初中物理机械能实验题

如图所示是某同学探究“斜面的机械效率”实验装置图．实验前他做了如下猜想：

A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙程度	木块重量G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长s/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
1	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

（1）请将上表所缺的数据补充完整．
（2）比较　   　两次实验可知猜想A是正确的．
（3）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度相同时，斜面越陡机械效率　 　．

图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做　　　　　运动。
（2）比较表中“物块重”和“　　　　”两栏对应的数据，可知斜面是一种　　　　（选填“省力”或“费力”）的简单机械。
（3）本实验研究了　　　　对斜面机械效率的影响，其影响规律是　　　　  　　   。

本题有两小题。
（1）如图所示，用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。

①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的__________自由下滑。
②小车在水平玻璃板上运动时受到__________个力的作用。
③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越__________；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做_____________运动。
（2）如图所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。
①为该实验是通过观察比较_______来间接判断物体重力势能大小的。
②实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体_______的关系，操作时应该让木块从_______（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。
③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法。

小周学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面的 倾斜程度	物体重 G/N	物体上升高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	物体移动距离 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.50

（1）根据表中数据，可求出第三次实验的有用功为　  　焦，总功为　  　焦，机械效率是　  　；
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越　  　；
（3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：　                                                                  　．

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

实验次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的读数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	8	0.8	24	83.3%
2	4	5	1.5	15
3	6	10			90.9%

（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。
（2）在实验操作中应竖直向上             拉动弹簧测力计。
（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，             可以提高滑轮组的机械效率。
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与             有关（写出一种影响因素即可）。

太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染，其产业的发展日益蓬勃．某太阳能汽车，质量为350kg，顶部安装了太阳能电池板．
（1）当车上载有1500N的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^-2m²，则汽车对地面的压强为   Pa．（g=10N／kg）
（2）太阳能电池板将太阳能转化为   能．一般情况下，汽车在运动时，被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统．当汽车不运动时，太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内；当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池   （选填“储存”或“释放”）能量．
（3）若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m²，它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并对车上电动机提供8.4A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×10³W/m²，则电池的输出功率为   W，将太阳能转化为电能的效率为   ．如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为90N，则汽车的行驶速度为   m/s．
（4）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/ （m∙s^-1）	2	3	4	5	6
制动距离/m	0.53	1.20	2.13	3.33	4.80

请在图中描点作出s- v²图象．根据图象反映的规律可知，当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m．

如图所示，某兴趣小组同学用弹弓进行弹“子弹”比赛．他们发现弹出的子弹飞行情况各不相同，因此展开了讨论．

（1）拉开的弹弓具有   能，弹弓上的橡皮筋形变   具有的能量越多 ；
（2）他们在研究影响弹出子弹飞行距离的因素时，提出以下猜想：
猜想1：与子弹的质量有关
猜想2：与子弹的形状有关
猜想3：与弹弓上的橡皮筋的弹性形变程度有关
①根据所学知识，可以断定猜想3是正确的，判断的依据是   ．
②请设计一个简单实验，验证猜想2是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：                                                                       ；
如何判断：                                                                        ．

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题：

图甲                                         图乙
（1）从同一高度由静止释放的目的是           _，该实验的目的是研究铁球的动能大小与        （选填“质量”或“速度”）的关系。
（2）该实验是通过观察                       的大小,来说明铁球对木块做功的多少,从而判断出       （“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。
（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案是否可行? 答：______         你的理由是                                 。

李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量　  　之间的距离和　  　之间的距离，并改变　  　之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量　  　之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．

在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置匀速提升钩码，测得了四组数据，如下表所示。

（1）前三次实验中，第     次实验数据明显出现错误，应当剔除。
（2）第四次实验中，有用功是        J，总功是      J，滑轮组的机械效率为        。若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将           （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）根据以上信息，可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与       是否有关。

如图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：

实验 次数	斜面的 倾斜程度	物块重量 G / N	斜面高度 h/ m	沿斜面拉力 F / N	斜面长 s / m	机械效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45％
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60％

（1）小明探究的是斜面的机械效率跟                 关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为          ，物块和斜面的内能增加了约         J。
（2）分析表格中数据可以得出结论：当___________________时，斜面的倾斜度越           ，机械效率越高。
（3）若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持________________不变。

小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．

（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上_________拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则此次杠杆的机械效率为η =        ．（用用已知或测量物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h₂，则弹簧测力计的示数将       （大于/等于/小于）F₁，此次弹簧测力计做的功将       （大于/等于/小于）第一次做的功，杠杆的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h₂，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比       （最大/最小/三次相等）．
（4）本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
 
（1）通过表中数据可分析出实验1是用       （选填“甲”或“乙”，）图做的实验，实验2是用        图做的实验。 
（2）请在表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，__________________，可以提高滑轮组的机械效率。

小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：

实验次数	钢球质量m(克)	钢球到达斜面底部时的速度v(米/秒)	木块移动的距离s(厘米)
1	20	1.8	30
2	40	1.8	59
3	60	1.8	87

(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与________有关。
(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块_______的多少，从而判断钢球动能的大小。

图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关？”的实验示意图。

（1）实验要探究的是物体动能的大小与物体__________          和质量的关系。
（2）实验中探究的是          （填“A”或“B”）物体的动能，物体动能的大小是通过            （填“s”或“h”）的大小来反映的。