第十四讲 简单实验设计与评价
【知识要点】
思想方法对所提供的实验方案进行评价。 1．实验方案的设计
实验设计考查的发展方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产、后从已知条件出发，找到解决问题的突破口，设计出合理的实验步骤。
2．实验方案的评价
计出的实验方案的评价.
解答实验设计题时，必须遵循“四性”评价题时，要围绕题目提供的多种方案，从原理是否科学合理、【经典例题】
例1、下列各组物质的转化设计，能够实现的是
A ．S SO 3 H 2SO 4
B ．CuO Cu (OH)2 CuSO 4
C ．Fe Fe 2O 3 Fe 2(SO 4)3
D ．CaO Ca(OH)2
NaOH
[拓展延伸]：
“绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物，使原子利用率达到100%尽量减少有害物质生成的化学工艺理念。下列反应符合“绿色化学”要求的是
A. 煅烧硫铁矿： 4FeS 2 + 11O 2
高温
Fe 2O 3 + 8SO 2
B. 湿法炼铜： Fe+ CuSO 4 ＝ FeSO 4 + Cu
C. 制烧碱：Na 2CO 3 + Ca(OH)2 ＝ CaCO 3↓+ 2NaOH
D. 制环氧乙烷：2C 2H 2 + O 2
2C 2H 4O 例2、在实验室中，利用右图装置可以制取
并收集多种气体（必要时可以加热）。 （1）李明同学想利用该装置制取干燥的O 2，应对装置作何改进？ 。a 中
发生反应的化学方程式为 ； b 中盛放的试剂是 。
（2）李明同学还想利用上述实验装置制取H 2和CO 2例为了确定白色固体的成分，对其可能的组成进行探究。 [提出问题] 白色固体的成分是什么？
Ⅰ组：[作出猜想] 白色固体的成分可能是CaCO 3和CaO 的混合物。
[实验验证]（请你写出实验的步骤和现象）：___________________。 [实验结论] 白色固体的成分是 CaCO 3和CaO 的混合物。
Ⅱ组：[作出猜想] 白色固体可能全部是氧化钙。
[设计方案] 取试样于试管中，加入水，再通入二氧化碳，变浑浊。
Ⅱ组的方案正确吗？________，理由是_________________________。
定量白色固体，用足量盐酸溶解，产生的气体经除杂、_____量的“吸收剂”吸收……“吸收剂”宜选用________________的步骤是_____________________。 [拓展延伸]：
甲同学在某食品包装袋内，发现有一个装有白色颗粒状固体A 写着“生石灰干燥剂，请勿食用”一段时间后，发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B 对块状固体B 进行探究。
（1）猜想一：块状固体B 中除氧化钙外还可能有： 、 。写出白色颗粒状固体A 在空气中转化为块状固体B 的化学反应方程式： ； 。
（2）猜想二：块状固体B 溶于水可能有 现象（填“放热”或“吸热”）请设计实验方案验证你的这一猜想（至少写出两种方案）：
① ；② ；③ 。（3）取适量块状固体B 量白色固体C 。就白色固体C 学认为，白色固体C 可能是：氢氧化钙；乙同学认为，白色固体C 可能是：你认为，白色固体C 还可能是： 。
c
△
催化剂
备注：请设计实验证明你的猜想（填写下表）：
方案现象和结论
[]
1.某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从
中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：
(1)方案一，选用镁粉为试剂。
①往废水中逐次加入镁粉，当观察到时，说明加入镁粉的量已经足够。
此过程发生反应的化学方程式是；
②接下来的操作方法依次是和；
(2)方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当时，停止滴入氢氧化钠溶液。此
过程发生反应的化学方程式是；
②为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程)
；
③……，得到硫酸镁固体。
(3)比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量
是否相同? ，原因是。
(4)请你继续探究，设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类
别)：你选用的一种试剂是(写化学式) ；该试剂发生反应的化学方程式
是。
2.我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说，其中捞出的碱主要是碳酸钠
和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为样品，并用以下一套装置对样品
进行分析，根据量筒中收集到的液体的体积（相当于二氧化碳的体积）来计算样品
中碳酸钠的含量。（已知：HCl+NaHCO
3
===NaCl+CO
2
↑+H
2
O；CO
2
在饱和NaHCO
3
溶液中
溶解度很小）
（1）在A和B 两套装置中，哪一套装置更合理________（选填“A”或“B”）。
（2）准确读取量筒内液体体积的方法是__________________________________。
实验②：请你设计实验，证明孔雀石完全分解后，试管中剩余的黑色固体是用图示或文字说明均可)：
实验①中：U形管中的无水硫酸铜
：在水下刺破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如图）。
，理由是。
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为 （填“甲”或的方案更合理。理由是： 。（3的铁屑。你认为丙这么说的道理是： 。丁又提出了疑问：果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”。请提出你法： 。
（4“绿矾”结晶的两种可能方法： 、 （温度升高而增大）。如果直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还会 。（5）若上述方案所用的稀硫酸溶质质量分数为36.8%，问每1000mL98%的浓硫酸度为 1.84g/mL ）能配制出这种稀硫酸 g ，需水 mL 1.0g/mL ）。在实验室中稀释浓硫酸时，是如何操作的： 。（6）根据乙同学查出的方程式（2Cu + 2H 2SO 4 + O 2
△
2CuSO 4 + 2H 2O 果1000mL98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL 和碎电缆皮、其他杂质反应）程，结果精确到0.1g 。
9提出你的二个预测（假设），并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。
10．用珍珠（主要成分CaCO 3）加工成的“珍珠粉”是一种名贵中药材、保健品，可近年来市场上出现了一些假冒的“珍珠粉”，仅用肉眼观察难辨真假。为了向消
假“珍珠粉”样品，请你展开探究：（只要写出猜想、方案，不需要说出方案实施的具体结果）
猜想一： 真、假“珍珠粉”的气味可能不同 。 方案一： 取样，分别闻一闻它们的气味，分辨气味有无差异 。 猜想二： 。 方案二： 。 猜想三： 。 方案三： 。
第十四讲 小 测
1、长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO 2)
化钙投入足量水中时，最终会生成什么物质呢?
气。
(1)你认为 同学的猜想是错误的，其理由是 。 (2)中。
(3)运输鱼苗时，在水中加入少量过氧化钙的主要目的是 。2三位同学作了如下猜想： 甲认为有H 2、CO 生成；乙认为有H 2、CO 、CO 2丙认为除有H 2、CO 、CO 2外，可能还有其它的含碳化合物生成。
（1分子论的观点解释他们猜想的合理性。
（2
请运用你所学到的化学知识评价乙同学设计的实验原理的合理性。
3、草酸的化学式为H 2C 2O 4究。
(1)猜想与假设 第一种：草酸分解产物是CO 2和H 2 第二种：草酸分解产物是CO 2、CO 和H 2O
第三种：草酸分解产物是CO 2和H 2O (2)实验装置的设计(图中铁架台略去) 甲同学设计了如左图所示的装置
乙同学设计了如右图所示的装置(图中无水CuSO 4是白色，遇水变蓝色)
假设：绿色植物在呼吸过程中有CO2气体产生。
设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，查阅资料：
八年级下学期第十二单元 简单机械跟踪测试 一、选择题 1．在如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（） A. 羊角锤 B. 食品夹子 C. 核桃夹 D. 撬棒 2．下列实验中，采用多次测量，其目的相同的是哪几组（） ①研究串联电路的电流特点②伏安法测定值电阻的阻值 ③研究杠杆平衡条件④探究使用定滑轮的特点 A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③④ 3．如图赛艇比赛的场景，赛艇的桨可看成一个杠杆。若把杠杆按省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆进行分类，赛艇的桨属于（） A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 无法确定 4．如图所示，一个重G = 20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20 cm．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（） A. F = 10 N，s = 0.2m B. F = 10N，s =0.4m C. F = 20 N，s =0.2m D. F = 20 N，s = 0.4m 5．如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是
A.天平 B. 瓶盖起子 C. 食品夹 D. 钳子 6．如图是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力从底端匀速运动到C点，所需拉力分别为F A）F B，拉力所做功分别为W A）W B，则 A. F A）F B）W A）W B B. F A）F B）W A）W B C. F A）F B）W A）W B D. F A）F B）W A）W B 7．下图是生活中经常使用的工具，属于费力杠杆的是 A. 瓶盖起子 B. 钳子 C. 镊子 D. 独轮车 8．图中正在使用的机械，属于省力杠杆的有（） A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ 二．填空题 9．（贵州省六盘水市2015年中考物理试卷）如图所示，在一水平地面上，木箱重500N，用F=150N的力拉动木箱做匀速直线运动（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），木箱受到的摩擦力为______N，方向向_______） 10．每周一升国旗时，在旗杆顶部有一个滑轮是__________滑轮，它的作用是__________） 11．如图所示,三角支架ABC固定在客厅墙上,已知AB长40cm,AC长30cm,一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉能承受的最大水平拉力为40N,为防止因A处螺钉松脱而使支架绕C点倾翻,所放置花瓶的重力最大为
物质性质实验方案的设计实验探究与实验评价 （2013 四川）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ. AgNO3的氧化性 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 （1）请完成下表： 【实验结论】Fe的氧化产物为Fe3+和Fe2+。 Ⅱ.AgNO3的热稳定性 用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 （2）装置B的作用是。 （3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验 证方法是。 （4）【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述猜想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是①（填实验编号）。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有②。 【答案】（1）①溶液呈红色②K2[Fe(CN)6]溶液③产生蓝色沉淀（2）防倒吸（3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2（4）① b②Ag、NO2、O2
（2011 福建）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究： 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。 （1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_____________。 （2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_________。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。 依据实验过程回答下列问题： （3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_______________________。（4）C中反应生成BaCO3的化学方程式是________________________________。 （5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。 a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b.滴加盐酸不宜过快 c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 （6）实验中准确称取 8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为 3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。 （7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_________________________。 【答案】（1）Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－或Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O （2）通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 （3）把生成的全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 （4）CO2＋Ba(OH)2＝BaCO3↓＋H2O （5）cd （6）25% （7）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中（或其它合理答案） （2010 北京）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行试验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。 试验过程： Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
高三化学复习——实验设计及评价 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象；p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点；p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； 必修二：7个 p5 探究碱金属Na与K的性质；p14 探究短周期元素原子结构的递变； p15 探究第三周期元素性质的递变；p41 探究原电池原理； p61 探究CH4与Cl2的光取代反应；p67 探究石蜡油的催化裂化的产物； p75 探究醋酸和碳酸酸性的强弱； 选修四：6个 p21 探究温度对I－被O2氧化的影响；p23 探究催化剂对反应速率的影响； p54 探究盐溶液的酸碱性；p57 探究影响Fe3+水解的条件； p82 探究电解饱和食盐水的实验；p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1.【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 1、答案：方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O) 方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 3.【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。
简单机械专题练习 一、力臂及其作法 1、请在图中画出拉力F1的力臂． 2、（1）画出杠杆的动力臂和阻力臂 （2）如图2所示，请在图中作出使杠杆平衡最小的力F． 第1题图第2题图 二、杠杆的平衡条件 3、如图所示，是探究杠杆平衡条件的实验装置，已知杠杆上刻度均匀，每个钩码质量均为50g。 (1)将杠杆中点置于支架上，不挂钩码，当杠杆静止时，发现杠杆左端上翘．此时应将杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)当凋节杠杆在水平平衡后，在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置再次平衡，需在B点悬挂总重为_______N的钩码； (3)撤去B点所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。若此时改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左上方拉，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将_______ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。 4、“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示．为使杠杆在位置平衡，应将杠杆左端螺母向边旋一些（选填“左”或“右”）． （2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验．你认为第组实验更好，理由是． （3）小组测得一组数据如表所示： 动力（F1/N）动力臂 （L1/cm） 阻力 （F2/N） 阻力臂 （L2/cm） 3 4 4 3
请你对小明的分析做出评价：． （4）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：．5、如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=0.3m，OB=0.4m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，需要在A点施加竖直向上的拉力是多少？ 6、做俯卧撑运动的人可视为杠杆．如图所示，一同学质量50kg，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4m．在某次测试中，他1min内完成20次俯卧撑，g=10N/kg．求： （1）同学的体重； （2）将身体匀速撑起，地面对双手的支持力； （3）该同学在1min内的平均功率． 三、滑轮组的绕线 7、如图1所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法． 8、请在图2中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用力往上拉绳使重物升起。 9、用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图3中画出最省力的绕绳方法．
简单机械测试卷（含答案） 一、选择题 1．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是 A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20% C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3% 【答案】D 【解析】 试题分析：由题意知：物重G=4.5N，高h=0.4m，斜面长L=1.2m，受到的摩擦力f=0.3N，则所做的有用功W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J，所做的额外功W额=fL=0.3N×1.2m=0.36J．故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J，机械效率η=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%．故选项D是正确的． 【考点定位】功、机械效率的相关计算． 2．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是 A．拉力F为75N B．绳子自由端向上移动了4m C．滑轮组的机械效率约为93.3% D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力： F=1 3 （G+G动）= 1 3 ×（140N+10N）=50N，故A错误； B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J， 有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，
滑轮组的机械效率：η= W W 有用总 ×100%= 280J 300J ×100%≈93.3%，故C 正确。 D ． 提升200N 重物时，重物重力增加，据η=W W 有用总=Gh Gh G h +动=G G G +动 可知滑轮组机械效率变大，故D 错误。 3．在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时 A ．功率越大，做功越快 B ．做功越多，机械效率越高 C ．做功越快，机械效率越高 D ．可以省力、省距离，也可以省功 【答案】A 【解析】 【分析】 （1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快； （2）机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大； （3）功率和效率是无必然联系的； （4）使用任何机械都不省功． 【详解】 A ．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故A 正确； B ．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用功，所以无法判断机械效率，故B 错误； C ．由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故C 错误； D ．使用任何机械都不省功，故D 错误． 故选A ． 4．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ） A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
实验设计与数据处理心得体会 刚开始选这门课的时候,我觉得这门课应该就是很难懂的课程,首先我们做过不少的实验了,当然任何自然科学都离不开实验,大多数学科(化工、化学、轻工、材料、环境、医药等)中的概念、原理与规律大多由实验推导与论证的,但我觉得每次到处理数据的时候都很困难,所以我觉得这就是门难懂的课程,却也就是很有必要去学的一门课程,它对于我们工科生来说也就是很有用途的,在以后我们实验的数据处理上有很重要的意义。 如何科学的设计实验,对实验所观测的数据进行分析与处理,获得研究观测对象的变化规律,就是每个需要进行实验的人员需要解决的问题。“实验设计与数据处理”课程就就是就是以概率论数理统计、专业技术知识与实践经验为基础,经济、科学地安排试验,并对试验数据进行计算分析,最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产与科学研究过程中的科学试验,就是产品设计、质量管理与科学研究的重要工具与方法,也就是一门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能,以及实验后获得了实验结果,对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。 通过本课程的学习,我掌握了试验数据统计分析的基本原理,并能针对实际问题正确地运用,为将来从事专业科学的研究打下基础。这门课的安排很合理,由简单到复杂、由浅入深的思维发展规律,先讲单因素试验、双因素试验、正交试验、均匀试验设计等常用试验设计
方法及其常规数据处理方法、再讲误差理论、方差分析、回归分析等数据处理的理论知识,最后将得出的方差分析、回归分析等结论与处理方法直接应用到试验设计方法。 比如我对误差理论与误差分析的学习:在实验中,每次针对实验数据总会有误差分析,误差就是进行实验设计与数据评价最关键的一个概念,就是测量结果与真值的接近程度。任何物理量不可能测量的绝对准确,必然存在着测定误差。通过学习,我知道误差分为过失误差,系统误差与随机误差,并理解了她们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习,了解了她们之间的关系以及提高准确度的方法等。对误差的学习更有意义的应该就是如何消除误差,首先消除系统误差,可以通过对照试验,空白试验,校准仪器以及对分析结果的校正等方法来消除;其次要减小随机误差,就就是要在消除系统误差的前提下,增加平行测定次数,可以提高平均值的精密度。 比如我对方差分析的理解:方差分析就是实验设计中的重要分析方法,应用非常广泛,它就是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据,进行统计分析,找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。对于单因素实验的方差分析,主要步骤如下:建立线性统计模型,提出需要检验的假设;总离差平方与的分析与计算;统计分析,列出方差分析表。对于双因素实验的方差分析,分为两种,一种就是无交互作用的方差分析,另一种就是有交互作用的方差分析,对于这两种类型分别有各自的设计方法,但就是总体步骤都与单因素实验的方差分析一样。
化学实验设计及评价 人教版教材 必修一：7个 p13 探究在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同； p26 探究Fe(OH)3胶体的制备和性质； p48探究Al的热熔现象； p50 设计实验探究Fe与水的反应； p56 探究Na2CO3和NaHCO3性质的异同点； p61 探究Fe3+和Fe2+的转化； p92 探究NO2被水吸收的效率； p87 探究牺牲阳极的阴极保护法； 必修一 1. 【P88 课后习题13】请设计尽可能多的方法区分厨房中的食盐和碳酸钠？ 方法一：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入1mL白醋，有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是食盐； 方法二：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水，用温度计测量粉末温度的变化，若温度升高的为碳酸钠，变化不明显的是食盐； 方法四：分别取2种白色粉末于2支试管中，各加入少量水(不要使固体溶解)，若粉末变成块状的是碳酸钠，无明显现象的是食盐(原理：Na2CO3+10H2O= Na2CO3·10H2O)方法五：分别取少量2种白色粉末于2支试管中，加入蒸馏水溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性，若溶液呈碱性的是碳酸钠，呈中性的是食盐。 2. 【P92 科学探究】现给你一试管NO2，请设计实验，尽可能多的用水吸收NO2？
3. 【P104 课后习题9】在三支试管中分别盛有稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸，请设计简单的实验方案鉴别。 分别取三种溶液于试管中，各加入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀产生的是稀硫酸；再取剩余的2种溶液于2支试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是稀盐酸，剩余的是稀硝酸 4. 【P104 课后习题10】在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，请设计简单的实验方案鉴别。 方案一：分别取相同体积的两种溶液，用密度计测量溶液的密度(或称量质量)，密度大的是浓硫酸； 方案二：分别取两种溶液于试管中，轻轻振荡试管，流动性差的、黏度大的是浓硫酸，黏度小的是稀硫酸； 方案三：在2个小烧杯中加入10mL蒸馏水，分别缓慢加入2种溶液，放出大量热的是浓硫酸，放出热量小的是稀硫酸； 方案四：在2支试管中加入几粒蓝色硫酸铜晶体，再分别加入1mL2种溶液，若试管中蓝色晶体变色白色的是浓硫酸，晶体溶解且溶液变成蓝色的是稀硫酸； 方案五：分别将2片打磨干净的铁皮放在2支试管中，再分别加入2种溶液，有气泡产生的是稀硫酸，无明显现象的是浓硫酸； 方案六：分别用玻璃棒蘸取2种溶液涂在纸上，一段时间后，纸上涂液的地方变黑的是浓硫酸，无明显现象的是稀硫酸。 5. 【P108 课后习题13】请你用实验方法证明某种白色晶体是(NH4)2SO4。 取少量晶体于试管中，加入少量蒸馏水溶解，再将溶液分成2份，一份中加入浓NaOH[或Ba(OH)2]溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变成蓝色，证明该晶体中存在NH4+；向另一支试管中加入稀盐酸酸化，再加入几滴BaCl2溶液，若产生白色沉淀，证明该晶体中存在SO42－
简单机械与功专题练习 1、在生产生活中，利用如图所示的简单机械时，一定省距离的是（）。 A.扫帚 B.斜面 C.滑轮组 D. 钓鱼竿 2、中国战国时期后期墨家代表人物墨子著作《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（） A. “权”小于“重”时，A端一定上扬 B. “权”小于“重“时，“标”一定小于“本” C. 增大“重”时，应把“权”向A端移 D. 增大“重”时，应换用更小的“权” 3、如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重60N G=的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置 平衡，则F=__________N，保持F的方向不变，在将杠杆从OA位置缓慢提升到OB位置的过程中，力F 将__________（选填“变大”、“不变”或“变小”）． 4、人体就像一部复杂的智能系统，其中包含许多物理知识。 （1）如图所示，人的前臂可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃的压力是阻力，上臂中的肌肉对前臂施加的力是 动力。从以上情形来分析，这个杠杆是一个______（省力/费力/等臂）杠杆，这个杠杆的好处是______；（2）正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W，那么在3s内心脏做的功是______J，这些功可把一个0.5N 的鸡蛋匀速举高______m。 O F A B F G 第4题图 第3题图
5 、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为 F1 和F2 的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度.若不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（） A.F1 大于 F2 B.F1 和 F2 做的功一定相等 C.甲、乙的机械效率不相等 D.绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等 6、小锦小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码质量相等，杠杆上的数字所对 应的单位为cm． （1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆 左端下沉，他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限 度后，杠杆左端仍有轻微下沉，这时他应将右端的平 衡螺母向__________端调节，才能使杠杆在水平位置 平衡，其目的是：。 （2）如图丙所示，是他在探究过程中的一个情境，接下来他在两边钩码的下方各加两个相同的钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，他应将右端钩码移动到右端离支点__________cm刻度线处． （3）若杠杆的重心恰好处于杠杆的支点处，当杠杆在图丙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度（如图丁）后松手，杠杆__________（选填“能”或“不能”）保持静止． （4）小锦通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，并记录各次实验数据，通过对数据分析后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．与其他小组交流后，他们又做了如图丙中的A、B、C三次实验，其中__________（选填“A”、“B”或“C”）图所示实验能直接说明该结论是错误的． 丁 丙
简单机械测试卷及答案 一、选择题 1．如图所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m ，则此过程中 A ．工人做的有用功为800J B ．工人做的总功为500J C ．滑轮组的机械效率为60% D ．拉力做功的功率为20W 【答案】A 【解析】 【详解】 A ．工人做的有用功： 400N 2m 800J Gh W ==?=有 ， A 选项正确。 B ．绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功： 250N 4m 1000J W Fs ==?=总 ， B 选项错误。 C ．滑轮组的机械效率： 800J 80%1000J W W = = =有总 η， C 选项错误。 D ．拉力做功的功率： 1000J 100W t 10s W P = ==， D 选项错误。 2．在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时 A ．功率越大，做功越快 B ．做功越多，机械效率越高 C ．做功越快，机械效率越高 D ．可以省力、省距离，也可以省功 【答案】A
【解析】 【分析】 （1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快； （2）机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大； （3）功率和效率是无必然联系的； （4）使用任何机械都不省功． 【详解】 A ．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故A 正确； B ．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用功，所以无法判断机械效率，故B 错误； C ．由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故C 错误； D ．使用任何机械都不省功，故D 错误． 故选A ． 3．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ） A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A 【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据η ＝ W W 有总 可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越 少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W 1
实验的设计与评价 （总分：297 考试时间：200.4分钟） 学校___________________ 班级____________ 姓名___________ 得分___________ 一、选择题 ( 本大题共 1 题, 共计 3 分) 1、(3分) 29.已知KMnO 4与浓HCl在常温下反应能产生Cl 2 。若用图2所示的实验装置来制 备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（） 图2 A.只有①和②处 B.只有②处 C.只有②和③处 D.只有②③④处 二、非选择题 ( 本大题共 22 题, 共计 294 分) 1、(18分) 26.从固体物质A开始，可以发生如下框图所示的一系列变化 回答下列问题： （1）在实验室中收集气体B的方法是。 （2）操作①的名称是。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是。（3）写出反应②和反应③的化学方程式： 反应②：。 反应③：。 （4）A的化学式是。
（5）在实验室中，如果获得干燥纯净的气体D，可以将它通过如下示意图中的装置，其中 瓶Ⅰ中盛放的试剂是。 瓶Ⅱ中盛放的试剂是。 收集干燥气体D的方法是。 2、(12分) 27.Ag/α－Al 2O 3 是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α－ Al 2O 3 是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如下图所示。其中的转化反应 为：6AgCl+Fe 2O 3 3Ag 2 O+2FeCl 3 阅读上述实验流程，完成下列填空： （1）Ag/α－Al 2O 3 加酸溶解应该选用装置（选填a、b、c）。
（2）在实验操作（Ⅱ），如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式 。 （3）实验操作（Ⅳ）所需玻璃仪器为（填写三种）。 （4）实验操作（Ⅶ）从AgNO 3溶液获得AgNO 3 晶体需要进行的实验操作依次为： （多选扣分）。 （a）蒸馏（b）蒸发（c）灼烧（d）过滤（e）冷却结晶 （5）已知：NO+NO 2+2NaOH2NaNO 2 +H 2 O； 2NO 2+2NaOH NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O NO和NO 2 的混合气体的组成可表示为NO x。该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为 。 （a）x≤1.5（b）x=1.2 （c）x≥1.5 （6）已知Ag/α—Al 2O 3 中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的 实验数据为和 。 3、(16分) 17.根据下图回答问题： （1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。 （2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
八年级下学期专题训练：49.简单机械综合练习 1.以下几种杠杆中，在使用时能省距离的杠杆是（） 2.如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（） A.A受到的绳子的拉力为30N B.若将A匀速向左拉动，则需要给A施加一个水平向左的20N的拉力 C.若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增加一倍 D.动滑轮的重力为10N 3.裁纸刀工作时是一个杠杆，如图所示，小华用一把裁纸刀将纸卷切断，手对杠杆的力是动力，纸卷对杠杆的力是阻力，当小华把纸卷向左侧（向里）移动时，下列说法正确的是（） A.动力臂不变，会更费力 B.动力臂变长，会更省力 C.阻力臂变短，会更省力 D.阻力臂变长，会更费力 4.如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，0为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（） A.物体B重力为2N B.物体B重力为8N C.物体A的密度比物体B的大 D.物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡 5.下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（） A.做功所用的时间越多，功率越小
B.功率越大，做功就越多 C.做的有用功越多，机械效率越高 D.依据功的原理可知机械效率永远小于1 6.用如图所示的装置提升重为700N的物体A，动滑轮受到的重力为100N，在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在5s内匀速竖直上升了0.8m。在此过程中，不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列结果正确的是（） A.物体A上升的速度1.6m/s B.拉力F的功率为64W C.5秒内拉力F做的功为560J D.此装置提升物体A的机械效率为87.5% 7.如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是（） A.撑杆对吊臂的作用力不断增大 B.钢绳对吊臂的作用力不变 C.撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大 D.钢绳对吊臂作用力的力臂不断增大 8.如图所示，工人师傅要将重为1000N的木箱拉到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，则下列说法中正确的是（） A.工人所做的总功为5000J B.工人所做的有用功为2000J C.斜面的机械效率为75% D.物体和斜面之间的摩擦力为400N 答案：C9.如图所示的简单机械，忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦，当提起相同重物时，最省力的是（）
2018—2019学年度第二学期八年级物理 第十二章《简单机械》单元测试题 一、选择题（每小题3分，共21分）(本试卷g 取l0N/kg) 1．（2018山东东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ） A ．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B ．做功多的机械，功率一定大 C ．功率大的机械，做功一定快 D ．做功快的机械，机械效率一定高 2．（2018浙江宁波）如图所示，F 1=4N ，F 2=3N ，此时物体A 相对于地面静止，物体B 以0.1m/s 的速度在物体A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和 绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ ） A ．F 2的功率为0.6W B ．弹簧测力计读数为9N C ．物体A 和地面之间有摩擦力 D ．如果增大F 2，物体A 可能向左运动 3．（2018河南省）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ） 4．在水平桌面上放一个重300N 的物体，物体与桌面的摩擦力为60N ，如图，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s 匀速移动时，水平拉力F 及其功率的大小分别为（ ） A ．20N 2W B ．30N 6W C ．60N 2W D ．20N 6W 第4题 第5题 第6题 5．如图所示，用甲乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重，则下列说法正确的是（ ） A ．甲较省力，机械效率较低 B ．乙较省力，机械效率较低 C ．甲较省力，机械效率较高 D ．乙较省力，机械效率较高 6．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N 的物体在10s 内匀速提升了2m ，已知动 班级 姓名 座号
杭州绿城育华学校简单机械单元专项综合训练 一、选择题 1．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动距离为s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（） A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为Fv C．额外功为1 n （2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为 2 G F 2．要用30N的力刚好提起40N的物体，若不计机械本身重力和摩擦，则下列简单机械可以采用的是（） A．一个定滑轮 B．杠杆 C．一个动滑轮 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 3．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取 10N/kg。则下列说法中正确的是（） A．建筑材料的质量为2160kg B．电动机对钢丝绳做的功为1600J C．钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s D．电动机对钢丝绳做功的功率为240W 4．材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA＜OB），如图所示，杠杆处于平衡状态．如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会
A．A端下沉B．B端下沉C．仍保持平衡D．无法确定 5．如图所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则（） A．沿着AB用的拉力小，做功多B．沿着AC用的拉力小，做功多 C．沿着AD用的拉力大，做功少D．沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多 6．利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙，（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（） A．W甲=W乙，P甲=P乙B．F甲>F乙，η甲>η乙 C．W甲=W乙，P甲>P乙D．F甲=F乙，η甲=η乙 7．端午节是我国的传统节日，很多地方举行了赛龙舟活动，极大丰富了人们的文化生活，关于赛龙舟活动，以下分析不正确的是（） A．运动员划水的船桨是费力杠杆 B．龙舟漂浮在水面上，说明龙舟受到的浮力大于重力 C．运动员向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的 D．划船时，水既是受力物体同时也是施力物体 8．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中下列说法正确的是（）
功和机械能 一、选择填空(每小题3分，共30分) 1.小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2.直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（） A．势能减少，动能增加，机械能不变 B．势能减少，动能不变，机械能减少 C．势能不变，动能不变，机械能不变 D．势能减少，动能不变，机械能不变 3.关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能 B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大 D．质量大的物体的具有的重力势能一定大 4.关于机械效率的说法正确的是（） A．越省力的机械，其机械效率越高 B．做的总功越多，机械效率越高 C．做的有用功越多，机械效率越高 D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高 5.洒水车在水平公路上匀速行驶，行驶中不断洒水，在此过程中洒水车（） A.动能不变 B.动能变小 C.动能变大 D.无法确定 6.甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1 7.体育课上两位同学进行爬杆比赛，假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端，如果要粗略比较一下两人做功的大小，需要知道的物理量是（） A.爬杆的速度 B.爬杆的时间 C.两人的体重 D.杆的具体高度 8.某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2 m．比较两种情况（） A．用手举高时做功多 B．用斜面升高时做功多 C．两种情况做功一样多 D．两种情况都不做功 9.体育课上，同学们一起踢足球，小宇同学用50Ｎ的水平方向的力，将重4N的足球沿水平方向踢出去，足球在草地上滚动了30m才停下来，在足球滚动的过程中，小雨对足球做的共是（） A.4J B.1500J C.120J D.条件不足,无法计算 10.在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（） A.减小摩擦 B.使每组数据更准确 C.多次测量取平均值减小误差 D.获取多组实验数据归纳出物理规律 二、填空题（每空1分，共14分） 11.跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的_____能逐渐减少，___ _能逐渐增加． 12.功率是描述物体________________________的物理量；小明同学骑车的功率大约是40W，他表示的意思是______________________________. 12.一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有_______J的动能． 13. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的 推力做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J． 14.一个重200N的物体，在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体靠惯性又前进了 10m，若拉力做的功为500J，则拉力的大小为_________N。 15.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能_______，卫星 的势能_______(填“增大”“减小”或“不变”) 16. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在 相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 17. 用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：W1额_____W2额，η1___
论实验验设计与数据处理的的重要性 实验设计与数据处理是以数理统计理论专业知识和实践经验为基础，科学地设计实验，并对所得实验数据进行分析，达到减少实验次数缩短实验周期迅速找到优化实验方案。 它又是一种广泛应用于工农业生产和科学研究过程中的普遍使用的科学计算方法，是产品设计质量管理和科学研究的重要工具。到目前为止，该学科经过百余年的发展，在各个科学领域的实验研究中起着重要的作用。化工类专业是需要实验与观测的学科专业，经常需要通过实验来优化工艺条件寻找变化规律，并通过对规律的研究达到产品质量好高效高产节能降耗等目的，尤其是优化工艺条件研究新品种解决新问题的实验过程中，未知的工艺因素操作因素甚至人为因素特别多，需要通过大量的实验来探索工艺条件。 1实验设计 科学合理的实验设计可以使实验达到事半功倍的效果，而严密准确的数据处理则可以帮助研究者从纷乱的数据中寻找出事物的内在规律。 一项科学合理的试验设计应做到：试验次数尽可能少；便于分析和处理试验数据；能获得满意的结果。 实验设计包括单因素试验的设计和多因素实验设计。 试验中只有一个影响因素，或虽有多个影响因素，在安排试验时，只考虑一个对指标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变的试验，即为单因素试验。常用的单因素试验设计：黄金分割法（0.618法）、分数法、平行线法、交替法和调优法等。 多因素试验设计：正交试验设计、S/N比试验设计、产品三次设计、完全随机化试验设计、随机区组试验设计和正交拉丁方试验设计等。
实验室常用正交实验设计。 正交试验设计是依据数据的正交性（即均匀搭配）来进行试验方案设计。目前已经构造出了一套现成规格化的正交表。根据正交表的表头和其中的数字结构就可以科学地挑选试验条件（因素水平）合理地安排试验。 正交实验设计具有以下优点：能在众多的试验条件中选出代表性强的少数试验条件；根据代表性强的少数试验条件结果数据可推断出最佳的试验条件或生产工艺；通过试验数据的进一步分析处理，可以提供比实验结果本身多得多的对个因子的分析；在正交试验的基础上，不仅可以作方差分析，还能使回归分析等数据处理的计算变得十分简单；一种高效率、快速、经济的实验设计方法。 通过正交试验可确定出各因素对试验指标的影响规律，得知哪些因素的影响是主要的、哪些因素的影响是次要的、哪些因素之间存在相互影响；选出各因素的一个水平组合来确定最佳生产条件。 日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。正交表的使用大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 试验研究可在三个层面上进行：实验室、中试和工业装置。不同层面由于风险大小不同而造成的损失大不一样。实验室最小、中试次之、工业装置最大。工业装置上的优化试验研究一般在开工初期进行，一旦生产稳定后，不会轻易更改。这部分工作主要借助于统计过程控制保证产品的合格率。实验室和中试层面上的试验研究可以经常改变，可在很宽的范围内调整参数进行优化。因此，试验设计主要在这两个阶段发挥作用。 2 数据处理
【物理】简单机械专项练习经典 一、简单机械选择题 1．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N 的拉力 F 在 10s 内将重为400N 的物体匀速提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦， g=10N/ kg，则下列说法中正确的是（） A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W B．物体在水中受到的浮力为320N -3 3 C．物体的体积为8× 10m D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80% 【答案】 C 【解析】 【详解】 A．由图知， n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2× 2m=4m，拉力端移动的速度： v=s/t =4m/10s=0.4m/s ，拉力的功率：P=Fv=200N× 0.4m/s=80W，故 A 错； 有用 / W 总=（G-F 浮） h/Fs=（ G-F 浮） h/F×2h=G-F 浮/2F=400N- F 浮B．滑轮组的机械效率：η =W /2× 200N=80%，解得： F 浮 =80N，故 B 错； C．由 F 浮 =ρ水 V 排 g 得物体的体积： 33-3 3 ，V=V 排 =F 浮/ ρ水 g=80N/1×10kg/m × 10N/kg=8× 10m 故 C正确； D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳 重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大 于 80%，故 D 错。 2．如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别 为F2、 F3，下列关系中正确的是 F1、 A． F1＞ F2＞ F3 B． F1＜ F2＜ F3 C． F2＞ F1＞F3 D． F2＜F1＜ F3 【答案】 D