科学探究是物理学科核心素养的重要内容,探究的形式可以是多种多样的。
(一 探究凸透镜成像的规律:
【设计实验与进行实验】
(1)实验器材:刻度尺、凸透镜、光屏、三个底座、蜡烛及火柴;
(2)如图1所示,为保证像能成在光屏中央,将装有底座的蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在水平桌面上,调整位置,使它们排列在 上,再调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度;
(3)如图2所示, 为凸透镜的焦点, 为某次实验时物体 通过凸透镜在光屏上成的像,则物体 在图中 区域,箭头方向竖直向 ,其大小比像 ;
(二 探究磁与电的联系
如图3所示,是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动,发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇,她利用如图4所示的装置进行了下面的实验。
【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时,另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。
【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时,表内线圈在磁场中 运动,产生了感应电流。于是,左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,它在 中受到力的作用,带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于 机。
在学习“运动和力的关系”时,我们曾追随着物理学家的足迹,设计过这样的“斜面”实验:
(1)如图所示,让小车从斜面滑下后沿水平面运动,是为了使小车在水平面运动时,竖直方向上受到的_______力和_____________力相平衡,相当于小车只受水平方向上的摩擦力。
(2)每次都让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,是为了使小车在滑到底端时具有相同的________。
(3)减小图中水平面的粗糙程度,比较小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越_______,小车运动得越____。
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,则小车会在水平面上做__________运动,即物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持.
在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中,让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,撞击水平木板上的木块.如图所示.
(1)本实验的研究对象是 。( 选填“小 车”或“木块”)
(2)将同一小车从斜面不同高度滚下,放置的位置越高,木块被撞击得越远.研究表明:当一定时,物体的越大,物体的动能越大
(3)从能量转化的角度解释为什么同一小车在斜面上放置的位置越高,小车到达水平时的动能就越大 ?
(4)如右图甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则(填序号).
①f甲>f乙②f甲<f乙③f甲=f乙.
(5)这个实验中,利用木块被推出的距离来比较小车的动能大小。下列实例中与此实验方法相同的有。(填编号)
①认识电流大小时,用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
(6)质量和速度谁对动能的影响较大呢?某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器进一步得出了质量大的大车和质量小的小车一些数据.从下表中的数据,你可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是,由影响动能大小的因素可知高速公路上大客车的限速比小轿车。(大/小)
物体 |
质量m/kg |
速度v/m·s-1 |
动能E/J |
小车 |
0.2 |
2 |
0.4 |
大车 |
0.4 |
1 |
0.2 |
某同学用两个完全相同的滑轮绕制了两个滑轮组(如下图),并选用其中一个完成机械效率测量实验,下面是实验记录:
次数 |
物重/N |
物体升高/m |
拉力/N |
绳子拉下/m |
有用功/J |
总功/J |
机械效率 |
1 |
4 |
0.1 |
3.00 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
|
2 |
0.1 |
6 |
0.2 |
1 |
1.2 |
83.3% |
|
3 |
10 |
0.2 |
6 |
0.4 |
2 |
2.4 |
83.3% |
(1)把表格中所缺少的数据填写完整.
(2)读弹簧测力计示数时,应拉动绳自由端,如果静止读数,会导致机械效率的测量值偏.
(3)由表格中的数据可以知道,实验选择的是(选填 “左”或“右”)边一套装置.
(4)分析第1次和第2次的数据可以知道,对于同一个滑轮组,可以通过增加来提高机械效率.
(5)分析第2次和第3次的数据我们可以得到的结论是:.
(6)若不计摩擦与绳重,可以计算出第1次实验中所用动滑轮的重为N。
小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为5m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米,并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能变化过程是。小球受到的重力为N (不考虑空气阻力) 。
小丽同学在探究如左图电路的电流关系时,她打算用电流表分别测A、B、C三处的电流。
(1)小丽把电流表接入A点,当闭合开关时,发现电流表指针如上右图所示,原因是 。
(2)比较上表数据,可以得出初步结论是。
根据此结论右图电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为0.5A,则流过L1的电流为A。