初中物理机械能实验题

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：    。

某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

(1)请你在图中画出本实验的绕绳方法．
(2)若用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，则：克服动滑轮的重力所做的额外功   （相同／不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变   ，滑轮组的机械效率变   ．
(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了   （填字母）．
A．减小摩擦
B．多次测量取平均值减小误差
C．获得多组数据归纳出物理规律
(4)由本实验   （能／不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．

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：       

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示．

次数	物体的重力 G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	绳端移动的距离s/m	机械效率 η
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3	74.1%
4	2	0.1	1.5	0.2

 
⑴表格内的第4次实验中应补充的数据是＿＿＿＿（结果精确到0.1%）．这次数据是用图中＿＿＿（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的．
⑵分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该＿＿＿＿＿＿＿．在第1次实验中，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，拉力F的功率为＿＿＿＿W．
⑶某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？___________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________________________________＿＿＿．

做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：
    
通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是                                 ，除此之外弹簧测力计还应沿          方向做           运动时“使用动滑轮能省一半的力”。
（2）分析表中数据你还发现：随物重的增大该装置的机械效率        （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

如图所示，是测量滑轮组机械效率的实验装置．

（1）用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码，由图示可知拉力大小为  N，将弹簧测力计向上移动12cm，则钩码上升的高度为  cm，该滑轮组的机械效率是  （结果保留到0.1%）．
（2）提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更轻巧．若如图装置中动滑轮的重为G₁，用它提升一重物，滑轮组的机械效率为75%；改用一个轻质材料制作的重为G₂的动滑轮后，再提升同一重物，滑轮组的机械效率提高到了90%，则G₂与G₁之比为  （不计绳重及各处的摩擦）．

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。

小明为研究动能大小与哪些因素有关设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：

（1）实验中通过      反映小球动能的大小；
（2）实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度      （“越大”、“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与      有关；
（3）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是      ；
（4）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度      （“相同”或“不同”）．发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关；
（5）小明在（4）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将
A．沿着斜面匀速直线运动
B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C．上升到初始高度后静止
D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（6）小明在（5）中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了这种种方法
A．阿基米德原理              B．杠杆原理
C．牛顿第一定律              D．欧姆定律．

利用如图所示的装置探究“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_１＜θ_２，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）图乙中角度θ₁小于图丙中角度θ₂，是为了达到   目的，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：   ．

（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）　　。

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．

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。

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”）

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次实验的机械效率是    。
（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。

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”）