初中物理机械能实验题

某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图。他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

（1）实验时，应沿竖直方向＿＿＿＿＿＿拉动弹簧测力计。
（2）表格中数据η=＿＿＿＿；
（3）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是               ；
（4）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是         ，使用滑轮组的优点是                  。

用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升．实验数据如下表．

序号	动滑轮重 G动/N	钩码重力 G/N	钩码上升 高度h/m	绳的拉力 F/N	绳端移动 距离s/m	机械效率η
①	0.1	1	0.2	0.6	0.4	83.3%
②	0.1	2	0.2	1.1	0.4
③	0.2	2	0.2	1.2	0.4	83.3%

（1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为       ．
（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将            ；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将       ．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）分析表中数据可知，，可能的原因是：       

利用如图所示实验装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ₁<θ₂，球A、B的质量分别为m_A、m_B，且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球将木块C撞得更远些，由此可得出结论：         。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度       （大于／小于／等于）图丙中小球B到达竖直位置时的速度．
(4)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：            。

物体动能E_k的计算公式是mv²，m表示物体的质量，v表示物体的速度．某班的学习小组在老师的指导下开展探究性学习．让质量为m的物块以初速度v₀在不光滑的水平面上运动，已知物体受到的滑动摩擦力大小为f，经过多次实验，测出多组不同的初速度v₀与滑块在水平面上滑行对应的最大距离s，对数据进行分析后，学习小组的同学得出结论：物块克服摩擦力做功的最大值等于物块初动能．老师说这个结论是成立的，根据这个结论解答下面的问题：
（1）由动能E_k的计算公式mv²可知，对动能影响较大的是    （选填“质量”或“速度”）；
（2）当物块的初速度为2m/s时，滑行的最大距离为1m，则当物块的初速度为4m/s时，滑行的最大距离
是    m；
（3）已知在水平面上运动的物块受到的摩擦力大小与物块的重量成正比，即f＝kmg，k是为常数，则当物块初速度相同，增加物块的质量，物块滑行的最大距离    ．（选填“增大”或“减小”或“不变”）

小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h₁，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h₂．通过比较h₂与h₁的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中，  能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了  能．
（3）已知重力势能的计算公式为E_p=mgh，动能的计算公式为E_k=mv²．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式v_A=  ；若h₂=h₁，则说明B球被撞后开始运动的速度v_B  v_A（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h₂总小于h₁，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由                                    ．

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。

次数	钩码重 G/N	钩码上升 高度h/m	有用功 W有/J	测力计 拉力F/N	测力计移动 距离s/m	总功 W总/J	机械 效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）实验中应沿竖直方向      拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越     。
（3）第3次实验中所做的有用功是     J，机械效率是    。
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度对动滑轮所做的额外功      (选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
（5）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，      额外功(选填“增大”或“减小”)。

某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示．他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）表格中数据★=         ；
（2）第1次实验中，拉力F与提升物体的重力不等，主要原因是             ；
（3）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是               ；
（4）比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要因素是                ；
（5）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将                。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

孝定同学在探究“机械能及其转化”实验时，设计并进行了以下实验．

（1）如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化．如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv²。且h=0.2m，g=10N/kg，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为 m/s。
（2）如图乙，将小球以一定的速度v₀沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．时间t内小球在水平方向运动的距离为x=v₀t，在竖直方向下落的高度为y=gt²，则y与t²的关系可用丙图中的图线 表示。
（3）如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25m，θ=30°,g=10N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为    m。

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如下表．

(1) 分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度__________，与所提物体的重力大小__________；（均选填“有关”或“无关”）
(2) 算出第4次实验的机械效率为__________；
(3) 如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更________，所以机械效率更__________；（均选填“大”或“小”）
(4) 关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是(    )

A．提升越重的物体，机械效率越大	B．有用功越大，机械效率一定越大
C．额外功越大，机械效率一定越小	D．同一机械的机械效率是恒定不变的

(5) 在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

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，θ₁＜θ₂，球A 、B 的质量分别为m_A、m_B ，且 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）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，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：____________________________________________。

涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了"影响滑轮组机械效率因素"的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

实验次数	钩码重     $G/N$	钩码上升高度     $h/m$	绳端拉力     $F/N$	绳端移动距离     $s/m$	机械效率     $\eta$
1	2	0.1	1.2	0.3	$55.6\%$
2	2	0.2	1.2	0.6	$55.6\%$
3	4	0.1	1.9	0.3	$70.2\%$
4	4	0.1	1.3	0.5	$61.5\%$

（1）实验中应沿竖直方向 　　拉动弹簧测力计。

（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　　图所示装置来完成的。

（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。

（4）通过比较 　　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。

（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。

（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 　　。

A．	$A.$ 减轻动滑轮重
B．	$B.$ 增加所提物体重
C．	$C.$ 机械加润滑油
D．	$D.$ 增加重物上升高度

（1）图中测力计示数为　　。

（2）小明猜测：“图中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”。设计实验检验其猜测，并填写实验报告。

①实验目的：　　。

②实验步骤（若需要可补充器材）　　。

③滑轮组的机械效率（用所测出的物理量表达）　　。

小雪和小红利用刻度尺、弹簧测力计、钩码等实验器材在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。


（1）由图可知拉力大小为      N。实验中弹簧测力计沿_______方向______移动15cm，则钩码上升的高度为           cm，已知每只钩码重1N，该滑轮组的机械效率为      。测滑轮组机械效率可以少上述器材中的________这一实验器材。
（2）若小红拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.9N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如表：小雪和小红测得滑轮组的机械效率大于100%，原因________________.（3）该滑轮组的机械效率实际为          。

利用如图所示装置探究“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，θ₁<θ₂，球A、B的质量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)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：   ．

(6分)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”)。