九年级物理专题一：力学一 测量、简单运动、声现象、力和运动（实验专题）人教四年制版知识精讲

用心 爱心 专心 九年级物理九年级物理专题一 力学一专题一 力学一 测量 简单运动 声现象 力和运动测量 简单运动 声现象 力和运动 实验专题 实验专题 人教四年制版人教四年制版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 专题一 力学一 测量 简单运动 声现象 力和运动 实验专题 典型例题典型例题 一 基本实验 例 l 两个同学做 测平均速度 实验 如图所示是小车滑下过程的示意图 下表是他们 未完成的实验记录 1 请你将表补充完整 2 由表中数据可知小车速度变化的特点是什么 3 简要说明其中的道理 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题主要考查平均速度的概念 力的作用效果及动能和势能的 相互转化 考查知道测得的是哪一段路程上的平均速度和分析 处理数据的能力 解 解 1 scm s cm t S v 50 8 0 00 40 3 3 3 2 前半段路程的平均速度为 20 0m s 后半段路程的平均速度为 50 0cm s 显然速 度越来越快 3 小车在沿斜面下滑过程中重力势能逐渐减少 动能逐渐增加 由于物体的质量不 变 根据决定动能大小的因素 因而速度越来越快 例 2 在研究牛顿运动定律的实验中 用同一小车从同样斜面的同一高度滑下 接着在材 料不同的表面上继续运动 分别停止在如图所示的位置 用心 爱心 专心 1 为什么要使小车从斜面上同一高度滑下 答 2 小车在不同平面运动的距离不等 说明了什么 答 3 从这个实验可以推理得出什么结论 答 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题主要考查力与运动的关系 研究问题的过程和方法 解 解 本题是验证牛顿第一定律的基础实验 牛顿第一定律是建立在伽利略理想斜面的 基础上 经过推理而抽象出来的运动规律 牛顿第一定律的重大贡献是 它揭示了物体 不受力作用时的运动规律 即不受力时物体处于静止状态或匀速直线运动状态 指出了 力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动的原因 由于一切物体都有保持静 止状态或匀速直线运动的性质 而我们把这种性质叫做惯性 所以一切物体都具有惯性 物体到达水平面后 在水平方向上只受摩擦力的作用 由于一切物体都有保持静止状态或 匀速直线运动的性质 因此小车继续沿水平方向运动 而受摩擦力越小 物体运动状态改 变的越慢 则小车前进距离越远 1 为了使小车到达斜面底端时速度相同 2 小车在不同的表面运动时受到的阻力不同 表面越光滑 受到的阻力越小 它走 得越远 3 如果运动物体不受任何力的作用 它将沿着原来方向匀速直线运动下去 二 设计实验 例 3 如图所示 在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 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题考查学生是否掌握滑动摩擦力大小的测量方法 是否知道 影响滑动摩擦力大小的两个因素 能否运用恰当 科学的研究方法 根据题目的要求设计 合理的实验步骤 解 解 根据二力平衡的知识 在水平方向上做匀速直线运动的物体 若在此方向上只受 两个力的作用 则这两力一定大小相等 用弹簧测力计拉着物体 当物体在水平方向上匀 速直线移动时 弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力的大小 用心 爱心 专心 1 测量滑动摩擦力的方法 在水平桌面上匀速直线拉动木块时弹簧测力计的示数 拉力 F 的大小 就是滑动摩擦力的大小 2 因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接 触面的粗糙程度有关 在压力相同时 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大 所以控制压力相 同 通过比较拉力的大小 滑动摩擦力的大小 比较两下表面的粗糙程度 3 由于题目 要求不能使用所提供器材以外的器材 于是如何做到压力相同是解决该问题的关键 所以 只有将两物块叠放才能达到目的 1 将铁块放在木块上 用弹簧测力计水平匀速拉动木块 记下测力计的示数 1 F 2 将木块放在铁块上 用弹簧测力计水平匀速拉动铁块 记下测力计的示数 2 F 3 若 则木块的下表面粗糙 21 FF 三 探究实验 例 4 育才 中学的物理兴趣小组 想探究水平抛出的小球 从抛出到落地的时间与哪些 因素有关 大家经过讨论 提出了以下猜想 猜想一 小球从抛出到落地的时间 可能与小球的质量有关 猜想二 小球从抛出到落地的时间 可能与小球水平射出的速度有关 猜想三 小球从抛出到落地的时间 可能与小球下落的高度有关 为了检验上述猜想是否正确 他们找来精密计时器 一个可将小球以任意所需要速度 射出的弹射器 并将弹射器水平固定在铁架台上 按下图所示进行试验 得到如下表中数 据 请你通过分析 回答下列问题 1 为验证猜想一 应选用序号为 的实验 为验证猜想二 应选用序号为 的实验 为验证猜想三 应选用序号为 的实验 2 实验结论 小球从抛出到落地的时间与 有关 用心 爱心 专心 3 课本上所涉及的实验中 有些实验的研究方法与上述方法类似 请写出其中一个 实验的名称 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题考查利用实验探究问题 运用科学的方法提出问题 解决 问题的能力 根据提供的相应数据 总结规律 通过归纳得出结论 它要求学习者把观察 到的物理现象和接触到的学习材料进行加工 去粗取精 得出其中的本质规律 解 解 针对三个猜想确定三个因素可能会影响小球下落的时间 所以在研究的过程中要 运用控制变量法 对变量进行有效的控制 如 要验证猜想一 就要控制小球水平射出的 速度和下落的高度均相同 其他同理 1 因为数据表中只有第 2 5 6 三组数据的水平射出速度和小球下落高度均相同且 小球的质量不同 所以应选用序号为 2 5 6 的实验 因为数据表中只有第 1 3 4 三组数据的小球质量和小球下落高度均相同且水平射出 速度不同 所以应选用序号为 1 3 4 的实验 因为数据表中只有第 2 4 7 三组数据的水平射出速度和小球质量均相同且小球的下 落高度不同 所以应选用序号为 2 4 7 的实验 2 小球下落的高度 3 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 例 5 为了探究声音产生的条件 有人建议利用以下几个实验现象 甲 放在钟罩内的闹钟正在响铃 把钟罩内的空气抽去一些后 铃声明显减小 乙 使正在发声的音叉接触水面 水面溅起水花 丙 吹笛子时 手指按住不同的孔便会发出不同的声音 丁 在吊着的大钟上固定一只细小的笔 把钟敲响后 用纸在笔尖上迅速拖过 可以 在纸上画出一条来回弯曲的细线 你认为 能说明声音的产生条件的实验现象是哪一个或哪几个 其他现象虽然不能说 明声音的产生条件 但是分别说明了什么问题 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题考查声音的产生和传播 乐音的三要素及研究问题的方法 解 解 甲实验研究的是声音传播所需要的条件 乙实验说明了发声的物体在振动 丙实 验研究的是决定音调高低的因素 丁实验研究的是声音的响度与振幅的关系 能说明声音 的产生以及发声的物体和振动条件的实验现象是乙和丁 甲说明真空不能传声 丙说明振 动空气柱的长短不同振动频率也就不同 四 开放实验 例 6 在初中物理实验中 常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题 现在请你以 长方体木块作为实验器材之一 可以适当添加其他辅助器材 设计三个实验来研究或说明 声 或 力 的物理问题 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题考查分析问题的能力和发散思维的能力 解题时要对问题 用心 爱心 专心 从不同的角度进行探索 运用发散思维 从不同层面进行分析 从正反两极进行比较 处 理方法要灵活多样 题目要求 任意添加部分器材 设计出三个实验 关键要搞清楚设计 什么实验 说明什么问题 考查目的和解题思路 考查目的和解题思路 本题考查分析问题的能力和发散思维的能力 解题时要对问题 从不同的角度进行探索 运用发散思维 从不同层面进行分析 从正反两极进行比较 处 理方法要灵活多样 题目要求 任意添加部分器材 设计出三个实验 关键要搞清楚设计 什么实验 说明什么问题 模拟试题模拟试题 一 基本实验能力训练 1 用分度值为毫米刻度尺直接测一张纸厚度是测不出的 这时可以将许多相同的薄纸紧 叠起来 使之有足够的厚度 再用刻度尺测出总厚度 就可间接测出一张纸厚度 在下列 长度测量中 与这一方法相同的是 A 测一条曲线的长度 B 测一枚硬币的直径 C 测细铜丝的直径 D 测圆锥的高 2 要测出一幢 12 层住宅楼的高度 请你提出三种方法 1 2 3 3 怎样用一把刻度尺和一个二分硬币测量图中 AB 曲线的长度 请你写出测量步骤 4 如图所示是一个还没标明刻度的弹簧测力计 不挂重物时测力计的指针指在 A 处 要 求 用心 爱心 专心 1 当悬挂 2N 钩码时 指针指在 B 处 量出 AB 长度是 mm 2 当悬挂 4N 钩码时 指针指在 C 处 量出 AC 长度是 mm 3 改手拉秤钩 使指针指在 D 处 手对秤钩的拉力是 N 4 在图中标上刻度 准确到 0 2N 刻度的特点是 5 你画出弹簧秤刻度的依据是 5 第一次测定声音在水里传播的速度 是 1827 年在日内瓦湖上 其测量方法是 两人 各乘一条船相距几千米 在甲船上的实验员向水里放一口钟 在乙船上的实验员向水里放 一个听音器 甲船上的人敲响钟的同时使船上的火药发光 乙船上的人根据火光和听音器 中的钟声 便可求出声音在水里的传播速度 1 本实验需要测哪些物理量 2 写出计算声速的公式 3 为了减小误差 本实验至少应测量多少次 两船之间的距离是大一些还是小一 些 二 设计实验能力训练 1 用厚 1cm 的均匀金属板制成的开发区平面图 A 比例尺为 1 10000 现给你一个弹簧 测力计 水和细线 要求测出开发区的实际占地面积 请写出步骤 用字母表示所测物理 量 1 2 3 计算可得开发区实际面积 S 用字母表示 2 请利用一瓶矿泉水 设计两个不同的物理实验 并完成下表 3 给你一个圆柱体 一张长纸条 如图 还有一个三角板 一把刻度尺和一根针 请你 利用这些工具来测圆周率 等于多少 写出简要步骤及 的表达式 用心 爱心 专心 4 如图所示是一卷粗细均匀的细裸铜线 现请你根据提供的天平 含砝码 分度值为 毫米的刻度尺 粗细均匀的圆铅笔 设计两种不同的实验方法 在不拉开这卷细铜线 但 可以截取一段铜线的情况下 估测这卷细铜线的总长度 已知铜线密度为 铜线的质 量没有超过天平的测量范围 要求 1 写出选用的器材 2 实验的简要步骤和所需测量的物理量 3 用测得量估算细铜线总长度 L 的表达式 方法一 方法二 5 从初中课本我们已经知道 两个互相接触的物体 当它们已经发生相对运动时 就会 在接触面上产生一种阻碍相对运动的力 这种力叫滑动摩擦力 从实验知道滑动摩擦力的 大小既跟压力大小有关 又与接触面粗糙程度有关 压力越大 滑动摩擦力越大 接触面 越粗糙 滑动摩擦力越大 进一步精确实验证明 滑动摩擦力 f 的大小跟这两个物体表面 间的压力 N 的大小成正比 f N 为动摩擦因数 它的数值跟接触面的粗糙程度有关 根据以上知识 请你设计一个测量一张白纸跟水平桌面的动摩擦因数 的方法 器 材自选 要求 1 写出实验步骤及要测的物理量 2 推出用所测物理量表示 的表达式 三 探究实验能力训练 1 某物理实验小组的同学在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时 实验记录如下 表 1 在实验过程中 需要的测量工具有 和 2 在上表空白处填出比值 G m 的平均值 3 分析表中的实验数据 得出的结论是 2 在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体 让小车自斜面顶端同一高度 从静止开始下滑 小车在不同表面运动的距离见下表 通过探究 我们可以反驳如下说法中的哪一条 用心 爱心 专心 A 摩擦力越小 小车速度减小得越慢 B 小车受到力就运动 小车不受力就不运动 C 若平面非常光滑 小车的速度将保持不变 永远运动下去 D 运动物体不受力 将保持匀速直线运动 3 设计一个探究性实验 探究树的高度及树干的粗细对树在风力作用下发生弯曲的影响 将你所设计的实验装置示意图及数据记录表格画在下画线框内 所给材料有 钩码一盒 刻度尺 同种材料做成的木条若干 只研究假设风力集中作用在树的顶端附近的情形 实验数据记录表格 设计实验装置 4 小宇和晓丽周末到崂山的 九水十八潭 游玩 该吃午饭了 他俩从背包中取出事先 购置的各种小包装食品 准备饱餐一顿 小宇拿了一包塑料包装的牛肉干 晓丽拿了一包 塑料包装的薯片 如下图 晓丽正吃得津津有味 可小宇还在费劲地撕着包装袋呢 小宇不解的说 你力气比 我还大 这么容易就将包装袋撕开了 晓丽也奇怪地看了看这包牛肉干 明白了 他 对小宇说 你看 我这包薯片的包装袋上有一个三角形的缺口 你的没有 他俩又检查了其他小食品的包装袋 发现有的是半圆形的缺口 有的是直线型 裂缝 型 的缺口 物理课堂培养出的探究意识 促使他俩针对这一现象提出了一个物理探究课题 请你也向他俩那样针对上述现象提出一个探究课题 并完成如下的探究报告 探究课题 一 猜想 设计实验方案 实验器材 实验步骤 实验记录表格 预测实验 如果猜想正确 将会出现的现象是 饮餐一顿后 小宇又拿出一袋瓜子 尽管包装袋上没有缺口 但也较容易地将包装袋 撕开了 他仔细一看 发现包装袋是牛皮纸做的 针对这一现象 请你提出一个探究课题 二 四 开放实验能力训练题 1 利用弹簧测力计 刻度尺 木块 铁块 细绳 钩码 质量已知 规格相同 等器材 数量不限 可以进行很多力学实验 请选用其中的一些器材 设计一个力学实验 要求 写出 用心 爱心 专心 1 实验研究的问题是 2 实验所需的器材有 3 实验步骤和分析 包括要测量的物理量和数据处理 2 给你一张纸 一根饮料吸管 一根橡皮筋 一把钢尺 一只铅笔 请你根据上述提供 的器材做两个不同的声学实验 要求说出每个实验选用的器材 具体的做法及说明的物理 问题 3 简易器材 一个圆柱体平底玻璃杯 一块硬纸片 若干个充了空气的气球 一块海绵 和一桶水 利用一种或两种以上器材设计三个力学实验 并按下表要求填写 用心 爱心 专心 试题答案试题答案 实验专题 一 基本实验 能力训练 1 C 2 在楼顶用皮尺垂下测量 用绳子从楼顶垂下 再测出绳长 测出一层楼高乘 以 12 用标杆配合测楼影长可得楼高 用高度计测量 3 1 在硬币边缘做一记号 2 将硬币立放在曲线上 使记号对准 A 点 3 使硬 币沿曲线滚动到 B 点 并记下圈数及最终位置 4 将硬币记号对准刻度尺零刻线 使 硬币沿尺子滚动到与上述相同的圈数及硬币的最终位置 此时硬币最终位置所对刻度尺的 数值就是 AB 曲线的长度 4 1 12 5 2 18 8 3 6 4 均匀的 5 弹簧的伸长与所受拉力成正 比 5 1 两船之间的距离和钟声从一船传到另一船的时间st 2 t s v 3 3 次 大一些 二 设计实验 能力训练 1 1 用弹簧测力计测出金属板 A 在空气中的重力 G1 2 用弹簧测力计测出金属板 A 浸没于水中时视重 G2 3 221 10000 gh GG 水 2 3 1 纸条紧绕圆柱体几圈 用针扎个孔 2 拿开纸条 用刻度尺量出相邻两针孔间距离 L 3 用三角板 直尺量出圆柱体横截面积的直径 则 ddL 4 方法一 1 天平 刻度尺 2 用天平测出整卷细铜线的总质量 M 截取一段适量的铜线 用天平测出 这段铜线的质量 用刻度尺测出这段铜线的长度ml 3 l m M L 方法二 1 天平 刻度尺 铅笔 2 用天平测出整卷细铜线的总质量 M 截取一段适量的铜线 将铜线紧密 排绕在铅笔上圈 用刻度尺测出这个线圈的总长度nl 3 2 4 l nM L 用心 爱心 专心 5 1 把纸贴在木块的下表面 使纸跟水平桌面接触 用弹簧测力计水平拉木块 做匀速直线运动 记下此时弹簧测力计的示数为 F 用弹簧测力计测出纸和木块的总重 为 G 2 的表达式 根据二力平衡得和 N G 由得 F G Ff Nf Nf 三 探究实验 1 1 天平 弹簧测力计 2 9 8 3 物体的重力和它的质量成正比 2 B 3 4 答案一 探究课题 一 撕物体时力的作用效果与是否有缺口有关吗 猜想 有关 或 无关 设计实验方案 实验器材 六张相同的纸 三纸有缺口 三张无缺口 实验步骤 1 将纸分成三组 每组分别有一张有缺口的纸和一张无缺口的纸 2 实验每组 沿缺口撕那张有缺口的纸张 感觉一下用力的大小 然后用同样的 方法撕那张无缺口的纸张 感觉一下用力的大小 3 实验第二 三组 用同样的方法撕其余两组有缺口和无缺口的纸张 感觉一下 每一次用力的大小将结果记入下表 实验记录表格 预测实验 如果猜想正确 将会出现的现象是 撕每一组纸张时用力的大小均不同 或 撕每 一组纸张时用力的大小均相同 注 注 这里的 预测实验 可以更加具体 如 每一组中 撕有缺口的用力小 等等 若探究课题是 是否有缺口的物体容易撕开 或 撕开用的力较小 没有缺口的物 体不容易撕开 或 撕开用的力较大 猜想 可回答 是 或 不是 设计实验 用心 爱心 专心 方案与上相同 预测实验 回答 每一组中有缺口的纸张都容易撕开 没有缺口的纸张都 不容易撕开 或者 撕每一组中有缺口的纸张和无缺口的纸张用力都一样大 答案二 探究课题 一 撕物体时力的作用效果是否与缺口形状有关 猜想 有关 或 无关 设计实验方案 略 答案三 探究课题 一 撕开物体时缺口成什么形状效果最好 答案略 答案四 探究课题 一 撕物体时力的作用效果是否与缺