专题02 力与运动重点实验-江苏省2025年中考物理重难点热点专练（含答案解析）

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2025年中考物理重难点热点专练

专题02 力与运动重点实验

【知识必备】

1．探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关

（1）二力平衡原理：当木块在水平方向做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力

转换法思想：通过弹簧测力计示数间接测量滑动摩擦力大小

（2）实验器材选择：

弹簧测力计的量程与分度值选择（需提前校零）

接触面材料对比（如木板、棉布、毛巾）及压力调节装置（如砝码或叠加木块）

（3）影响因素分析：直接因素：接触面所受压力、接触面的粗糙程度

无关因素：接触面积大小、物体运动速度

（4）实验步骤设计：验证压力影响：保持接触面粗糙程度相同，改变木块上砝码数量

验证接触面影响：保持压力相同，更换不同粗糙程度的接触面（如木板→毛巾）

关键操作：必须匀速拉动木块以确保拉力等于摩擦力（误差分析要点）

（5）结论推导：

接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；

压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大

2． 探究二力平衡的条件

（1）平衡状态：物体在受两个力作用时保持静止或匀速直线运动状态，此时这两个力满足二力平衡条件。

控制变量法：通过改变力的大小、方向、作用线等变量，探究二力平衡的条件实验装置与改进

（2）关键操作步骤：剪断卡片：验证“二力必须作用在同一物体上”

验证等大：两侧钩码数量相等，观察物体是否静止。

验证反向：调整细绳方向是否相反。

验证共线：扭转卡片后释放，观察是否恢复平衡。

验证同体：剪断卡片，观察两侧钩码是否掉落

（3）实验结论：二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，必须满足大小相等、方向相反、作用线在同一直线上（同体、等大、反向、共线）

3．探究阻力对物体运动的影响

（1）牛顿第一定律基础：物体在不受外力时将保持原有运动状态（静止或匀速直线运动），阻力会改变物体的运动状态

控制变量法：通过改变接触面粗糙程度（如毛巾、棉布、木板）控制阻力变量，探究阻力对运动距离的影响

理想实验法（科学推理法）：通过实验数据推理想象阻力为零时的运动状态

（2）关键操作步骤：控制变量：每次从斜面同一高度释放小车，保证初速度相同

改变阻力：依次铺毛巾、棉布、木板，观察小车滑行距离变化

数据记录：测量并记录小车在不同接触面上滑行的距离（表格设计见示例）

（3）实验结论：接触面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行距离越远，速度减小越慢

推理：若阻力为零，小车将保持匀速直线运动（牛顿第一定律）

4．探究浮力大小与哪些因素有关

（1）阿基米德原理基础：浮力大小等于物体排开液体所受的重力，即 F_浮=G_排=ρ_液gV_排。

控制变量法：探究浮力与液体密度、物体浸入体积的关系时需控制其他变量不变

（2）称重法测浮力：F_浮=G−F_拉，通过弹簧测力计测量物体在空气和液体中的拉力差

（3）关键操作步骤：验证 F_浮与 ρ_液的关系：同一物体浸没在不同液体中，记录弹簧测力计示数差异。

验证 F_浮与 V_排 的关系：物体部分浸入、逐渐浸没时观察示数变化（需保持液体密度相同）

验证与物体密度无关：体积相同的铁块和铝块浸没同种液体中，浮力相同（苏科版教材活动示例）

（4）实验结论

直接因素：浮力大小与液体的密度 ρ_液和物体排开液体的体积 V排成正比。

无关因素：物体的密度、浸没深度（完全浸没时）、形状（排开体积相同）

【重难解读】

1．探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关

（1）误差分析与改进方法

非匀速拉动：手动操作难以匀速，导致测力计示数波动（改进：固定测力计，拉动长木板）

接触面未铺平：木块与接触面接触不均（改进：使用砂纸或平整材料）

木块未完全静止：过早测量导致滑行距离误差

2． 概念辨析与易错点

压力与重力混淆：实验中压力由木块和砝码总重力产生，需强调压力是垂直作用力，与接触面垂直

滑动摩擦与滚动摩擦：误认为滚动摩擦属于滑动摩擦（需用对比实验区分）

接触面积无关性：学生易误认为接触面积影响摩擦力（需用侧放木块实验验证）

3． 科学推理与实验设计

理想实验法：通过实验数据推理想象“接触面绝对光滑”时的运动状态（牛顿第一定律基础）

控制变量法的应用：如验证“速度无关性”时需保持压力和接触面不变

（4）操作规范与注意事项

测力计使用：使用前调零，确保拉力方向水平，避免触碰容器壁

接触面处理：确保不同材质接触面完全铺平，减少实验误差

多次测量：每个条件至少测量3次取平均值，提高数据可信度

2． 探究二力平衡的条件

（1）实验装置：传统装置：木块、定滑轮、钩码，但木块与桌面摩擦会影响实验结果。

改进方法：轻质卡片：消除摩擦力干扰；

（2）误差分析：摩擦力未消除：改进方法为使用轻质卡片或减小接触面粗糙度。

非匀速拉动：改进方法为固定测力计，拉动长木板

接触面未完全水平：需调整装置确保水平面平整，避免额外力的干扰

（3）高频易错点

混淆平衡力与相互作用力：平衡力作用在同一物体，相互作用力作用在不同物体（如手拉弹簧的力与弹簧拉手的力）。

忽视“同体”条件：误认为作用在不同物体的力可以平衡

误认为“静止是平衡状态的唯一形式”：匀速直线运动同样属于平衡状态

忽视“同一直线”条件：常见错误忽略扭转卡片实验的设计意图（需结合动态平衡分析）

（4）实验设计思维培养

如何通过对比实验验证各条件（如“保持物体静止”与“匀速运动”的等效性）

科学推理法的应用：通过实验现象推理想象“理想状态”（如牛顿第一定律的推导）

（5）实验注意点

操作规范:弹簧测力计校准：使用前调零，确保拉力方向与弹簧轴线一致

轻质卡片使用：选择质量可忽略的卡片，避免自重干扰实验结果

多次实验验证：改变变量多次操作，避免偶然性（如不同角度、不同物体验证）

3．探究阻力对物体运动的影响

（1）实验装置与改进：传统装置：斜面、小车、长木板、毛巾、棉布、刻度尺

改进方法：固定斜面高度：确保小车到达水平面时初速度相同

使用轻质卡片或小球：减小摩擦力对实验的干扰

（2）误差分析：误差来源：斜面高度不一致、接触面未完全铺平、小车未完全静止时测量距离、 小车滑出水平面

改进措施：使用固定高度的斜面装置、多次测量取平均值、降低斜面高度或增大水平面长度

（3）科学推理难点：学生易混淆“初速度相同”与“速度相同”，需强调“初速度”仅指刚到达水平面的瞬间速度

理解“阻力为零”的理想化条件，需结合伽利略理想斜面实验进行类比

（3）高频易错点：混淆“初速度相同”与“速度相同”：实验中需保证小车到达水平面时的初速度相同，而非整个运动过程中速度相同

误用“平衡力”概念：实验中阻力是改变小车运动状态的原因，而非平衡力

（4）概念辨析与易错点：阻力与惯性：阻力改变运动状态，惯性是物体保持原有运动状态的性质（误认为“阻力为零时惯性消失”）

平衡力与非平衡力：实验中阻力是改变小车运动状态的原因，而非平衡力

滑行距离与动能转化：小车滑行距离反映动能转化为内能的多少，阻力越大，能量转化越快

（5）实验注意点：

操作规范：

斜面与水平面要求：斜面需保持固定且足够光滑，避免额外摩擦力干扰

水平面材料需完全铺平，确保小车滑行轨迹稳定

数据测量技巧：用刻度尺测量滑行距离时，以小车最终静止时的重心位置为终点

若滑行距离过长，可用标记法（如小旗标记位置）替代直接测量

实验改进与创新：使用气垫导轨或磁悬浮装置模拟“阻力趋近于零”的环境

用电子传感器记录速度变化曲线（如v-t图像），直观分析减速过程

4．探究浮力大小与哪些因素有关

（1）实验装置与改进

基础装置：弹簧测力计、物块（如金属块）、烧杯、水、盐水、酒精、细线。

改进方法：轻质薄壁容器：减小容器自重对排开液体体积的影响

电子天平辅助：直接测量溢出液体质量，提高数据精度

多液体对比：选择密度差异明显的液体（水、盐水、酒精）增强实验现象对比

（2）误差分析与实验改进

溢水杯未装满：导致排开液体体积测量偏小，需先注水至溢水口

非匀速拉动弹簧测力计：手部抖动或速度不均导致示数波动，可改用固定装置（如铁架台固定测力计，移动溢水杯）

物体表面吸附气泡：影响 V排，需轻晃物体排除气泡

（3）高频易错点

混淆 V排与物体体积：误认为漂浮时 V_排=V_物（正确：V_排<V_物​）

误用物体密度判断浮沉：浮沉由 ρ_物与 ρ_液 关系决定，但浮力大小仅与 ρ液 和 V排相关

（4）科学推理与概念辨析

浮力与物体密度无关：学生易混淆“物体密度”与“液体密度”的影响，需用同体积不同密度的物体（如铁块与铝块）验证

漂浮与浸没的 V_排：漂浮时 V_排<V_物，浸没时 V_排=V_物，需通过实验对比强化理解

（5）数据关联与公式推导

从实验数据推导阿基米德原理：需将 F_浮与 G_排 的多次测量值对比，总结规律

单位换算与公式应用：如计算 ρ_液 时需注意 V_排 的单位转换（如 cm³→m³）

（6）实验注意点

溢水杯使用：实验前必须注满液体，确保排开液体全部流入小桶

物体浸没要求：需完全浸没但避免触碰容器底部或侧壁（否则拉力测量不准确）

弹簧测力计校准：使用前调零，读数时保持静止状态

一．选择题（共6小题）

1．在“探究滑动摩擦力大小与压力大小关系”的实验中，下列操作方法正确的是（　　）

A．木块由平放改为侧放 B．将木块换成铁块

C．增大对木块的拉力 D．在木块上加砝码

2．如图所示，小明在测量滑动摩擦力时，将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计水平向右拉A，使其始终做匀速直线运动，经过区域1和区域2时，弹簧测力计的示数分别为1．2N和1．8N，两区域示数不同的原因是（　　）

A．在区域1中A对木板的压力更大

B．在区域2中A对木板的压力更大

C．木板上区域1的粗糙程度更大

D．木板上区域2的粗糙程度更大

…………

参考答案

1． D

【解析】解：在“探究滑动摩擦力大小与压力大小关系”的实验中，采用的是控制变量法，实验中需要控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小；

A、木块由平放改为侧放，改变了接触面积的大小，没有改变压力大小，故A错误；

B、将木块换成铁块，压力大小发生了变化，接触面的粗糙程度也发生了改变，故B错误；

C、增大对木块的拉力不会改变压力的大小，故C错误；

D、在木块上加砝码，接触面的粗糙程度不变，改变了压力的大小，故D正确。

故选：D。

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