初中物理机械能实验题

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．

（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。

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：                             ．

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．

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”）

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＿＿＿＿。

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：            。

某同学用两个完全相同的滑轮绕制了两个滑轮组（如下图），并选用其中一个完成机械效率测量实验，下面是实验记录：

次数	物重/N	物体升高/m	拉力/N	绳子拉下/m	有用功/J	总功/J	机械效率
1	4	0.1	3.00	0.2	0.4	0.6
2		0.1	6	0.2	1	1.2	83.3%
3	10	0.2	6	0.4	2	2.4	83.3%

（1）把表格中所缺少的数据填写完整．
（2）读弹簧测力计示数时，应        拉动绳自由端，如果静止读数，会导致机械效率的测量值偏        ．
（3）由表格中的数据可以知道，实验选择的是        （选填 “左”或“右”）边一套装置．
（4）分析第1次和第2次的数据可以知道，对于同一个滑轮组，可以通过增加        来提高机械效率．
（5）分析第2次和第3次的数据我们可以得到的结论是：                               ．
（6）若不计摩擦与绳重，可以计算出第1次实验中所用动滑轮的重为         N。

用图所示的装置来测滑轮组的机械效率。

（1）实验要求，用弹簧测力计拉动绳端时，拉力的方向应       ，并使物体     上升。
（2）若弹簧测力计移动15cm，则物体移动      m。
（3）若在实际的实验中，物体上升10cm，弹簧测力计上升30cm，被提升的物体总重为6N，动滑轮重为0.5N，弹簧测力计读数是2.5N，则拉力做的额外功是      J。滑轮组的机械效率是       。
（4）若再加挂一只钩码重做实验，所测的机械效率与前一次相比将     。（选填“相同”或“变大”或“变小”）。

图19甲是小刚测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为6N钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A’ 位置匀速竖直上升到B’ 位置， 在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图19乙所示。则：

(1) 弹簧测力计的示数是    N；
(2) 弹簧测力计移动的距离为    cm；
(3) 拉力为F做的功是        J。

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___________。

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．

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）．

小聪利用斜面进行如下的实验。

（1）图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的，由此可知此时斜面的机械效率η＝______。
（2）为了进一步探究斜面的特点，小聪接着做了三次实验，实验数据如下表。

①分析表中数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率越_________，拉力越_________。
②由表中第2次数据可知，此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为______N。

体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小 $E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$ ，重力势能大小 $E_p=\mathit{mgh}$ ，不计空气阻力， $g=10N/\mathit{kg}$ ，则：

（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　      　；

（2）若足球的射程 $x$ 与抛出速度、抛射角 $\theta$ 之间满足公式 $x=\frac{2v^2\sin \theta \cos \theta }{g}$ ，当足球以 $20m/s$ 的速度且与水平方向成 $45°$ 角被踢出，足球的射程是 　      　；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度v _x和竖直速度v _y，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　      　m。（小数点后保留2位数字）