2024八年级物理下册提练第15招利用控制变量进行探究习题课件新版新人教版

第15招利用控制变量进行探究教你一招

物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因

素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。

每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不

变，从而探究被改变的这个因素对事物的影响，这种方法叫

控制变量法。⁠

⁠

小君同学在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验

中，做了如图所示的实验。(1)用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，根

据⁠

⁠的原理，可知摩擦力与拉力大小相等；(2)小君分析甲和乙，发现F甲小于F乙，说明滑动摩擦力的大

小与接触面的⁠

⁠有关；(3)为了探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关，应比

较⁠

⁠两图；(4)小君在本次实验中运用的研究方法是⁠

⁠和转换法。解题秘方(1)用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡的原理，可知摩擦力与拉力大小相等。(2)小君分析甲和乙，发现F甲小于F乙，而甲、乙两图中接触面的粗糙程度不同，说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。(3)为了探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关，应只改变压力大小，故应比较乙、丙两图。(4)本次实验中运用的研究方法是控制变量法和转换法。答案：(1)二力平衡

(2)粗糙程度

(3)乙、丙

(4)控制变量法⁠

⁠探究弹力大小的影响因素1.在“制作橡皮筋测力计”的活动中，同学们发现：在一定

的范围内，橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋的长度越长。

根据这一现象，小明和小丽提出如下猜想(如图所示)。究

竟谁的猜想正确呢？他们决定一起通过实验来验证自己的

猜想。橡皮筋伸长的长度一般用符号ΔL表示，它等于挂上钩码后

橡皮筋的长度L与橡皮筋没有挂钩码时的长度L0之差，即

ΔL＝L－L0。(1)要完成实验，除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩

码、铁架台和细线外，还需要的器材是⁠

⁠；(2)小明和小丽的实验记录数据如下表所示：1拉力(钩码总重)F/N00.51.01.52.02.52橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.53橡皮筋伸长的长度ΔL/cm00.61.21.82.43.0刻度尺1.8①没有挂钩码时，橡皮筋的长度L0＝⁠

⁠cm。②请将表格中第3行的数据补充完整。③要判断小丽的猜想是否正确，应对表格中的哪两行数据

进行分析比较？4.5

答：应对⁠

⁠、⁠

⁠(填序号)两行数据进行比较。④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证谁的猜想是

正确的？答：⁠

⁠。你是如何分析数据并做出此判断

的？请简要写出你的判断依据：⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠。1

2

小明橡皮筋伸长的长度与每

次的拉力的比值为一常数(或拉力扩大几倍，橡皮筋伸长的

长度也扩大几倍)

⁠

⁠探究重力2.形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的⁠

⁠

⁠

⁠上。如图所示的为质量分布均匀但形状不规则带有

小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定

它的重心。几何

中心(1)操作方法：①⁠

⁠

⁠

⁠

⁠。②⁠

⁠；用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上作出重力的作用线AB利用同样的方法再作出另一条重力的作用线CD

(2)判断方法：⁠

⁠即为薄木板的重心；(3)实验中没有利用到的物理知识是⁠

⁠。①二力平衡的条件②重力的方向是竖直向下的③重力的大小跟物体质量成正比AB、CD的交点③

⁠

⁠探究二力平衡条件3.小明在“探究二力的平衡条件”的实验中，设计了如图所

示的两种实验方案。(1)通过实验比较，小明发现采用方案乙实验效果更好，原

因是⁠

⁠

⁠

⁠；(2)该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是⁠

⁠

⁠

⁠；滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验

的影响改变作用

力的方向(3)保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一

个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。

这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相

等，方向相反，并且⁠

⁠，这两个力

才能彼此平衡；(4)小明在探究完二力平衡条件后，又利用该装置进行探

究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现

象说明力可以改变物体的⁠

⁠。作用在同一条直线上运动状态⁠

⁠探究滑动摩擦力的影响因素4.[2023·长沙·情境题·生活应用]小明家的旧沙发垫容易滑

落，为此妈妈更换了一块背面有防滑颗粒的新沙发垫，小

明把背面朝上的新、旧沙发垫固定在水平面上，用如图所

示的方法测量同一本书在沙发垫上滑行时受到的摩擦力。(1)小明应使书在沙发垫上做⁠

⁠运动，对比两次

弹簧测力计的示数可知：压力相同时，增大⁠

⁠

⁠

⁠可以增大滑动摩擦力；(2)在图甲的书上叠放一本书，重做图甲所示的实验，可以

探究滑动摩擦力大小与⁠

⁠的关系。匀速直线接触面的粗

糙程度压力大小【点拨】(1)用弹簧测力计拉动书做匀速直线运动时，书所受的滑

动摩擦力和拉力是一对平衡力，由二力平衡条件知，滑动摩

擦力等于拉力，可通过弹簧测力计的示数得到滑动摩擦力的

大小；甲、乙两次实验中，图乙中背面有防滑颗粒的新沙发

垫表面粗糙，弹簧测力计的示数大，由此可知：压力相同

时，增大接触面的粗糙程度可以增大滑动摩擦力。(2)在图甲的书上叠放一本书，重做图甲所示的实验，保持了

接触面的粗糙程度不变，只改变了压力大小，可探究滑动摩

擦力大小与压力大小的关系。⁠

⁠探究压力作用效果的影响因素5.如图所示的是某小组“探究压力的作用效果与哪些因素有

关”的实验。(1)实验中通过比较海绵的⁠

⁠来比较压力作用效

果的大小。这种实验方法是⁠

⁠法；(2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果

与⁠

⁠的关系。通过比较图⁠

⁠和图⁠

⁠两

次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实

验方法是⁠

⁠法；凹陷程度转换压力大小乙丙控制变量(3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止

在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大

小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是

一对⁠

⁠力，它受到的重力与桌面对它的支持力

是一对⁠

⁠力。相互作用平衡⁠

⁠探究液体压强大小的影响因素6.[2023·凉山州]物理课上，同学们利用压强计探究液体内部

压强，进行了以下实验操作。(1)实验前，用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降

灵活，说明该装置⁠

⁠(填“漏气”或“不漏

气”)；(2)通过比较⁠

⁠两图，可得出结论：同一种液体的压

强随深度的增加而增大；(3)通过比较D、E两图，可探究液体压强与⁠

⁠的

关系；不漏气B、D

液体密度(4)通过比较A、B、C三图，可得出结论：同种液体在相同

深度向各个方向的压强⁠

⁠；(5)某次实验时，小王同学将探头放入水下，U形管两侧水

面高度差为10cm，此时U形管内外的气压差为⁠

⁠

⁠

⁠Pa。相等1

000

【点拨】(1)用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，

说明该装置不漏气。(2)B、D两图中，液体的密度相同，深

度越深，液体的压强越大，可得同一种液体的压强随深度的

增加而增大。(3)D、E两图中，液体的深度是相同的，液体

的密度不同，液体的压强就不同，可探究液体压强与液体密

度的关系。(4)A、B、C三图中，液体密度和液体深度相同时，橡皮膜的

方向不同，U形管的液面高度差相同，可得同种液体在相同

深度向各个方向的压强相等。(5)由题可知，U形管两侧水面

高度差为10cm，此时U形管内外的气压差p＝ρgh＝103

kg/m3×10N/kg×10×10－2m＝1000Pa。⁠

⁠探究浮力大小的影响因素7.[2023·常德]小霞同学按照如图(a)所示的实验操作，探究影

响浮力大小的因素。(1)物体全部浸没在水中时，受到的浮力是⁠

⁠N；(2)观察A、B、C、D四幅图，可得出物体受到的浮力大小

与⁠

⁠有关；1

排开液体的体积(3)由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与⁠

⁠

⁠

⁠有关；(4)小明还想用图(b)所示的装置验证阿基米德原理：液体

密度①将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水

杯的高度。当逐渐调高升降台时，小明发现随着重物浸入

水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数变小，此时弹簧测

力计乙的示数会⁠

⁠(填“变大”“变小”或“不

变”)，若它们的变化量相等，则证明F浮＝G排。变大②在图(b)中，已知重物是底面积为100cm2，高为8cm，重

为10N的实心长方体，从重物刚接触水面开始，将升降台

缓慢上升6cm，则重物最终浸入的深度为⁠

⁠cm(弹簧测

力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。4

【点拨】(1)由图A可知，物体的重力G＝4N，由图D可知物体浸

没时弹簧测力计的示数F'＝3N，则物体浸没在水中所受的

浮力F浮＝G－F'＝4N－3N＝1N。(2)由A、B、C、D四个

图可知，物体排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不同，

受到的浮力不同，据此可得物体受到的浮力大小与排开液体

的体积有关。(3)由A、D、E三图可知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，浮力不相同，故可得物体受到的浮力大小与液体的密度有关。(4)①图(b)中，将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度，逐渐调高升降台，重物浸入水中的体积变大，排开水的体积变大，由公式F浮＝ρ液gV排可知重物受到的浮力变大，则弹簧测力计甲的示数F'＝G重－F浮变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，则弹簧测力计乙的示数变大。

⁠

⁠探究动能大小的影响因素8.[2023·广西]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验

中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，

将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。(1)在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化

为⁠

⁠；动能(2)实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做

功越⁠

⁠。钢球的动能就越⁠

⁠；(3)在水平面上，被撞出的木块由于受到⁠

⁠力的作

用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做⁠

⁠

⁠直线运动。多大阻匀速

【点拨】(1)钢球从斜槽滚下的过程中，高度降低、速度增大，重

力势能转化成动能。(2)钢球质量越大，木块被撞得越远，表

明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大。(3)木块最终

会停下来是因为受到阻力的作用。如果水平面光滑且足够

长，不受阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动。⁠

⁠探究机械能间的相互转化9.在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中，采用

如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬

挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小

球，观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变

化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势

能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转

化，数据如下表所示。运动过程或位置AA→BBB→CC动能Ek/J0增加4.98减少0重力势能Ep/J5.00减少0增加4.97(1)小球在图中的C位置，受到⁠

⁠个力的作用(不计空气

阻力)；2

(2)从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增

加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化

为⁠

⁠；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，

这主要是由于小球受到⁠

⁠造成的；(3)在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，

那么，小球到达B位置时的机械能⁠

⁠(填“大

于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的

机械能。动能空气阻力大于【点拨】(1)小球在图中的C位置，受到重力、细线对它的拉力，共2个力的作用。(2)小球从A→B的过程中速度不断增加，高

度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为动能；在能

量转化的过程中，由于受到空气阻力的作用，机械能逐渐减

少。(3)在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不

变，那么，小球到达B位置时的速度大小基本不变。而质量

越大具有的动能越大，故质