体的运动状态。

2.如图所示，打网球时，击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去，这说明力既可以改变物体的运动状态，又可以改变物体的 ；在球被压扁的同时球拍的拉线也弯曲了，使拉线弯曲的施力物体是 。

答案：形状；球。

实验二：《阻力对物体运动的影响》

实验器材：斜面、毛巾、棉布、小车木板。

实验过程：让小车从斜面上同一高度滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布、木板的平面上，观察小车前进的距离。

实验次数

1

2

3

思考：

1.为什么每次都要让同一小车从同一斜面、同一高度由静止释放？

2.小车在平面上滑动的路程与什么因素有关？有何关系？

- 2 -

表面材料

毛巾

棉布

木板

阻力大小

最大

较小

最小

滑行距离

最短

较长

最长

3.小车为什么最终会停下来？（小车停下来的原因是什么？）

实验结论：平面越光滑，滑块受到的摩擦力越小，滑块前进的距离就越长。假如平面没有摩擦，物体不受任何阻力，滑块将一直运动下去。

问题探究：

(1)在实验中,如何反映阻力对小车运动的影响？

提示：观察小车在水平面上运动的距离的长短。

(2)实验中为什么都是使小车从斜面顶端滑下？

提示：为了使小车在水平方向开始运动的速度相同。

(3)在实验中,小车最后总是停下来,为什么？

提示：小车受到阻力。

练习：

1.刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。

甲

乙

丙

（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，刘伟采用的研究问题的方法是 。

（2）从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看， 图中小车所受阻力最大。

（3）刘伟从实验推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车会在水平面上做 运动。

答案：（1）控制变量法；（2）甲；（3）匀速直线。

2.在探究阻力对物体运动的影响实验中，让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。

（1）根据实验结果可以得出，平面越光滑，小车运动路程越长，木块受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或者“慢”）。

- 3 -

（2）进一步推理可以得出：如果水平面绝对光滑，小车将做 运动，由此可知物体的运动 （填“需要”或“不需要”）力来维持。

（3）下列实验中用到以上研究方法的是：（ ）

A、用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质

B、用U型管两端的液面高度差反映液体内部压强大小

C、用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小

D、探究浮力大小与什么因素有关

（4）另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面，在原装置不变的情况下你建议他们怎样改进？

答： 。

答案：（1）慢；（2）匀速直线、不需要；（3）A；（4）降低小车下滑的速度。

实验三：《研究液体内部压强》

注意事项：

1.让学生知道观察液体内部是否存在压强是通过微小压强计中两液面高度差来反映的；

2.一定要向学生介绍清楚液体内部压强实验器每个构件的作用和用法；

3.用橡皮胶管连接压强计和试验器时一定要注意观察两液面高度是否相平；

4.让学生自己动手探究如何改变橡皮膜的方向和所处深度以及液体密度。

实验器材：压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺。

压强计的原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，Ｕ形管两边液面出现高度差，两边高度差表示出压强的大小，压强越大，液面高度差越大。

实验步骤：

1.把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。

- 4 -

2.增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强和深度有什么关系。

3.换用盐水，看看在深度相同时，液体内部的压强是否与密度有关。

结论：

1.液体对容器底和容器侧壁都有压强，液体内部各个方向都有压强；

2.液体的压强随深度的增加而增大；

3.同一深度，液体向各个方向的压强相等；

4.不同液体的压强还与密度有关，深度一定时，液体密度越大，压强越大。

练习：

1.下表是小利同学利用如图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据。

实验次数

1

2

3

4

5

6

深度h/cm

3

6

9

9

9

9

橡皮膜在水中的方向

朝上

朝上

朝上

朝下

朝左

朝右

U形管左右液面高度差△h/cm

2.6

5.4

8.2

8.0

8.2

8.2

（1）实验时通过观察 来判断液体内部压强的大小；实验所得的数据有一组是错误的，其实验序号为 。

（2）通过分析比较实验序号 的数据得出结论：同种液体内部，深度越深，压强越大。请列举出一个与此相关的实例： 。

- 5 -

答案：（1）U形管左右液面高度差、4；（2）1、2、3；如：拦河大坝上窄下宽、深海潜水要穿抗压潜水服。

2.小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U形管压强计、烧杯、刻度尺，足量的酒精、水和盐水，已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水。

（1）如图是U形管压强计。实验前，为了检查探头与U形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U形管两侧液面 。

（2）在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如下表：

U形管两侧液面的高度差△实验次数

1

2

3

相同

液体密度 液体深度h/cm

h/cm

3

6

9

2.7

5.8

8.9

小

a

b

c

液体压强的大①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整：

a、 ；b、 ；c、 。

②根据表中信息可得出的探究结论是 。

（3）在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图所示。三个烧杯中的液面相平，U形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。

小明根据三次实验现象，并结合（2）中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程。

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答案：（1）是否相平；（2）①小、中、大；②液体密度一定，液体深度越深，液体压强越大；（3）若将酒精中探头的深度减小至虚线位置（与水中相同），根据（2）②的结论可知，Δh变小，同理，若将盐水中的探头深度增大到虚线位置（与水中相同），Δh变大，综上可知，液体深度相同时，密度越大，压强越大。

实验四：《大气压的测量》

实验关键：装水银时管内的气泡需排除，注意防护措施。

实验器材：水银槽、水银、长玻璃管、刻度尺。

实验方法：在玻璃管中装满水银，用手堵住管口，倒扣在水银槽的水银里，移开手指，可以观察到管内的水银下降，待停止时，用刻度尺测量管内外水银面的高度差，并记录。适当倾斜玻璃管，观察水银柱的高度如何变化。

注意几个问题：做托里拆利实验时，下列几种情况对实验结果有无影响？

1.玻璃管选择粗一些或细一些。

2.向水银槽再注入水银，使液面上升2cm。

3.玻璃管上提或下降1cm。

4.玻璃管内不小心进入少量空气。

5.玻璃管顶部突然破裂，出现小孔。

练习：

1.小虎同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。

（1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔这样做的目的是 。

（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，则大气压的值可表示为p= 。

（3）若实验中测得的大气压值都偏小，这是因为 。

（4）实验室有甲乙丙三个注射器，活塞的横截面积分别为0.8cm、1.2cm和2cm，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用 （选填“甲”、“乙”、“丙”）注射器合适。

- 7 -

222

答案：（1）排尽筒内的空气，密封注射器；（2）FL/V；（3）注射器内空气没有排干净或橡皮帽漏气；（4）甲。

2.小梁同学用实验测量某地大气压的值．她在长约1米，一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，如图所示。

(1)已知水银的密度为13.6×10kg/m，她通过数据计算得出大气压的值为______Pa。

(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量，则测量结果将________(填“大于”或“小于”)她测量的值。

(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值，他把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，发现管中的水柱不会下降．如果你来测量，且能够测出，则玻璃管长度________________(填“必须大于10 m”或“可以小于10 m”)。

答案：(1)9.52×10；(2)大于；(3)可以小于10 m。

433实验五：《测量铝块浸没水中所受的浮力》

实验器材：大烧杯、水、弹簧测力计、细线、铝块。

实验过程：

1.用细线绑住铝块，测出铝块的重力。

2.把铝块慢慢浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。

3.计算出铝块受到的浮力。

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注：弹簧测力计减小的示数，就是物体在水中受到的浮力。

练习：

1.一个重5N的石块，挂在弹簧测力计上，将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是3N，则石块受到的浮力是 N。

答案：2。

2.用弹簧测力计测得铁球和铝球在空气中的示数为7.64N和6.87N，当将铁球和铝球都浸在水中时，测得弹簧测力计示数是4.60N和3.83N则两球：（ ）

A．质量相等 B．密度相等 C．所受浮力相等 D．无法判断

答案：C。

实验六：《盐水浮鸡蛋》

实验器材：烧杯、水、食盐、鸡蛋、玻璃棒。

实验过程：

1.烧杯中装有适量水，把鸡蛋放入烧杯中，鸡蛋下沉。

2.向烧杯中逐渐加食盐，并慢慢的用玻璃棒搅拌，使食盐溶化。

3.观察烧杯中的鸡蛋逐渐由下沉到悬浮、上浮直至漂浮的过程。

分析论证：

1.鸡蛋下沉时，F浮＜G物，ρ液＜ρ物；

2.鸡蛋悬浮时，F浮=G物，ρ液=ρ物；

3.鸡蛋上浮时，F浮＞G物，ρ液＞ρ物；

4.鸡蛋漂浮时，F浮=G物，ρ液＞ρ物。

练习：

- 9 -

1.一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为 N，甲的密度 乙的密度（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

答案：0.6；＜。

2.同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中，鸡蛋在甲杯处于悬浮状态，如图甲；在乙杯处于漂浮状态，如图乙。可以肯定的是（ ）

A．甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小

B．甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大

C．甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力小

D．甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力大

答案：A。

实验七：《探究重力势能大小与什么因素有关》

实验器材：小凳、水槽、沙子、质量不同的小球。

实验原理：让小球撞击小凳，观察小凳进入沙子的深度，如小凳进入的越深，表示小球做的功越多，说明小球具有很大的重力势能。

实验步骤：

1.将小凳正方在沙子表面；

2.让同一个小球在不同高度落下，撞击小凳进入沙子，观察小凳进入的深度。（做三次）

3.换做质量不同的小球从同一高度落下，观察小凳进入的深度。（做三次）

实验结论：

1.质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大；

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2.高度相同的物体，质量越大，重力势能越大；

3.重力势能与物体的质量和被举得高度有关。

练习：

1.小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的质量及被举的高度有关。为了验证自己的猜想，他进行了如下实验，让两个不同质量的锥子从两个不同高度自由下落，扎到下方四本相同的旧书上，书因此被扎出孔，分析这些被扎孔的不同，如图所示。

(1)若比较甲和乙，这是通过控制 不变，来探究重力势能的大小与 的关系；

(2)在(1)中，小明不仅比较了甲、乙，还比较了丙、丁，他这样做的目的是 。

(3)小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的一种是 。

A．测出书上被扎孔的深度 B．数出被扎孔的纸的页数

答案：(1)高度、质量；(2)便于总结普遍规律，防止偶然性；(3)B。

2.为探究重力势能的大小与什么因素有关，小红利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示的实验。

（1）实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。

（2）要探究重力势能的大小与高度的关系应选择图 和 进行比较。

（3）小红为了探究“重力势能大小与物体质量是否有关”，选择了甲和丙进行实验，老师说她的选择是错误的，请你分析原因 。

答案：（1）方桌陷入沙中的深浅；（2）甲、乙；（3）没有控制高度相同。

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实验八：《影响弹性势能的因素》

实验器材：弹簧、小球、木块、长木板。

实验步骤：将弹簧的一端固定在水平桌面上，把小球放在弹簧的另一端，并压缩弹簧，松开，让小球去撞击木块。观察木块移动的距离。改变压缩的程度，多次实验。

注意事项：每次实验，木块要放在同一位置；小球对准木块，不能撞歪了。

实验结论：弹性势能的大小与弹性形变的程度和物体材料有关。

练习：

1.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：

猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；

猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关。

为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。

实验次数

①

②

③

④

使用的弹簧

弹簧A

弹簧A

弹簧B

弹簧B

被压缩后弹簧的长度/cm

5

8

5

8

木块移动的距离

S1

S2

S3

S4

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。下列实验中用到此方法的是 （填序号）。

①探究“杠杆的平衡条件”；

②探究“温度的测量中用液面的升降表示物体的冷热程度”。

（2）请将探究猜想一的方案补充完整。

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①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S1；

③压缩弹簧，使其长度为 cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动 ；

④比较分析实验数据 和 ，得出结论。

（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 能。

（4）为了探究猜想二，可选用试验次数②和 的数据进行比较分析，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。

答案：(1)②；(2) ③ 8、S2；④S1、S2；(3)动；(4)④、S2≠S4。

2.小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关。她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验。如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处。

（1）实验时可通过观察同一滑块 来判断弹性势能的大小。

（2）比较如图（a）、（b）两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就 。

（3）若物块冲上斜面的最大高度ha=hc＜hb，弹性形变的大小la＜lb=lc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是 。

答案：（1）上升的高度；（2）越大；（3）Ea＜Eb=Ec。

实验九：《使用动滑轮是否省功》

实验器材：滑轮、细绳、钩码、刻度尺、弹簧测力计。

实验原理：W=FS；W=Gh。

实验步骤：

1.如图，组装好动滑轮；

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2.用弹簧测力计测出物重；

3.记下物体和测力计所在的位置；

4.匀速拉着弹簧测力计竖直向上运动，测出拉力的大小、物体升高的高度、测力计移动的距离；

5.多次测量，记录数据并计算各次力所做的功；

6.分析和论证：使用动滑轮是否省功。

结论：使用动滑轮不省功。

练习：

1.图中滑轮是 滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向 （选填“上”、“下”）。如果滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米。

答案：动、上、26、4。

2.小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题：

（1）使用动滑轮能否省功？

（2）动滑轮的机械效率与什么因素有关？

实验得到下表中的数据：

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（1）提升3N钩码时的机械效率是 。

（2）分析3次实验的数据可初步得出的结论是：使用动滑轮 。

（3）既然有如上结论，为什么还要使用动滑轮，请引用表中数据举例说明： 。

（4）分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是： 。

答案：（1）93.75%；（2）不能省功；（3）可以省力；（4）同一动滑轮的机械效率随物重增大的而增大。

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