2019年中考物理专题复习创新探究实验15个

创新探究实验15个

一、力学创新探究题

1. 在日常生活中，同学们可能经历过这样的现象，百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大.于是小明猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动速度的大小有关.于是在一个无风的周末，小明和老师进行了如下实验.

小明将如图所示的装置固定在汽车车顶.老师驾驶汽车依次以不同速度匀速在水平面上行驶一段距离，小明将弹簧测力计的示数记录在表格中.

第1题图 小车速度v /(m·s －1)

5 10 15 20 弹簧测力计示数F /N 0.1 0.5 1.1 1.9

(1)根据的知识可知弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力.

(2)实验装置中用小车而不用木块，并将其放在表面平滑的车顶，目的是为了减小对实验结果的影响.

(3)分析表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越.若小车运动的速度为10 m/s ，则小车的功率为W.

(4)实验完毕后，小明又进行了新的思考：空中下落的物体速度会增大.那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大 ？在老师的指导下，小明知道了：若雨滴下落时，所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；若雨滴下落时，所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小.

请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析：一滴质量为5 g 的雨滴从高空下落时(假设在无风天气，雨滴下落高度足够大)，所受到的最大阻力f ＝N ，此后雨滴做___________________________________________________________.

(5)你认为运动物体受到的空气阻力大小还与有关.

【答案】(1)二力平衡 (2)摩擦力 (3)大 5 (4)0.05 匀速直线运动 (5)物体的形状(其他答案合理均可)

【解析】(1)因为汽车匀速运动，所以小车受力平衡，水平方向所受的牵引力与阻力平衡，所以弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力；(2)用小车而不用木块的目的是将滑动摩擦变为滚动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响；(3)由表中的实验数据可知，物体运动速度越大，弹簧测力计的示数越大，说明汽车所受的阻力越大；小车运动的速度为10 m/s 时，测力计的示数为0.5 N ，可知F ＝f ＝0.5 N ；则P ＝W t ＝Fs t

＝Fv ＝0.5 N×10 m/s ＝5 W ；(4)若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，当雨滴达到一定速度时，阻力等于重力，雨滴所受到的最大阻力为f ＝G ＝mg ＝0.005 kg×10 N/kg＝0.05 N ，雨滴受力平衡，此后雨滴将做匀速直线运动；(5)物体所受到的空气阻力大小还与物体的形状等有关(其他答案合理均可).

2. 小明在一条细线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆10个来回所用时间几乎相等.于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t 跟哪些因素有关呢？

【猜想与假设】

猜想一：可能跟螺母摆动的角度θ有关；

猜想二：可能跟细线的长度L有关；

猜想三：可能跟螺母的质量m有关.

【进行实验与收集证据】

(1)为验证以上猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和.

(2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到的一些数据如下表：

序号细线长

度L/cm

螺母的质

量m/g

螺母摆动的

角度θ/°

螺母来回摆动

一次的时间t/s

1 100 10 3 2.0

2 140 10

3 2.4

3 140 10 5 2.4

4 100 1

5 3 2.0

①本实验用到的实验方法是Ｗ.对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与有关.

②对比2、3两次实验，得出的结论是：螺母来回摆动一次的时间t与该因素(选填“有关”或“无关”).

【实验结论】综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟细线的长度L有关，且细线越长，螺母来回摆动一次的时间t越Ｗ.

【评估与交流】实验中，螺母摆动一次所用的时间很难测准，如何能更准确地测量螺母摆动一次所用的时间：Ｗ.

【拓展应用】摆钟就是利用此原理制成的，那么如果家里的摆钟变慢了，要把它调准，我们应将摆钟的摆长调(选填“长”或“短”).

【答案】【进行实验与收集证据】(1)秒表(停表) (2)①控制变量法细线长度②无关【实验结论】长【评估与交流】测多次摆动的时间，然后求平均值【拓展应用】短【解析】为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和秒表(停表)；分析表中数据可知本实验用的是控制变量法；对比1、2两次实验可知，螺母质量和摆动角度相同，但细线长度不同，所以时间不同；对比2、3两次实验，螺母质量和细线长度相同，螺母摆动角度不同，但时间相同，说明与摆动角度无关；(综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟细线的长度L有关，且细线越长，螺母来回摆动一次的时间t越长；螺母摆动一次所用的时间很难测准，测多次摆动的时间，然后求平均值可使测量的结果更准确；摆钟变慢了，说明摆钟来回摆动一次的时间变长了，为了将它调准，应将摆钟的摆长调短.

3. 学校举行春季运动会，小明是标枪组的运动员，在练习过程中小明一直在思考怎样才能把标枪掷得远一些，通过练习和观看其他队员的投掷情况，小明做了如下猜想：