初中物理--力学实验设计.doc

力学实验设计

1．实验桌上有满足实验需要的如下器材：天平、砝码、体积不同的铝块、细线、大烧杯、量筒、水。请你利用上述器材设计一个实验证明：浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积成正比。请你写出实验步骤，画出实验数据记录表。

实验步骤：
（1）在量筒中注入适量的水，读出此时水的体积V0；用细线把一个铝块拴好，使其浸没在量筒内的水中，此时量筒中水面对应的刻度值用V表示；将V0、V的数据记在实验数据记录表中。
（2）在烧杯中注入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量m0的数据，并记在实验数据记录表中；将步骤（1）中用细线拴好的铝块悬挂并浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，铝块不接触烧杯，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平再次平衡时，天平右盘中砝码的总质量与游码所对刻度值之和用m表示，将m的数据记在实验数据记录表中。
（3）换用体积不同的铝块，仿照步骤（1）、（2）再做5次实验，依次读出它们浸没在量筒的水中时，水面对应的刻度值V的数据；分别测出相应的每个铝块悬挂并浸没在烧杯的水中时m的数据；分别将每次的V、m的数据记在实验数据记录表中。
（4）根据V排＝V－V0，F浮＝mg－m0g分别计算出6次的V排和F浮的数据，并分别记在实验数据记录表中。
实验数据记录表
V0/m3V/m3V排/m3m0/kgm/kgF浮/N

图2

2．实验桌上有如下器材：如图2所示的金属圆柱体（底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线），已调零的弹簧测力计、足够深的水槽、足量的水。请你利用上述器材设计一个实验证明：“水内部的压强跟水的深度成正比”。要求：（1）请写出实验步骤。（2）画出实验数据记录表。

实验步骤：
①用弹簧测力计测量金属圆柱体受到的重力G，并将圆柱体底面积S和重力G的数据记录在表格中。
②将挂在弹簧测力计下的金属圆柱体部分体积竖直浸在大水槽的水中，静止时由金属圆柱体侧面的刻线读出它浸入水中的深度h，用弹簧测力计测出对金属圆柱体的拉力F拉，将h和F拉的数据记录在表格中；
③仿照步骤②，再改变5次金属圆柱体浸在水中的深度，读出各次它浸入水中的深度h；用弹簧测力计分别测量各次金属圆柱体受到的拉力F拉；将各次相应的h和F拉的数据记录在表格中；
④利用公式和测量数据分别计算出6次金属圆柱体下表面受到水的压强p，将数据记录在表格中。
实验数据记录表格：

S/m2G/Nh/mF拉/Np/Pa

图1
0
1
N

2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
3．实验台上有组装好的实验装置，如图1所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。

实验步骤：
（1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；
（2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤（1）再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把各次的测量数据记录在表格中。
（3）利用W总＝Fs，计算出各次的总功，用W有用＝Gh=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中。