初中物理机械能实验题

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	①
3	6	10	②	③	90.9%

（1）请将表中标有①、②和③的空格处补充完整？
（2）在实验操作中应竖直向上      拉动弹簧测力计．
（3）分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与      有关．
（4）不同滑轮组的机械效率还与      有关．

小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关．为了验证这个猜想，他设计了如下实验方案：

（1）如图1所示，让同一个小球，分别从同一斜面的不同高度由静止滚下，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图所示）．这是为了探究动能的大小与      关系．若木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力      越多，小车撞击木块时的动能      ．如果实验时，木块滑出木板了，在不改变器材的情况下，如何对实验进行改进？      ．
（2）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球从同一斜面的      （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，控制小球的质量      （选填“相同”或“不同”）．
（3）有同学探究“动能与质量的关系”时，用如图2所示的实验装置，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，该实验方案是否可行？答：      ．因为：      ．

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如表所示．

实验次数	无重G/N	物体上升的距离h/cm	弹簧测力计的读数F/N	弹簧测力计上升的距离s/s	机械效率η
1	3	10	1.6	30	62.65
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30

（1）这个实验使用的测量工具是      和弹簧测力计．
（2）在实验操作中应竖直向上      拉动弹簧测力计．
（3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率．
（4）由实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越      ．

小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上， $\mathit{AO}$等于弹簧原长，水平面 $O$点左侧光滑，右侧粗糙。将物体 $M$从 $O$点压缩弹簧到 $P$点，然后由静止释放，当物体 $M$运动到 $O$点与弹簧分开，最终运动到 $Q$点静止。请补充完成他们的探究过程：

（1）弹簧弹性势能的大小是通过　　来衡量的。

（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　　（选填“相同”或“不同” $)$弹簧进行实验，并先后改变　　之间的距离，测出 $\mathit{OQ}$的距离，重复实验，测量多组数据并记录。

（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和　　两种物理思想方法。

基础问答、作图和计算

（1）射箭运动员用力拉满弓，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的　       　，可以更多地转化为箭的　          　，将箭射得更远。

（2）如图，物体 $A$、 $B$在力 $F$作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动。请画出物体 $B$在水平方向上的受力示意图。

（3）我国“蛟龙号”载人潜水器下潜至 $7\mathit{km}$深的海水中，若海水的密度取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，潜水器受到水的压强大小约是　　。

小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。

猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关

猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关

猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关

为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的 $A$、 $B$、 $C$、 $D$四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中 $D$球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。

实验数据如下表：

实验序号	铅球代号	铅球质量 $/g$	下落高度 $/m$	陷入沙中的深度 $/m$
①	$A$	200	0.5	0.1
②	$B$	400	0.5	0.25
③	$C$	200	1	0.2
④	$D$	200	1	0.2

（1）本实验中，采用的研究问题的方法是　         　。（写出一种方法即可）

（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　        　来反映的。

（3）为验证猜想二，应比较　     　（填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时，　      　。

（4）比较③④，得到的结论是　         　。

（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能 $\left(E_p\right)$的表达式“ $E_p=\mathit{mgh}$”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中 $B$球的动能为　      　 $J$．（忽略空气阻力， $g=10N/\mathit{kg})$

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．

如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：

（1）用质量不同的A、B两个小球（m_A＞m_B）碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时      相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A、B两个小球的       的大小．
（2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的      有关．
将（甲）与（丙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的      有关．
（3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是      ．

（1）如图1所示是探究“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．
（2）如图2所示的电路，AB和CD均为镍铬合金线．闭合开关后，通过观察      ，可以比较出合金线电阻的大小，这个实验装置是研究电阻大小与导体      的关系．

如图是小明同学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      的关系．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：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越      ．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．

【湖南省岳阳市2015年中考物理试题】在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。

次数	钩码重/N	钩码上升 距离/cm	弹簧测力计 示数/N	弹簧测力计 上升距离/cm	机械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9 %

 
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为         （结果保留一位小数）
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为        N。
（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率       （选填“高”或“低”）。
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为        （只填序号）
A.71.6%                    B. 82.4%                   C. 92.1%

我们知道，动能的大小与物体的质量、速度有关。那么，哪个因素对动能的影响更大呢？对表中数据进行分析，能初步得出：　        　对动能的影响更大。

物体	动能
抛出去的篮球	约 $30J$
行走的牛	约 $60J$
百米冲刺时的运动员	约 $4000J$

【北京市2015年中考物理物理试题】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格。

【海南省2015年初中毕业生学业水平考试】为了模拟研 究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究：

甲                   乙                           丙
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是           法(选填“控制变量法”或“转换法”)。
（2）为了研究汽车超速问题，实验中应选择       两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；
（3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结是：                        。

【湖北省荆州市2015年中考物理试题】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。