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理论精讲— 初中物理实验
▹讲师：楠 风
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一 控制变量法
1. 研究蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度的关系。
2. 研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。
3. 研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。
4. 研究液体的压强与液体密度和深度的关系。
5. 研究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。
6. 研究物体的动能与质量和速度的关系。
7. 研究物体的势能与质量和高度的关系。
8. 研究导体电阻的大小与导体长度材料横截面积的关系。
9. 研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。
10. 研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。
11. 研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。二、图像法
1. 用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。
𝑈
2. 电流、电压、图像理解欧姆定律𝐼 = 、电功率 𝑃 = 𝑈𝐼
𝑅
𝑚 𝑠
3. 正比、反比函数图象巩固密度𝜌 = 、重力𝐺 = 𝑚𝑔、速度𝑣 = 、杠杆平衡𝐹 𝐿 = 𝐹 𝐿
1 1 2 2
𝑉 𝑡
𝐹
压强𝑝 = / 𝑝 = 𝜌𝑔ℎ 、浮力 𝐹 = 𝜌 𝑔𝑉 、 热量𝑄 = 𝑐𝑚(𝑡 −𝑡 )等公式。
液 排 2 1
𝑆
三、实验推理法
1. 研究真空中能否传声。
2. 研究阻力对运动的影响。
3. “在自然界只存在两种电荷 ”这一重要结论也是在实验基础上推理得出来的。四、转换法的应用
1. 利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大；利用轻小物体的跳动或振动来证明发声的物体在振动。
2. 用温度计测温度是利用内部液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。
3. 测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小。
4. 通过研究扩散现象认识看不见摸不着的分子运动。
5. 判断有无电流课通过观察电路中的灯泡是否发光来确定。
6. 磁场看不见、摸不着，可以通过观察小磁针是否转动来判断磁场是否存在。
7. 判断电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引的大头针的数目来确定。
8. 研究电阻与电热的关系时，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测或比较，可通
过转换为可看见的现象（气体的膨胀、火柴的点燃等的不同）来推导出那个电阻放热多。五、等效替代法
1. 在电路中若干个电阻可以等效为一个合适的电阻，反之亦可；如等效电路、串并联电
路的等效电阻，都利用了等效的思维方法。
2. 在研究平面镜成像实验中用两根完全相同的蜡烛其中一根等效另一根的像。
3. 用自行车轮测量跑道的长度，跑道较长，无法直接测量，用滚轮法处理：轮子的周长
乘以圈数即为跑 道的周长。
六、类比归纳法的应用
1. 研究电流时类比水流
2. 用“水压”类比“电压”
3. 用抽水机类比电源
4. 研究做功快慢时与运动快慢进行类比
5. 用弹簧连接的小球类比分子间的相互作用力• 实验一 探究水沸腾时温度变化的特点【教材实验1】探究水沸腾时温度变化的特点
一、【实验目的】
（1）通过实验，认识水沸腾时的温度特点。
（2）进一步练习使用温度计测温度。
（3）进一步学习使用图象分析问题的方法。
二、【实验器材】
铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、水、温度计、细线、硬纸片、停表。
三、【实验步骤】
（1）将酒精灯放在铁架台上的铁画下方，将石棉网放在铁图上，并调整
到适当高度，将温度计悬挂于铁架台的支架上，并调整温度计到适当高度，
通过中间有孔的纸板放入水中。如图所示。（2）记下水的初温及起始时间，点燃酒精灯，加热烧杯中的水，说出温度计的示数变
化。当水温接近90℃时每隔1 min记录一次温度，同时观察现象。在图中作出水沸腾时温度
与时间关系的图象。四、【实验结论】
水在沸腾时，大量气泡上升，变大，到水面后破裂，水在达到沸点后继续吸热的沸腾过程中，
温度保持不变。
五、【注意事项】
（1）加热时，应该使用酒精灯的外焰加热。
（2）读温度计示数时，视线要与温度计内液柱上表面相平。
（3）温度计的玻璃泡要全部浸入水中，不能碰到烧杯底或烧杯壁。
（4）烧杯中的水要适量，水太多，加热时间太长，水太少，温度计的玻璃泡不能全部浸入水中。
（5）实验时不要用手碰烧杯，以免烫伤。实验总结：【例】为了“探究水满腾时温度变化的特点”取 0.2𝑘𝑔 水进行实验。
(1)如题图甲所示实验装置的组装顺序应为 自下而上 （选填 “自下而上”或“自上而下”）；
(2)根据下表中的实验数据，在图乙中画出水的温度随时间变化的图象______。(3)根据以上实验数据可知，水的沸点为 99 ℃。为提高水的沸点，换用火力更大的酒精
灯加 热，这种做法 不可行 （选填“可行”或“不可行”）；
(4)假如酒精灯均匀放热，且释放的热量全部被水吸收，忽略沸腾前水的质量变化以及热量
的损 耗，从第 2 min 起 1 分钟内水吸收的热量是1.68 × 103𝐽。【𝑐 = 4.2 × 103𝐽/（𝑘𝑔 · ℃）】
水• 实验二 探究光的反射定律【教材实验2】探究光的反射定律
把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板𝐸𝑁𝐹竖直地立在平面镜上,纸板上的直线𝑂𝑁垂直于镜面。
1.使一束光贴着纸板沿某一个角度射到𝑂点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光𝐸𝑂和反射
光𝑂𝐹的径迹。改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量𝑂𝑁两
侧的∠𝑖和∠𝑟,将数据记录在下表中。
次数 ∠𝑖 ∠𝑟
1
2
3
…
2.纸板𝐸𝑁𝐹是利用两块纸板连接起来的。把纸板𝑁𝑂𝐹向前或向后折，在纸板上还能看到反射光吗？
关于光的反射，你发现了什么规律？【答案】在“探究光的反射规律”的实验中，如图所示，平面镜放在水平桌面上，𝐸、𝐹是两块粘接起来的硬纸
板，垂直于镜面且可绕𝑂𝑁转动。
1.如左图，当𝐸、𝐹在同一平面上时，让入射光线𝐴𝑂沿纸板𝐸射向镜面，在𝐹上可看到反射光线𝑂𝐵，测出入射角
和反射角的大小，便立即得出实验结论：反射角等于入射角。
你认为这样得出结论不合理（选填“合理”或“不合理”），原因是一次实验数据得出结论有偶然性，应进行
多次实验。
2.若将一束光贴着纸板𝐹沿𝐵𝑂射到𝑂点，光将沿图中的𝑂𝐴方向射出，因为在光的反射现象中光路是可逆的。3.如右图，以法线𝑂𝑁为轴线，把纸板𝐹向后缓慢旋转，在𝐹上看不到反射光线𝑂𝐵，说明反射光线、入射光线和
法线在同一平面内。
4.以法线𝑂𝑁为轴线，将白色硬纸板的𝐵面绕法线𝑂𝑁向后旋转，这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、
法线是否在同一平面上，此时反射光线的位置不发生（发生/不发生）变化。• 实验三 探究平面镜的成像特点【教材实验3】探究平面镜成像的特点
1.第一次实验
（1）照图那样,在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。
（2）沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
（3）把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。
再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去
它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
（4）在纸上记下这两个位置。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大
小是否相同。
2.其他次实验
移动点燃的蜡烛,重做实验。用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位
置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,将数据记录在表中。【例】如图所示，小明在“探究平面镜成像的特点” 的实验中。
1.小明选择玻璃板代替平面镜进行实验的目的是便于确定像的位置；实验中应选较薄的玻璃板（选填“较
厚”或“较薄”）
【解析】采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能
观察到B蜡烛，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
2. 在探究活动中对玻璃板放置的要求是竖直放置; 若玻璃板没有竖直放置，观察到的现象是玻璃板后面的
蜡烛与前面蜡烛的像不能重合。
3. 选择蜡烛A和B的要求是完全相同；选取两段完全相同的蜡烛的目的是比较像与物的大小关系。
4. 实验中使用刻度尺，是为了测量像与物到玻璃板的距离；
5. 移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏， 则光屏上不能接收到
蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能" ）．6. 小明将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像不变（填“变大”、“变小”或“不变”）。
7. 为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”） ；
8. 点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合，这时发现像与物的大小相等；若直接将蜡
烛放在直尺上进行实验，进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板垂直，像
和物到玻璃板的距离相等。
9. 为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作？（ B ）
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察
B．保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合。10.观察者看到玻璃板前的蜡烛A，是由于光的直线传播，看到玻璃板后的蜡烛B实际是由于光的折射而
成的虚像，看到玻璃板前蜡烛A的像，是由于光的反射而成的虚像。
11.观察A蜡烛的像时， 会发现两个几乎重叠的像， 这是由于玻璃板的两个面反射形成两个像。这两个
像的间距为两倍玻璃板的距离。
12．实验应该选用较薄（选填“厚”或“薄”）的玻璃板，这是为了使玻璃板两个面反射成的像尽量重
合，便于确定像的位置。
13. 当把B蜡烛移到A蜡烛的像所在的位置时，无论怎样沿水平桌面移动蜡烛B都不能使B与A蜡烛的像完
全重合，最有可能的原因是玻璃板没有竖直放置。眼睛透过玻璃板看见的“ 蜡烛B ” 实际上是光的折射
所形成的虚像（选填“光的反射所形成的虚像” 、“光的折射所形成的虚像” 或“蜡烛B本身”）。• 实验四 研究液体内部的压强【教材演示实验4】研究液体内部的压强
1. 如图，把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否
存在压强。保持探头在水中的深度不变，改变探头的方
向，看看液体内部同一深度处各方向的压强是否相等。
2. 增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强与深度
有什么关系。
3. 换用不同的液体（例如酒精、硫酸铜溶液），看看在
深度相同时，液体内部的压强是否与液体的密度有关。【答案】小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点．实验前，他注意到U形管两边
的液面已处在同一水平线上，如图甲所示。
（1）当小强将金属盒浸没于水中后．发现U形管两端液面如图乙所示的情景，则实验装置可能出现了橡皮管
破裂问题
（2）排除故障后．他重新将金属盒浸没水中，发现随着金属盒没入水中的深度增加，U形管两边液面的高度
差逐渐变大，如图丙所示，由此可知液体内部的压强与液体的深度有关． 接着小强要探究液体内部压强与液
体密度的关系，他应将金属盒放在相同深度的不同液体中，观察并记录U形管两侧液面的高度差．
（3）小强保持图丙中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示。比较丙、
丁两次实验，小强得出了：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强就越大的结论。你认为他的结论是
否可靠？不可靠；原因是：没有控制深度相同。• 实验五 探究凸透镜成像的规律【教材实验5】探究凸透镜成像的规律
（1）组装凸透镜、蜡烛和光屏时，应注意：
① 将凸透镜固定，便于测量物距和像距，蜡烛和光屏均不固定，便
于蜡烛和光屏移动；
② 尽量保证准确地将“三心”——蜡烛焰心、透镜中心、光屏中心
调节至同一水平高度，否则将导致蜡烛所成的像不在光屏中心或者
根本不在光屏上从而找不到像；
③ 若实验室非暗室，那么应注意要将蜡烛置于远离光亮的一侧，而
光屏承接像的一侧则要背对光亮，以保证光屏上的像清晰明亮。
（2）研究“蜡烛在一倍焦距以内成正立放大虚像”时，光屏
上是没有像的，应该将光屏置于光具座一端或者将光屏拆下，从光
屏侧透过凸透镜向蜡烛侧观察像的情况。
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小【教材实验5】探究凸透镜成像的规律
实验建议：把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况。
结论：在一倍焦距内，物远、像远、像变大；成正立、放大的虚像。结论：在一倍焦距外，物近、像远、像变大；成倒立的实像。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小• 实验六 探究浮力大小跟液体排开重力的关系【教材实验6】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
我们首先设计实验方案。
浸在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的
大小可以用弹簧测力计测出。先测出物体所受的重力，再
读出物体浸在液体中时测力计的读数，两者之差就是浮力
的大小。
物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和测力计测出。
溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让溢出的液体
流入一个小桶中。桶中的液体就是被物体排开的液体，用
测力计测出排开液体所受的重力。
进行实验操作。
1. 如图甲，用测力计测出某物体所受的重力。
2. 如图乙，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，
读出这时测力计的读数。同时，用小桶收集物体排开的水。
3. 如图丙，测出小桶和排开水所受的总重力。
4. 如图丁，测出小桶所受的重力。【答案】小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体
(如图甲所示)，当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在水中，用小桶收集溢出的水，已知𝑔
取10N/kg，请你帮助她解决实验中遇到的问题：
(1)圆柱体的质量为 0.6 kg；圆柱体浸没在水中时所受浮力为 4 N。
(2)比较b、c两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟 物体排开液体的体积 有关。
(3)比较 c、d 两图可知：当物体浸没在同种液体中时，所受浮力不随深度而改变。
(4)小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧
测力计的拉力𝐹随物体下降高度ℎ变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为 3 N，这表明浸在液
体中的物体所受浮力的大小还跟 液体密度 有关。
(5)小明猜想“浮力的大小可能与物体的形状有关”，于是，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成实心圆锥体和
实心圆柱体进行如图丙所示的实验，小明由此得出的结论是浮力的大小与物体的形状有关。小华认为这个结
论不可靠，主要原因是 物体排开液体的体积发生了变化，不符合控制变量法 。科_网Z_X_X_K]• 实验七 探究物体的动能跟哪些因素有关【教材实验7】探究物体的动能跟哪些因素有关
如图所示，钢球从高为ℎ的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰上物体B后, 能将B推动一
段距离𝑠，这说明A对B做了功。在同样的平面上，B被推得越远，A对B做的功越多，A的动能越大。
1．让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的快慢一样吗？哪次物体
B被推得远。
实验表明，钢球从高处滚下，高度ℎ越高，钢球运动到底部时越块（快、慢）， 物体B被推得越远。
所以， 质量相同时， 钢球的速度越大， 动能越大。
2．改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。哪个钢球把物体B推得远。
实验表明，速度相同时，质量越大的钢球能将物体B推得越远。所以，钢球的速度相同时，质量越大，
动能越大。【习题】探究物体的动能跟哪些因素有关
【答案】为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如
图所示的活动。
（1）实验中通过比较木块被推动距离来判断钢球动能的大小。
（2）在图甲和图丙中，用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球
撞击木块时的速度相同；比较甲、乙两图，得到的结论是质量相同时，速度越大，动能越大。（3）由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并
猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数据：
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距s/m
甲 20 20 16
乙 20 10 4
丙 40 20 32
分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与超载有关（选填
“超载”或“超速”）；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是速度。• 实验八 探究串并联电路中各处电流的关系【教材实验8】探究串联电路中各处电流的关系
实验中𝐴、𝐵、𝐶可以分别在𝐿 左侧、𝐿 和𝐿 之间、𝐿 右侧任意选定，这样，
1 1 2 2
测出图中𝐴、𝐵、𝐶各点的电流，就可以找出串联电路中各处电流的关系。
1. 设计实验电路。如图，它们分别是测量图中𝐴、𝐵、𝐶三点电流的电路图。
2. 根据电路图连接电路，并进行测量。
3. 把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
4. 换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有
同样的关系。
𝐴点电流𝐼 /A 𝐵点电流𝐼 /A 𝐶点电流𝐼 /A
𝐴 𝐵 𝐶
灯泡𝐿 、𝐿 串联
1 2
…探究并联电路中各处电流的关系
实验中𝐴、𝐵、𝐶可以分别在𝐿 左侧、𝐿 左侧、干路任意选定，这样，测出
1 2
图中𝐴、𝐵、𝐶各点的电流，就可以找出并联电路中各处电流的关系。
1. 设计实验电路。如图，它们分别是测量图中𝐴、𝐵、𝐶三点电流的电路图。
2. 根据电路图连接电路，并进行测量。
3. 把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。 𝐿
2
4. 换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有
同样的关系。
𝐴点电流𝐼 /A 𝐵点电流𝐼 /A 𝐶点电流𝐼 /A
𝐴 𝐵 𝐶
灯泡𝐿 、𝐿 串联
1 2
…• 实验九 测量小灯泡的电功率【教材实验9】测量小灯泡的电功率
一、【实验目的】
（1）学会用电压表、电流表测小灯泡的额定功率和它的实际功
率，加深理解额定功率和实际功率的概念。
（2）进一步熟练掌握电压表、电流表和滑动变阻器等仪器、仪
表的使用方法。
二、【实验器材】
小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、电源、开关、导线若干。
三、【实验原理】
𝑃 = 𝑈𝐼
四、【实验步骤】
（1）根据实验要求，设计电路，画出电路图，如图所示，按照
电路图把实验电路连接好。在闭合开关之前，调节滑动变阻器，使连
入电路中的电阻最大。四、【实验步骤】
（1）根据实验要求，设计电路，画出电路图，如图所示，按照电
路图把实验电路连接好。在闭合开关之前，调节滑动变阻器，使连入电
路中的电阻最大。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器，使小灯泡在额定电压下发光，
观察小灯泡的发光情况，记下电压表和电流表的示数，算出小灯泡的额
定功率。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，
观察此时小灯泡的发光情况，记下电压表和电流表的示数，算出此时小
灯泡的实际功率。
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察
这时小灯泡的发光情况与额定电压时有什么不同。记下电压表和电流表
的示数，算出此时小灯泡的实际功率。五、【注意事项】
（1）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，若小灯泡的额定电
压为2.5𝑉，则应选0~3𝑉的量程；若小灯泡的额定电压为3.8𝑉，则应选0~15𝑉的量程。电流
表的量程应根据小灯泡的额定电流来选择，如果小灯泡的额定电流未知，则要选0~3𝐴的量
程，并采用试触的方法判断，一般小灯泡（1.2𝑉~3.8𝑉）的额定电流都小于0.6𝐴，滑动变阻
器的电阻最好与小灯泡的电阻相当，允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流。
（2）按照电路图连接实物电路时，开关必须是断开的。
（3）闭合开关前要把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，使其接入电路中的电阻最大。
（4）开抬实验前要再检查电路，确认电路无误后，还应进行试触做进一步的核对。
（5）每次读数时，电流表、电压表的示数应是一 一对应地记录，读完后应断开开关。【习题】测量小灯泡的电功率
【例题】小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值（已知小灯泡的额定电压为 2.5𝑉 ），
实验电路图如图左所示
（1）按左图所示的电路图，将右图中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）
（2）开关闭合前，滑片𝑃应移到 （填“𝑎”或“𝑏”）端；实验中，当滑片𝑃移到某一位置
时，电流表𝐴和电压表𝑉示数如图所示，则此时小灯泡的阻值为 Ω（3）小明在实验时，小灯泡突然熄灭，检查发现𝐴的示数为零，𝑉的示数接近电源电
压，请你帮小明分析电路的故障可能是：
（4）若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率，请你帮他把主要的实验
步骤补充完整：
①移动滑动变阻器的滑片𝑃，使电压表的示数为 𝑉时，读出电流表的示数；
②用原理 计算出小灯泡的额定电功率【答案】（1）如图所示；（2）𝑏；9； (3)小灯泡处断路；（4）2.5；𝑃 = 𝑈𝐼。
【解析】(1)
（2）闭合开关时，滑片处于最大阻值处，电路电阻最大，电流最小，起到保护电路的作用。
电压表选择0~3𝑉量程，每一个大格代表1𝑉，每一个小格代表0.1𝑉，电压为1.8𝑉电流表选择0~0.6𝐴量
𝑈 1.8𝑉
程，每一个大格代表0.2𝐴，每一个小格代表0.02𝐴，电流为0.2𝐴，𝑅 = = = 9Ω
𝐼 0.2𝐴
（3）电流表示数为0，灯泡不亮，可以断定电路断路，电压表有示数，电压表与电源接通，与电压表
并联的灯泡断路。
（4）使灯泡在2.5𝑉的额定电压下工作，电压表与灯泡并联，电压表示数为2.5𝑉时，灯泡正常工作读出
此时的电流，根据P=UI计算额定功率。• 教材内容补充【例1】将边长为10cm的实心正方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内，待木块
静止时，从杯中溢出600g的水，如图所示。求：(𝑔取10N/kg)
(1)木块所受到的浮力。
(2)木块下表面受到的水的压强。
【答案】(1)木块受到的浮力：
𝐹 = 𝐺 = 𝑚 𝑔 = 0.6kg×10N/kg＝6N。
浮 排 排
(2)木块下表面受到的水的压力：
𝐹 = 𝐹 = 6N，𝑆 = 0.01m2 ，
浮
木块下表面受到的水的压强：
𝐹 6N
𝑝 = = = 600Pa。
𝑆 0.01m2
案例+设计【例 2】如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积
4
占木块总体积的 。求：(𝑔取10N/kg)
5
(1)木块所受到的浮力大小。
(2)木块浸入在水中的体积和木块总体积。
(3)若将木块全部浸没在水中，求至少需要施加多大的压力。
【答案】（1）木块所受的浮力为𝐹 = 𝐺 = 10N。
浮 水
𝐹
浮 10N
（2）木块浸入水中的体积：𝑉 = = = 1 × 10−3m3 ；
排 𝜌 𝑔 1.0×103kg/m3×10N/kg
水
4 5
浸入水中的体积：𝑉 = 𝑉 = 𝑉 ， 𝑉 = 𝑉 = 1.25 × 10−3m3 ；
浸 排 木 木 排
5 4
（3）木块浸没时受到水的浮力：
𝐹 ′ = 𝜌 𝑔𝑉 ′ = 𝜌 𝑔𝑉 = 1.0 × 103kg/m3 × 10N/kg × 1.25 × 10−3m3 = 12.5N;
浮 水 排 水 木
′ ′ 案例+设计
因为𝐹 = 𝐺 + 𝐹，𝐹 = 𝐹 − 𝐺 = 12.5N − 10N = 2.5N
浮 水 浮 水要点一、定滑轮和动滑轮
（1）定滑轮：如下图甲所示，支点在转轴，力臂为轮子半径的等臂杠杆。
定滑轮的特点：它的转轴（支点）不随货物上下移动。
定滑轮的作用：使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向。
（2）动滑轮：如下图乙所示，动滑轮的实质是支点在轮边缘，动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
动滑轮的特点：它的转动轴会随物体上下移动。
动滑轮的作用：使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。
𝐹
1
𝑙 𝑙
𝑙
2 1
1
𝑂
𝑂
𝑙
2
𝐹 𝐹
2 1 𝐹
2要点二、滑轮组【例 3】如图所示，某工人用动滑轮匀速将水桶提高2m，水桶所受重力为150N，滑轮
的重力为10N，不计绳重和摩擦，求：
(1)工人拉绳子所用拉力𝐹的大小。
(2)拉力做的功。
(3)若物体上升的速度为1m/s，则拉力的功率为多少千瓦。
(4)动滑轮的机械效率。
1 1
【答案】解：(1)不计绳重和摩擦，拉力：𝐹 = 𝐺 + 𝐺 = × 150N + 10N = 80N；
2 2
轮
(2)拉力端移动的距离：𝑠 = 2ℎ = 2 × 2m = 4m，
𝑊 = 𝐹𝑠 = 80N × 4m = 320J
拉力做功： ；
总
(3)拉力端移动的速度𝑣 = 2 × 1m/s = 2m/s，
拉力做功功率：𝑃 = 𝐹𝑣 = 80N × 2m/s = 160W = 0.16kW；
𝑊
300J
(4)工人做的有用功： 𝑊 = 𝐺ℎ = 150N × 2m = 300J ，动滑轮的机械效率： 𝜂 = 有 × 100% = ×
有 𝑊 320J
总
100% = 93.75%
案例+设计（补充）【例 4】如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物
均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为270kg
的重物A时，牵引车对绳的拉力为𝐹，滑轮组的机械效率为90%，取g = 10N/kg。
求：(1)拉力𝐹的大小；(2)动滑轮所受的重力；(3)拉力𝐹的功率𝑃。
【答案】解：(1)重物的重力：𝐺 = 𝑚𝑔 = 270kg × 10N/kg = 2700N，
𝐴
𝑊
𝐺ℎ 𝐺ℎ 𝐺
由图可知，𝑛 = 3，由 𝜂 = 有 × 100% = × 100% = × 100% = × 100% 可得，拉力的
𝑊 𝐹𝑠 𝐹𝑛ℎ 𝑛𝐹
总
𝐺 2700N
大小：𝐹 = 𝐴 = = 1000N；
𝑛𝜂 3×90%
1
(2)滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，由𝐹 = (𝐺 + 𝐺 )可得，动滑轮所受的重力： 𝐺 = 𝑛𝐹 −
𝑛 动
动
𝐺 = 3 × 1000N − 2700N = 300N；
𝐴
𝑣 = 𝑛𝑣 = 3 × 0.4m/s = 1.2m/s
(3)绳端移动的速度： ，拉力𝐹的功率：
案例+设计
绳 物
𝑃 = 𝐹𝑣 = 1000N × 1.2m/s = 1200W
。
绳
