初中物理机械能实验题

在探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想：
A．斜面越倾斜斜面机械效率越大；
B．斜面越倾斜斜面机械效率越小；
C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度无关。
他们用如图所示的探究装置，在不同的倾斜程度下做了三次试验，实验中应保持物体在斜面上的运动状态是                  。请回答下列问题：
①每次实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该        （选填“相同”或“不相同”）；改变斜面的倾斜程度是指改变                        （选填（斜面的长度、斜面的高度、斜面与水平面的夹角）；实验时应把物体沿着斜面往上缓慢拉动．
②在以下六个物理量中：被拉物体的重量G、弹簧秤的拉力F、斜面的长度L、斜面的高度H、物体在斜面上通过的距离s、物体上升的高度h，实验必须要测量的物理量是                            （只填所测物理量的符号）；用需要测量的物理量的符号表示斜面的机械效率的计算式是                   
③如果猜想C是正确的，则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该                （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“基本不变”）．如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大，这说明实验前的猜想            是正确的．

在“探究物体的动能与哪些因素有关”实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示。

（1）实验中，大小不同的钢球在水平面上推动木块移动的距离          （填“相同”或“不同”）。比较实验现象，可以推理出动能较小的是           的钢球。
（2）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与
         的关系。
（3）实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越       （填：“远”或“近”）；若水平面绝对光滑，木块将           。
（4）同班的小红同学，发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成。为了验证猜测，小红设计了“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，如图乙所示，当接触面粗糙程度不变，通过实验得到了表格中的相关数据，请帮小红分析，此次试验中，滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：                 。

某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响．他在水平台面上分别铺上不同材料，让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记a、b、c．

（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的　    　．
（2）若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记c是小车在　  　表面下停下的位置．
（3）对上述实验进行分析并进一步推理：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将　    　．
（4）若在水平面铺上同种材料，让同一小车从不同高度由静止滑下，则还可以探究小车　   　的关系（选填下列选项的序号）．
①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度．
（5）上述所有探究实验中都用到的科学研究方法有控制变量法和　    　．

如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置． 其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m₁＜m₂=m₃，小球由静止释放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃．

①在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的　        　．
②通过观察　           　来比较小球的重力势能的大小．
③歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与　            　关系．
④步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与　           　的关系．

某同学在探究“物体动能大小与物体质量大小的关系”实验中，他猜想“物体动能大小还与物体速度大小有关”，所用的实验装置如图所示。A为小球，B为木块。

（1）前两次的实验数据如下表；在第3次实验中，木块移动的距离如图所示，a为木块左侧面的初位置，b为木块左侧面的末位置。

次数	小球的 质量m	小球下落 的高度h	小球到达底端的速度v	木块移动的距离s/cm	小球的 动能E1
1	大	ho		60.8	大
2	中		vo	48.2	中
3	小	ho	vo		小

根据表格和图中的信息，将表格中的空白处填写完整。
（2）该实验的探究结论是       
（3）如果第1次实验中，木块运动到了长木板的末端之外。在不更换实验器材的条件下，解决的办法是：       
（4）如果用圆柱体代表小球做该实验，其好处之一是：       

在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球        ，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．

小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：
建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是           ；
建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）．从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应        ．

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：①实验中小球动能的大小是通过观察比较          反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种           方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用        两个图来分析，并由此得出的实验结论是       ；③分析乙、丙两图，得到的实验结论是             ；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的           能转化为          能．

某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

（Ⅰ）、小明用如下电路图所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，如下右图是小明未完成连接的实验电路。

（1）、电压表应选择　　　　的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成上图中实验电路的连接。
（2）、小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是                           。（写出一个）
（3）、小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

 
①、请根据表中数据在下图中画出电阻R的U－I关系图像。

②、小明在实验中所用电阻R的阻值为       Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R 消耗的电功率为       W。
（4）、如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动_________________________________。
（Ⅱ）、在探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：  A、让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。  B、让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题：  步骤A是为了研究动能大小与           的关系。步骤B是为了研究动能大小与                的关系。该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小，木块的作用是为了比较钢球                 的大小。

错误！未指定书签。1在“测滑轮组机械效率”的实验中，某同学用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，第1、2、3次实验装置分别是图中的甲、乙、丙所示，实验数据记录如下：
⑴在实验操作中应竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计。通过比较第1次和第2次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，通过使用______________________的方法，可以提高滑轮组的机械效率。
⑵在第3次实验中所做的总功是＿＿＿＿，机械效率是＿＿＿＿。
⑶通过比较第2次和第3次实验数据，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，滑轮组的机械效率越＿＿＿＿。

小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图甲所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作：
步骤一：让铁球甲从斜面F点静止滚下，打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B。
步骤二：让铁球甲从斜面E点静止滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。
步骤三：换一铁球乙（m_乙﹥m_甲）从斜面上E点静止滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A移动到位置D。

⑴小明同学设计实验“步骤一”和“步骤二”，是想探究动能大小与    的关系；
⑵小球动能的大小是通过比较               得出的，这种研究方法叫   。
⑶分析步骤二、三，得出的结论               。
⑷为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从E点滚下，而是设计了如图乙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。不考虑各种能量损耗，该方法   （合理/不合理）。

(8分)九(1)班的物理小组“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验，你帮他们完成下列步骤：
⑴该实验原理是    ；需要的测量器材有    、    。
⑵滑轮组的装置如图所示，在测量拉力时应   拉动弹簧测力计并读数，如果在静止时读数，测得的机械效率将    （偏大/偏小/不变）。
⑶表格中第3次实验的机械效率是   ，你能分析一下机械效率不能是100％的原因吗？请你试着写出一条：               。
⑷分析表中的数据，可以得到的结论是：                。

利用如图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同，θ_A＜θ_B，球A 、B 的质量分别为m_A、m_B , ( m_A＜m_B) 。

（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的     无关。
（2）如图甲、乙所示，观察到B 球能将木块c 撞得更远由此可得出结
论：                                                       。
（3）如图乙中小球B 到达竖直位置时的速度       （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B 到达竖直位置时的速度如 图乙、丙所示，图丙中木块C 滑行得更远些，由此可得出结论：                                         。

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。

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A＝m_B<m_C，h_A＝h_C>h_B），推动小木块运动一段距离后静止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行判断：

（1）用来研究超载安全隐患时，我们应选择       两个图所示实验进行比较．
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择       两个图所示实验进行比较．