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。
小春发现高速公路常有如图所示的限速警告标志,他问爸爸:为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢?爸爸告诉他:大车质量大,惯性大,如果速度太快的话,遇紧急情况不能及时停下来,极易造成交通事故.小春想:这就是说在相同的情况下大车要停下来所用的距离比小车要长?为此,他设计了如图所示的装置及以下探究方案:
①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s1;
②给小车车厢里添加适当的钩码,并使小车从同一高度由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s2;
③再继续增加钩码数量,重复步骤②;
④比较各次水平运动距离s的大小,归纳出结论.对于上述探究方案,请你作答:
(1)给小车添加钩码的目的是_______.
(2)让小车从同一高度下滑的目的是_______.
(3)小车在水平面上运动的过程中,机械能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同,则s2_______s1(选填“>”、“=”或“<”),原因是 .
(5)小春的探究方案合理吗?_______.为什么?_____________________.
在学习势能知识时,小红将一张硬卡片对折,在开口一边剪两刀,然后将一根橡皮筋套在开口边,做成了一个特殊的卡片.
(1)小红将图中的卡片反过来,用手把它压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,观察到的实验现象是_______,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋对卡片_______,因此橡皮筋具有____________________.
(2)接下来小红仍将卡片下压,但不压平,迅速松手后观察到的实验现象是________,小红根据这个实验现象可以得出的结论是____________________________.
(3)要想卡片弹得更高,请想一想有哪些方法?(写出两种)
__________________________________________.
__________________________________________.
如图是某同学“测滑轮组机械效率”的实验装置,并做了如下实验记录:
钩码重G(N) |
钩码上升高度h(m) |
测力计拉力 F(N) |
测力计移动距离s (m) |
2 |
0.1 |
0.4 |
0.3 |
(1)如果你对该同学的实验记录进行有关分析,就会发现他的实验结果是违背物理规律的,其表现在于___________ _____。如图是测力计的放大图,结合图你会发现导致实验结果违背物理规律的原因,其原因是 。纠正错误后,可计算该滑轮组的机械效率为 。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将 。(“增大”、“减小”或“不变”)
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 |
钩码悬挂点 |
钩码总重G/N |
钩码移动距离h/m |
拉力F/N |
测力计移动距离s/m |
机械效率η/% |
1 |
A点 |
1.5 |
0.10 |
0.7 |
0.30 |
71.4 |
2 |
B点 |
2.0 |
0.15 |
1.2 |
0.30 |
83.3 |
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答: ;请简要说明两条理由:① ;② .
如图是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮,若使绳端的拉力沿向上的方向
(1)请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。
(2)完善下列实验步骤:
A.按组装图把实验器材装配好 |
B.用弹簧秤测量出重物的重力 |
C.在动滑轮下面挂上重物,并分别记下重物和弹簧秤的位置 |
D.拉弹簧秤,使重物上升一段距离,读出 |
E.用刻度尺分别量出 和 移动的距离
F.由测得的数据,求出滑轮组的机械效率
(3)在这个实验中,若物重4N,重物上升了0.1m,弹簧秤示数为2N,请计算该滑轮组的机械效率η= 。
(4)你能分析一下效率不是100%的原因吗?请你试着写出两条: 、 。