初中物理机械能实验题

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

实验 序号	钩码 重/N	动滑轮 重/N	拉力/N	钩码上升 的高度/m	测力计移动 的距离/m	有用 功/J	总功 /J	机械效 率/%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	（a）	（b）	（c）

 

（1）实验时，弹簧测力计应在         方向上拉动钩码做匀速直线运动。
（2）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）      ； （b）      ；（c）      。
（3）通过比较     两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重      （“有关”、“无关”）。
（4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较      两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是       的（选填“正确” 或“错误”）。

为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动，如图所示，实数据记录如下表：
   

实验次数	斜面的倾斜程度	木块重量G／N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	机械效率η
1	较缓	10	0.4	6.6	1
2	较陡	10	0.5	7.6	1	65.8%
3	最陡	10	0.6	8.4	1	71.4%

（1）根据表中数据可求出第1次实验：有用功是________J，总功是__________J，机械效率是_____________，拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越_________，斜面的机械效率越___________。

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。如甲图所示。请回答下列问题：

（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         的多少,从而判断出      （“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。
（3）若水平面绝对光滑且不计空气阻力,该实验能成功吗?答：                      
（4）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弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行? 答：          若他按此方案操作，他会看到的现象是：                                                              。

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”）

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甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为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，对以下问题进行解答：
（1）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是   ，实验时应选择   两个图所示实验进行比较；
（2）用来研究超载安全隐患时，应选择  两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是                                    。

某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

次数	钩码重/G	钩码上升的高度h/m	拉力F/N
1	2.0	0.3	1.0	0.9
2	5.0	0.3	2.0	0.9
3	8.0	0.3	3.0	0.9

 

（1)实验时，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）表格中有一物理量没有写全，该物理量是___________。
（3）第3次实验时，钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为___________W。
（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

物理学是以实验为基础的学科，甲图是研究影响动能大小因素的实验装置，乙图是研究影响电热大小的实验装置，试分析两个实验中的研究方法。

（1）物体动能大小与电流通过电阻丝产生的热量多少均无法直接比较。甲图中是通过____来显示小车的动能大小，乙图中是通过____来比较电流通过导体产生的热量多少。
（2）当研究对象与多个因素有关时，只能改变其中的一个因素，而保持其他因素不变。甲图中，保持小车的质量不变，让小车从斜面不同高度下滑，目的是研究小车动能与____的关系；乙图中为研究电热与导体电阻的关系，应将R₁与R₂____联，且R₁与R₂的阻值____（填“一定相等”、“可以相等”或“一定不相等”）。

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：    。

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：       

（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）　　。

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．(5分)
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为     N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.4m，则杠杆的机械效率为    ．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：                ．

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：       ；请简要说明理由：                             ．

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”）

【改编】小明同学要探究“斜面的机械效率跟倾斜程度的关系”实验中，他需保证斜面的_________相同，改变其       。现有一块长木板、一个弹簧测力计、几个木块，一把刻度尺，请你帮他完成实验设计。

在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如表：

试验次数	斜面倾角θ	物块重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长	S/m	有用功	W有/J	总功W总/J	斜面的机械效率
	①	30°	5.0	0.6	4.2	1.2	3.0	5.0
	②	30°	3.0	0.6	2.5	1.2	1.8	60%
	③	45°	3.0	0.8	2.8	1.2	2.4	3.4	71%

（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上      拉动木块．
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为      %，第②次实验中总功为      J．
（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想      （填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：      ．
（4）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与      （写出一个）有关．

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”）