初中物理机械能实验题

如图所示，某小组设计了一组装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关”， 小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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．三张图所示的三次实验中，摆线的长L保持不变，小球A、B的质量m_A<m_B，悬线与竖直方向的夹角α<β．

（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，动能逐渐    ，重力势能逐渐    ．（选填“增大”或“减小”）
（2）本实验中通过    反映小球撞击木块C前的动能大小．
（3）第一组实验：对比甲、乙图所示实验中可得出初步结论：    ．（信息快递：质量不等的小球从相同高度释放，摆到最低点时，它们的速度大小相等）．
（4）第二组实验：对比乙、丙图所示实验中可得出初步结论：    ．
（5）本实验中用到了    、    这两个常用的物理实验思维方法．

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．如图甲所示．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             的关系．
（2）该实验是通过观察                       的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出       （“铁球”或“木块”）具有的动能的大小．如果水平面绝对光滑，则       （选填“能”“不能”）比较出铁球动能的大小。
（3）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同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较．该实验方案是否可行？
答：         ，你的理由是                                             ．

在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：

实验次数	动滑轮重G动/N	物重G/N	钩码上升高度h/m	动力F/N	动力作用点移动距离s/m	滑轮组的机械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	①
5	1	4	0.1	②	0.5	50

（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中应沿竖直方向       拉动弹簧测力计．
（3）表格中变化①处数据应为        ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为        N．
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与                        无关．
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和                       有关．
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是        的（填“正确”或“错误”）．你是用小明收集的数据中       两组数据对比分析来判断的．

如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，m_A=m_C＜m_B，铁块所处的初始高度h_A=h_B＜h_C．

（1）实验中我们通过观察                      来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比        两铁块的撞击实验，得到的结论是：

如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

(1)实验中通过观察          的大小，来判断小球动能的大小，这种方法在物理学上称为          （选填“控制变量法”、“转换法”）。
(2)当研究动能的大小与速度的关系时，应该选用质量        的两个小球从斜面上        高度由静止滚下（选填“相同”或“不同”）。
(3)某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下：

该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？         （选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是                          。
(4)质量和速度哪一个对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示：

分析这两组数据可以得物体的             对物体的动能影响较大。

在探究“动能的大小与什么因素有关”时，同学们提出了如下猜想：
猜想一、动能的大小可能与物体的密度有关；
猜想二、动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想三、动能的大小可能与物体的质量有关．
老师提供如下实验器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板．
（1）同学们设计了如下实验方案：按图组装实验器材，让小球从斜面上由静止滚下，碰撞水平面上的小木块后，根据木块被撞出的距离，来比较       的动能大小．

（2）为了验证“猜想一”，应将100g的铁球和     分别从斜面的     （选填“不同高度”或“同一高度”）处由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量有关距离．
（3）为了验证“猜想二”，应让同一小球从斜面的     （选填“不同高度”或“同一高度”）由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量有关距离．
（4）如果水平面是光滑的，实验能否进行？        理由是       。

如图所示，用动滑轮提升钩码，不计绳重和摩擦，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下


（1）实验时，用手竖直向上     拉动弹簧测力计，读出测力计的示数．
（2）分析表中数据发现，使用此动滑轮提升物体时，拉力并不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其原因是     ．
（3）在第③次实验中，动滑轮的机械效率为     %．
（4）由表中实验数据计算推知：在不计绳重和摩擦的情况下，用同一动滑轮，将不同物体提升相同高度时，物体越重，有用功______，额外功______，动滑轮的机械效率将______（均选填“越大”、“越小”或“相同”）．

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：

（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”）。

如图是小莹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 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）小莹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，物块受到的摩擦力是________N。
⑵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。

加热时间/min	0	1	2	3	4
温度/℃	沙子	20	25	29	34	38
水	20	21	22	23	24

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一光滑斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用  __  两图；实验中应保证  __  相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是  __  。
（2）该实验是通过观察  __  来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。
（3）若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止下滑推动同位置的纸盒，则  __  （选填“能”或“不能”）根据纸盒被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小。

下图是小明同学探究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：

⑴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（不计空气吸热）。
⑵分析表格中数据可以得出结论：                             。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。

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η
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％

 

小华总结所做的物理探究实验发现：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法叫转换法。

探究动能的大小与哪些因素有关            比较水和沙子吸热本领的大小
如图：甲实验中小球动能的大小是通过观察比较                     反映出来的。乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用          （选填“加热时间”或“温度计示数”）来反映的．
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用            法。如图：甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变       的大小，同时控制小球的        不变． 乙实验中只有物质的       不同，其他因素必须控制相同（例如烧杯的规格相同、水和沙的       相等、酒精灯加热方式相同等）。

如图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置

(1)实验时，用手        匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
(2)为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计            (选填“缓慢匀速提升”或“静止”)时读数，第3次实验的拉力读数如图所示，则第3次实验的机械效率为         ．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	拉力F/N	绳自由端移动的距离s/m	机械效率η
1	1	0.1	0.6	0.3	55.6％
2	2	0.1	0.9	0.3	74.1％
3	3	0.1		0.3

(3)小华对上述三个机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率．这种做法对吗？为什么？                          ．

为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．

(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．该方案是为了探究动能大小与_________关系，若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力___________越多，小球撞击木块时的动能__________．
(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此，你能得出的结论是_____________．
(3)若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止自由释放推动同位置的木块，则    (选填“能”或“不能”)根据木块被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小．
(4)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：

实验 序号	小球的质量 m/g	小球自由滚下 的高度h/cm	木块被撞后 运动的距离s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

(a)为了探究“超载”安全隐患，应选择      两个序号的实验进行比较．
(b)为了探究“超速”安全隐患，应选择      两个序号的实验进行比较．
分析表格中对应的实验数据可知：      对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．

用图示装置探究“斜面机械效率”，沿斜面拉动物体做匀速直线运动.
实验记录如下表．


(1)第2次实验的机械效率为_______%．
(2)由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，_______越小，机械效率越大．
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为_______N．