8年级下册物理 期末复习(实验专题) 逐字稿-4,910字
师:同学们,欢迎大家进入期末复习的实验专题环节。老师根据课标要求,把期末复习范围内的实验进行了梳理,请大家重点关注以下6个实验。现在,我们一起来回顾实验一:探究阻力对物体运动的影响。实验器材如大屏所示,我们通过追问的方式进行实验设计。
追问一:阻力对物体的运动到底有怎样的影响呢?生活经验告诉我们,阻力会使物体运动速度减小。
追问二:如何判断速度减得快还是慢呢?可以通过观察小车在水平面上运动距离的远近。小车在水平面上运动的距离越近,是不是就能说明阻力对物体运动的影响越大呢?事实上,小车在水平面上运动的距离,除了受阻力影响,还与刚开始的速度有关,所以还要控制小车刚开始的速度相等。
那如何控制小车刚开始的速度相等呢?有的同学说可以给它一个推力,也有的同学说可以用别的物体撞击它,但这些方法都很难判断小车是否获得了相同的初速度。我们可以让小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,这样就能控制小车刚开始获得的初速度相等,这里用到了控制变量法。通过改变水平面的材料粗糙程度,来改变小车受到的阻力,从而研究阻力对物体在水平面上运动距离的影响。
通过实验我们得出:小车受到的阻力越小,速度减得就越慢,小车运动的距离就越长。注意,这是通过实验得出的。下面通过推论得出,如果小车在绝对光滑的水平面上不受阻力,它将会以恒定的速度永远运动下去,也就是做匀速直线运动。这部分是推论得出的,所以我们把这种方法称为理想化实验法。下面进行评估交流。
第一,如乙图所示,小车在水平面上运动时的受力分析图,注意是它在水平面上运动时的受力示意图,它受到重力、支持力,还有水平向左的摩擦力。答案选B。
第二,小车到达水平面后不能立即停下来,是由于惯性,最后停下来是受到了阻力,这说明阻力改变了小车的运动状态。
第三,通过这个实验能不能直接得出牛顿第一定律?大家回忆一下牛顿第一定律是如何表述的:一切物体不受力时,将保持静止或匀速直线运动状态,也就是既有静止物体,又有匀速直线运动物体的运动情况。而本实验只探究了运动的物体不受力时将做匀速直线运动,所以不能直接得出牛顿第一定律。
第四,这辆小车通过平滑的水平面离开桌面,请问之后它的运动轨迹是怎样的?要讨论之后的运动轨迹,先看清楚它在离开桌面之前的运动情况,水平方向有一个初速度,再看它离开桌面之后的受力情况,受到了重力的作用,速度方向和力的方向不在一条直线上,因此它会做曲线运动,所以选C。
另一小组同学在探究这个实验时,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平板面。在不改变实验装置的条件下,应该如何改进呢?冲出水平板面,说明小车在水平方向运动的距离太长,速度减得太慢。在这里我们可以改变的,要么是改变阻力,让阻力大一点,但改变阻力要改变粗糙程度,这违背题目条件。还有一个办法就是让小车的初速度小一点,在不改变实验装置的条件下,可以通过降低小车在斜面上下滑时的高度,让它刚到水平面的初速度小一点,这样它在水平面上滑行的距离就可以短一点,不会冲出水平板面。
接下来我们看第二个实验:探究影响压力作用效果的因素。本实验小明是通过观察什么来比较压力作用效果呢?下面是块海绵,是靠海绵的形变程度来反映,这种科学探究方法称为转化法。甲乙两张图可以得到什么结论呢?大家看甲乙两张图,压力不同,受力面积相同,所以可以得到结论:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
第三个问题,如果要探究压力作用效果与受力面积大小的关系,那就是要让压力不变,改变受力面积,所以应该通过甲和丙图。
第四个问题,老师还提供了如图所示的6个实验器材,不能完成小明的探究目的,也就是探究压力作用效果与哪些因素有关。那我们先来看要完成探究目的需要达到哪几个条件:第一,压力的作用效果有没有办法显现出来;第二,压力或者受力面积有没有办法改变。我们来看1、3、6,压力的作用效果可以通过沙坑中沙的下陷程度来反映出来,压力的大小可以通过加减砝码改变,受力面积可以通过把小桌正放倒放改变,所以可以。2、5,海绵可以观察压力作用效果,同样可以实现。2、3、4,这里有海绵,也可以观察压力作用效果,受力面积的改变,可以把木板正放侧放。我们再看D,3个砝码、4块木板、5个矿泉水瓶装有适量的水,在这个实验当中我们发现没办法观察压力的作用效果,因为木板是不易形变的材料,所以本题答案应该是选D。
接下来我们再来回顾实验三:探究液体内部压强的影响因素。我们是通过U型管内液面的高度差来反映被测压强的大小。使用前,检查装置是否有漏气现象,可以用手轻轻按压橡皮膜,如果U型管中的水面能够灵活升降,说明该装置不漏气。如果在使用前发现还没有给它压强,U型管内就已经有液面高度差,那就需要把软管拆下来重新安装。通过丙图和丁图大家看,探头所处的深度一致,液体的密度不同,所以可以得出:深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越大。本实验采用的方法有控制变量法,还有通过U型管液面高度差来反映压强的转化法。
回顾实验四:估测大气压强。所选的器材是容积为V的注射器、弹簧测力计还有卡尺。实验之前先要把注射器的活塞推到注射筒的底部,并且用橡皮帽把它封住小孔,这样做的目的是排净桶内的空气。然后慢慢地拉动这个注射筒外筒,我们的研究对象是大气对活塞的压力。当活塞相对于筒开始滑动的时候,即使活塞对地是静止的,既然它静止,那么它受到的力必然是平衡力。所以左边弹簧测力计有拉力,右边大气对活塞有水平向右的压力,根据二力平衡原理,大气压力就可以用弹簧测力计的拉力来显示。
大气压力有办法测出来了,那么受力面积如何测呢?我们用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,注射器对应的容积是有刻度部分的体积,所以有刻度部分的体积除以有刻度部分的长度,对应的就是注射器活塞的横截面积。压力除以受力面积,就得到大气压强的表达式。
实验时同学们发现注射器顶端有一部分气体没有排净,这样会导致测量结果如何变化呢?我们先来对活塞进行受力分析,水平向右的大气压力,由于桶内有气体,所以对它有一个水平向左的气体压力,弹簧测力计拉它。我们刚才已经知道,是靠弹簧测力计的拉力大小来反映大气压力的,所以像现在这个拉力明显要比大气压力来得小,所以测量结果是偏小的。