《分析与论证题》归类例析

这是一份《分析与论证题》归类例析，共8页。试卷主要包含了实验现象的分析与论证，实验数据的分析与论证，实验图象的分析与论证等内容，欢迎下载使用。
一、实验现象的分析与论证
1.由现象直接归纳结论
分析实验现象中的异同点，找出因果关系，归纳得出定性结论。其结论形式的关键词一般为:“一定或相同时(条件)，有关(无关)”“一定或相同时(条件)，随着变化而变化”(越
……越，增大而增大或减小，升高而升高或降低等)。
例1 小明在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想:物体的重力势能可能
与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图1所示的实验:用大小、形状相
同的四个铅球，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。已知四球的质量为，;实验测得A、B两球陷入沙的深度分别为和，C、D两球陷入沙的深度均为，且。
(1)比较A、B两球陷入沙的深度，可得出结论:当 相同时，物体的质量 ，重力势能 。
(2)比较A、C两球，可得出结论: 。
(3)比较C、D两球，可得出结论: 。
图1
解析:实验中铅球的重力势能是通过铅球陷入沙中的深度来反映的，陷入的深度越深，铅球的重力势能越大。
(1)比较A、B两球，下落高度相同，B球的质量大，陷入沙的深度深，重力势能大，故可得出结论:当下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
(2)比较A、C两球，质量相同，C球下落高度大，陷入沙的深度深，重力势能大，故可得出结论:当物体质量相同时，下落的高度越高，重力势能越大。
(3)比较C、D两球，质量和下落高度相同，运动路径不同，但陷入沙的深度相同，重力势能大小相同，故可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。
2.由变化趋势推理结论
分析实验现象中的变化趋势，将“趋势”推广到理想的情况，推理得出结论，其结论形式的关键词一般为“如果(条件)，将”。
例2用如图2所示的装置研究运动和力的关系。
(1)每次都让小车从同一个斜面的同一位置由静止开始滑下，比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越 ，(填“大”或“小”)，运动的距离越 (填“远”或“近”)。
(2)在此实验的基础上进行合理推理，可以得到:运动物体不受外力时，它将 。
解析:每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下，则小车滑到斜面底端时具有相同的速度，即小车在水平面上运动的初速度相同。
(1)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙(光滑)，摩擦力越大(小)。由图示现象可知，初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小车受到的摩擦力大小不同，运动的距离不同。分析比较，可得出结论:在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越远。
(2)由实验现象可以看出，小车受到的摩擦力越小，运动的距离就越远，小车之所以最终会停下来，是因为受到摩擦力的缘故，由此可以推理出:如果物体不受外力，它将保持匀速直线运动状态。
二、实验数据的分析与论证
1.分折处理数据，得出定性或定量结论
通过数据分析和因果分析，找出物理量的决定因素和相关量间的数量关系的规律，得出定性结论或定量结论。数据分析时，常用比大小、求均值、求和差、算乘积、求比值等数学方法分析和处理实验数据;因果分析时，要明确自变量是“原因”，因变量是“结果”;定性结论形式的关键词一般为:一定或相同时(条件)，“大小”“相等”“越……越”“有关(无关)”“随着变化而变化”(增大而增大或减小，升高而升高或降低)“成正比(反比)”等;定量结论形式一般为量值大小、相关量的数学表达式等。
例3 在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”实验时，将U形管压强计的探头放入盛水的容器中，改变探头在水中的深度，读出U形管两侧液面的高度差，记录的部分实验信息如下表:
(1)请将表格中的①②③三处空缺的信息补充完整:
① ;② ;③ 。
(2)根据表中信息可得出的探究结论是 。
解析:利用比大小的方法分析处理数据。压强计探头在水中受到水的压强，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了探头所受压强的大小。
(1)由表中数据可知，探头在液面下的深度依次为3 cm，6 cm，9 cm时，U形管两侧液面高度差依次为2.7 cm，5.8 cm，8.9 cm，则液体压强的大小依次为:①小;②中;③大。
(2)分析表中信息可知，所用液体为水，U形管两侧液面高度差随液体深度的变化而变化，深度越深，高度差即液体压强越大，故可得出探究结论:同种液体中，液体深度越深，液体压强越大。
例4 在测量未知电阻的实验中，小红用两个定值电阻和，()组成如图3所示的三种电路分别进行实验，正确测得三组实验数据并记入表格中。
(1)第3次实验数据应是按照 (填“甲”“乙”或“丙”)图的电路进行实验测得的。
(2)第2次实验中，测得的电阻的阻值是 Ω。
(3)根据实验数据可知，电阻的阻值是 Ω。
解析:为减小实验误差，提高测量的准确程度，利用求均值的方法分析处理数据，求出测量结果。甲图中与串联，乙图中与串联，丙图中、、串联。
(1)由表中数据可知，第3次实验中，电路中的电流最大，说明总电阻最小，因，三种电路中总电阻最小的是甲图，故该次实验数据是按照甲图的电路测得的。
(2)第2次实验中，测得的。
(3)3次测出的的平均值:
。
取平均值作为测量结果，故。
例5 小享利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力与重力的关系: 。
解析;利用求和差的方法分析处理数据，得出相关量关系的表达式。
方法一;:计算拉力与重力的变化量，找出一次函数的解析式。
由表中数据可知，重力每增加()，拉力就会增加()，所以拉力与重力是一次函数关系，设解析式，代入数据解得:，，故。
方法二:分析拉力与重力之间的关系，利用数学的归纳知识得出的表达式。
由表中数据可知，重力每增加1N，拉力F增加0.4 N
当为2 N，为0.9 N，其数学关系式为；
当为3 N，为1.3 N，其数学关系式为
当为4 N，为1.7 N，真数学关系式为；
当为5 N，为2.1 N，其数学关系式为；
当为6 N，为2.5 N，其数学关系式为；
当为7 N，为2.9 N，其数学关系式为；
当为8 N，为3.3N，其数学关系式为。
故拉力与重力的关系式样为：。
例6 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，记录杠杆平衡时的部分数据如下表:
(1)写出分析处理实验数据的具体过程。
(2)可以得出的结论是: 。
解析:利用算乘积的方法分析处理数据。
(1)过程:分别计算出动力动力臂(或)和阻力阻力臂(或)的值。
第1次:动力×动力臂=2 N×5 cm=10 N·cm、阻力×阻力臂=1 N× l0 cm= l0N·cm
第2次:动力×动力臂=3 N × 10 cm=30 N·cm、阻力×阻力臂=2 N × 15 cm=30 N·cm
第3次:动力×动力臂=2N × 30cm=60N·cm、阻力×阻力臂=3 N × 20 cm=60 N·cm
(2)经比较发现，每一次的动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积都相等，故可得
出的结论是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或)。
2.分析处理数据，得出隐含性结论
一般情况下，除了由数据表格中所显示的相关量，找出它们之间关系的规律外，还可以进一步分析处理数据得出其他的隐含性的结论。考题中明确提出的关键词为“还发现”“还有什么发现”等。
例7 在“探究通过电阻的电流跟两端电压的关系”的实验中，电路图如图4所示。
(1)小明通过调节滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压，测得电流、电压的值如表一。
表一
分析表中数据，可以得出结论: 。
(2)为了检验结论是否具有普遍性，小明又换用10 Ω的电阻继续实验，测得数据如表二。
表二
小明分析表二的数据发现上面的结论仍成立。观察对比两表格中的数据，你还能发现电流与电阻的关系吗?请你写出分析过程和结论。
分析过程: 。
结论: 。
解析:利用求比值的方法分析处理数据。
(1)由表一数据可知，电流随电压的增大而增大，，，，。可见，，这说明电流跟电压成正比。因实验中保持电阻不变，故可得出结论:当电阻一定时，电流跟电压成正比(或该电阻上的电流跟电压成正比)。
(2)分析电流与电阻的关系，必须保持电压不变，表中第2、4次的电压均为3.0 V，电阻由5Ω增大到10Ω时，电流由0.6A减小到0.3 A;第3、5次的电压均为4.5 V，电阻由5Ω增大到10 Ω时，电流由0.9 A减小到0.45 A。
分析过程:对比2、4(或3、5)两次实验数据可知，()，，，所以。
结论: 电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比。
例8 在“探究晶体的熔化规律”实验中记录的实验数据如下表:
(1)该晶体的熔点是 ℃。.
(2)小红从数据中还发现:该物质在开始2 min比最后2 min升温 (填“快”或“慢”)，这是由于它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力 (填“强”或“弱”)造成的。
解析:利用比大小的方法分析处理数据。
(1)因晶体有一定的熔点，在熔化过程中温度保持不变，故由表中信息可知，该晶体的熔点是0℃。
(2)由表中数据可知，该晶体未达到熔点(固态)时，加热2 min温度升高4℃;全部熔化后(液态)，加热2 min温度升高2℃，所以该物质在开始2 min比最后2 min升温快，即加热相同时间，固态比液态升温快。若升高相同的温度，固态比液态的加热时间短，即固态吸收的热量少，则可推测，它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力弱。
三、实验图象的分析与论证
根据实验数据绘制图象或直接给出图象，弄清图象中的点(交点、拐点)和线的物理意义，分析图线形状(平行直线、倾斜直线、曲线、折线)所反映的两个物理量之间的变化规律，获取有用信息，得出探究结论;或通过分析、加工、提炼图象所隐含的信息，得出隐含性结论。
例9 如图5甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离叫下垂量。小亮猜想:一根钢梁的下垂量可能与重物对钢梁的拉力、两个支撑柱间距离:两个因素有关。他在探究“一根钢梁的下垂量与所受拉力的关系”时，控制两支撑柱间距离一定，记录下钢梁受到不同拉力时的下垂量(忽略钢梁自重的影响)，数据如下表:
(1)根据表中数据，在图5乙所示的坐标系中作出下垂量与所受拉力的关系图象。
(2)根据图象可知，当拉力为5000 N时，下垂量是 cm。
(3)根据图象可得结论:当两支撑柱间距离相同时， 。
解析:(1)利用描点法作图象，先根据表中数据描点，再用平滑的线连接各点，如图6所示。
(2)由图象可知，当拉力为5000 N时，下垂量为10 cm。
(3)由图象可知，图象是一条通过坐标原点的倾斜向上的直线，说明与成正比，故可得结论:当两支撑柱间距离相同时，下垂量与重物对钢梁的拉力成正比。
例10 小明和小红分别用图7甲、乙所示的两套装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验，他们根据实验数据绘制出的水温与时间关系图象如图7丙中的a、b所示。
(1)分析图象，可以得出的探究结论是:水沸腾时， 。
(2)分析图象a可知，小明是选用 图中装置做的实验。
(3)由图象b可知，此时周围环境的大气压 (填“低于”或“高于”)一标准大气压。
( 4 ) 0～6 min a和b图象重合，可以判断他们实验所用水的质量 (填“相同”或“不相同”)。
解析:(1)两图象中都有一段与时间轴平行的直线，说明水温随加热时间的变化而不变，故可得出结论:水沸腾时，继续吸收热量，温度保持不变。
(2)由a图象可知，水的沸点高于100℃，水面上方的气压高于一标准大气压，可能是因为加盖引起的，故小明是选用乙图中装置做的实验。
(3)由b图象可知，水的沸点为99℃，低于标准大气压下水的沸点100 ℃，因液体的沸点随气压的变化而变化，气压越低，沸点越低，故当地的大气压小于一标准大气压。
( 4 ) 0～6 min a和b图象重合，水吸收的热量相同，温度变化相同，由吸热公式可判断他们实验所用水的质量相同。