例1(2003.无锡市)你留意过以下事实吗?如:划船时,浆向后划水,船才会向前行驶;溜早冰时,相对静止的两人,只要一人用力去推对方,两人会向相反方向运动;将吹足了气的气球的嘴松开并放手,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球会向相反的方向运动。请归纳出上述现象所共同遵循的物理概念或规律。(只需写两条)
(1) _________________________________;
(2) _________________________________。
剖析:这是一道探究性试题,由具体问题抽象出有共性。即:船由静止变为向前行驶;两个人由相对性到向相反的方向运动;松开手后,气球由静止变为运动。这些物理过程中的共同点是:运动状态发生了改变,其根本原因是物体因为受到了力的作用。船受到了水的作用;每一个人都受到另外一个人的力的作用;气球受到气体反冲的作用。
答案:力可以使物体的运动状态发生改变;力的作用是相互的;力是物体对物体的作用。
金钥匙:正确分析每一现象对应的物理过程,从大量现象中抽象出带有共性的结论,是解本题的关键。
例2 (2003,大连市)某同学在用一根弹簧制作弹簧测力计的实验时,在弹簧的下端挂不同重量的钩码,对应的弹簧的长度也不同,具体数据见下表
钩码重力/N |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
弹簧长度/cm |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
请你分析表中这些实验数据,你得到的一个重要的实验结论是: _________________________________;。
剖析:进行数据分析前,首先看清物理量,理解物理量的含义。表格中“钩码重力”实质是指弹簧测力计受到的“拉力”;表格中直接反映的是“拉力”与“弹簧长度”的关系。如果只看到“拉力由0变为5N,弹簧长度由3厘米变为13厘米”,就会得出“拉力越大,弹簧越长”的错误结论。因为当拉力为零时,弹簧的长度并不为零。必须对数据进行必要的处理,挖掘出深层的内涵。进一步比较数据还可以发现:拉力每增加1N,弹簧长度就增加2厘米,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
钩码重力/N |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
伸长长度/cm |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
根据前面的结论,提供一个橡皮筋就等于提供一个弹簧测力计。用弹簧测力计和提供的其他器材可以做的一些定量测量实验,用橡皮筋替代弹簧测力计也可以完成。
答案:弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
金钥匙:分析透表格中直接反映的是“拉力”与“弹簧长度”的关系是前提,进而再找到弹簧的伸长量与拉力成正比是解本题的关键。
例3 (2003,南京市)如图5-6-1所示,同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想。写出实验的步骤、现象和结论
图5-6-1
实验步骤:______________________ 。
根据现象:______________________。
得到结论:______________________。
剖析:比较物体表面是否粗糙,可以根据摩擦力与粗糙程度的关系,通过比较摩擦力的大小,来判断粗糙程度,所以必须控制压力相同。对于木块和铁块,题目当中没有明确提出质量相等,在研究问题时它们对水平桌面的压力不能认为相等。又不借助于任何外界的实验器材,所以就巧妙地运用叠放在一起的方法解决了这个问题。
图5-6-2
图5-6-3
答案:(1)将铁块放在木块上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,记下测力计示数F1 如图5-6-2所示
(2) 将木块放在铁块上,用弹簧测力计水平匀速拉动铁块,记下测力计示数F2 如图5-6-3所示
(3) 若F1 > F2 ,则木块下表面粗糙。
金钥匙:这是一道注重考核学生的科学思维的好题,同时针对结论的多样性,可能木块的下表面粗糙,也可能铁块的下表面粗糙,学生必须在控制变量法的思想指导下得到结论。
例4 (2002,福州市)2002年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文,报道了“104国道设计使用年限为15年以上,但才使用5年就大修,现已伤痕累累……” (如图5-6-4所示).有些运输单位和个人只顾自己的利益,不顾国家利益,让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因.请你运用所学知识解释汽车严重超载加快路面损坏的原因(只需答出一种合理的原因即可).
图5-6-4
剖析:从题目当中找出路面被破坏的相关信息,如“让汽车成倍的超载”“104国道伤痕累累”……然后联想到所学习的有关知识,如“力” “热” “光” “电”,看能用哪一块知识来解决这个问题,这道题很容易联想到用力学知识来解决,又考虑到路面所受到的压力是由汽车造成的,汽车载重越多对地面的压力越大,力又可以使物体发生形状的改变,也可以使物体的运动状态发生改变,在这里路面是发生了形状的改变。
答案:
(1)力的作用效果会使物体形状发生改变,汽车成倍超载,对地面压力成倍增加,路面的形变加大,容易引起路面断裂.
(2)车轮与路面的粗糙程度不变,车成倍超载,对地面压力成倍增加.路面受到的摩擦力也就成倍增加,导致路面磨损加快.
金钥匙:这是一道探究性试题。题目的答案是开放型的。给学生留有很大的发挥空间。