初中物理机械能实验题

小明主动提出为当地图书馆建造一条供残疾人使用的轮椅斜面通道。斜面的设计方案还没有最后确定，所以小明利用长度一定的木板，做了如图9所示的斜面实验，通过增加书本来改变斜面的高度以寻找合适的斜面坡度，

实验数据如下：

实验次数	重力/N	升高/m	有用功/J	拉力/N	移动距离/m	总功/J	机械效率/%
1	5	0.15		2.2	0.5	1.1	68
2	5	0.20	1	2.7	0.5	1.35
3	5	0.25	1.25		0.5	1.55	81

 
（1）通过计算，求出以上表格中的空缺的数据。
（2）通过对表格中数据的分析，如果只考虑省力这个事实，你认为哪种坡度最适合轮椅使用？在决定坡度的时候还得考虑其它哪个因素？

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）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）___________ ．
（2）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_________ （选填“有关”或“无关”）．
（3）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”）．

(6分)在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图甲所示的滑轮组进行了五次实验，实验数据如下表：

实验 次数	物重 G/N	物体上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/cm
1	4	3	1.7	9
2	4	5	1.7	15
3	4	8	1.7	24
4	6	5	2.4	15
5	8	5	3.0	15

  
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①第3次实验中滑轮组的机械效率是_______________；
②滑轮组的机械效率与_________无关，随___________________的增大而增大.
（2）小红在小明实验的基础上增加一个定滑轮也做了实验，如图乙所示.
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变               ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率       （相同/不相同），理由是：
                                                                  

图是测滑轮组的机械效率的装置图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为3N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1.25N，则：

(1) 有用功是        J。
(2) 滑轮组的机械效率是        。
(3) 再增加一个钩码，该滑轮组的机械效率将     （填：“增大”、“减小”或“不变”）。

.如图所示的实验装置为水平放置的平面木板AB和放在AB上的斜面木块CＤ，实验桌上还有如下实验器材：弹簧测力计、形状完全相同的铜圆柱体和铝圆柱体各一个、质量相同的带挂钩的长方体木块和正方体木块各一块、毛巾、棉布、200g砝码一个。


（1）小明要做探究“物体动能的大小与质量和速度关系”，除木板AB、木块CD外，还要选择的器材是_________________________。
（2）小明实验后阅读了下面老师提供的数据表，发现其中对动能影响较大的因素是___________      。

物体	质量m（kg）	速度v（m/s）	动能E（J）
牛	约600	约0.5	约75
中学生	约50	约6	约900

（3）据英国《每日邮报》报道，一架载着80名乘客、飞往科索沃首府普里什蒂纳的德国客机刚从杜塞尔多夫机场起飞就遭到了一群鸟儿的“袭击”， 机身被撞出许多凹痕，如图所示。你认为造成这种现象的原因是因为                        。

如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。

（1）实验时要竖直向上      拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为      N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动       cm,该滑轮组的机械效率为       。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将       。（选填：“增大”、“减小”或“不变”）

如图所示，是“研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。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系．需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是     

观看了电视播放的飞机在空中水平飞行投弹攻击地面目标的军事演习后，军事迷小兵对炮弹离开飞机后影响其水平飞行距离大小的因素产生了两个猜想：
①飞机水平飞行的速度越大，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越远；
②炮弹离开飞机后飞行的水平距离跟飞机飞行高度有关。
为了验证猜想，小兵在老师的指导下进行了如图所示的实验：

（1）让小球从光滑斜槽上的A点自由滑下，经C点后沿水平方向运动离开斜槽，最后落在地面上的P₁点。
（2）保持斜槽的高度不变，让小球从斜槽上的B点自由滑下，经C点离开斜槽，最后落在地面上的P₂点。此时小球经过C点的速度       （选填“大于”、“等于”或“小于”）上一步中小球经过C点的速度，由此可证明猜想①是     （选填“正确”或“错误”）的。
（3）为了验证猜想②，应控制小球离开C点时     的大小不变。小兵增加h的高度，仍让小球从A点自由滑下，此时小球落在地面上的P₃点，比较OP₃和      （选填“OP₁”或“OP₂”）可得结论：飞机飞行的高度越高，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越       （选填“大”或“小”）。

在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所

示。多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题：

斜面 倾斜度	小车重量 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
较缓	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为       N；做的有用功为       J；斜面的机械效率为    %。
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越          。
（3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是：                      。

．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N．
 
（1）实验时要竖直向上且 ▲ 拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，是 ▲ N，则滑轮组的机械效率是 ▲ ．
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将 ▲ （选填“增 大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）

如图是探究“物体的动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图．

（1）该实验物体动能的大小是通过 ▲ 来反映的．（A为小球，B为木块）
（2）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 ▲ （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过 ▲ （选填“高度”或“质量”）来改变的．
（3）实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变 ▲ （选填“物体A” 或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与 ▲ 的关系．

在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：中间有沟槽的木质轨道（如图甲，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接, 沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球 各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个.

（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较                            ，来比较小球动能的大小，这种方法在科学上叫做“转换法” .下面的四个研究实例中也采用这种方法的是：   （    ）

A．学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它

B．探究串联电路电阻的关系时，通过分析总电阻与各导体电阻在电路中产生的效果来认识

C．探究电功大小跟哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来比较电功大小

D．探究电流与电压、电阻关系时，控制电阻（电压）不变，研究电流与电压（电阻）关系

（2）为了研究动能与质量大小的关系，应让玻璃球和铁球分别从__________释放．研究后得出的结论是：__________________________________________．
（3）课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材, 设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验方案：( 实验装置如图乙)

①用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；
②松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；
③用刻度尺测量出小球上升的高度h.下表数据是小明的实验记录.由表中可知,
若压缩量x=1.00cm时，小球上升的高度h₁，压缩量x=2.50cm时，小球上升的高度h₂，则h₁_______h₂（选填“＞”“＜”或“＝”）．
（4）若小球到达最高点时弹簧的弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x___________正比 (选填“成”或“不成”) ．

实验 次数	弹簧压缩量x(cm)	上升的高度h(cm)
1	1.00	1.50
2	2.00	5.99
3	3.00	13.50
4	4.00	23.98

 

某同学在测滑轮组的机械效率时，记录了如下表的实验数据：

滑轮组组成	钩码重 G/N	钩码升高的 高度h/m	绳子自由端受到 的拉力F/N	绳子的自由端 移动的距离s/m
一个定滑轮 一个动滑轮	2	0.1	1.25	0.2

（1）根据上表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为_____________。
（2）如果不计绳重和摩擦，可知该滑轮组所使用的动滑轮重为
____ ____N。当动滑轮重为____  ___N时，使用该滑轮组提起2N
重的钩码刚好不省力
（3）请帮助该同学在答题卷的图中画出该滑轮组的绕线方式。

物理实验中，对于一些不易直接测量的物理量，通常利用相关的物理效应间接比较其大小.
（1）图16所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验，该实验中“物体动能的大小”是通过  ▲ 来反映的；
（2）图17所示是“比较不同燃料热值”的实验，该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据  ▲ 来比较的；
（3）图18所示是“研究电流做功多少与电压关系”的实验，该实验中“电流做功的多少”是根据  ▲ 来比较的.

为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图24（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图24（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图24（丙）和（丁）所示。不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1～2s内，拉力F做的功W。