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．说明两小球在摆动过程中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，可得出结论：      ．
（3）如图乙、丙所示，是为了探究：      与      的关系．

某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．

（1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作      ．
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关；
（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．
（a）按图      滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想A的，若实验测得两个滑轮组的机械效率大小      （相等/不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
（b）按图      滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是      （正确/错误）的．
（4）接着，小组进行了实验验证．

用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。

实验次数	物体种类	物重G/N	斜面高h/cm	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/cm	机械效率η/%
1	木块	4	15	1.1	90	60.6
2	小车	4	15		90

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动。
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为______%。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。

如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，小阳进行了如下的实验：实验1：让同一钢球A分别从斜面上不同的高度由静止滚下，将水平面上同一位置的木块B推动了一段距离，比较木块B被推动的距离；实验2：改变钢球的质量，让不同质量的钢球从同一高度由静止开始滚下，将水平面上同一位置的木块B推动了一段距离，比较木块B被推动的距离；根据实验请你回答下列问题：

（1）本实验中通过_________反映物体动能的大小，下列实例中也运用了这种研究问题方法的有_________（请填选项前的字母）（本空2分）

A．认识声波时，用水波进行类比

B．用扩散现象来表示分子的无规则运动

C．用海绵下陷的深度来表示压力产生效果的强弱

D．用光线来形象的表示光路

（2）通过以上实验获得的结论可以用来解释以下的现象：某段道路的交通标志牌如图示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。对机动车的最高行驶速度进行限制主要是由于动能的大小跟物体的______有关；而在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度主要是由于动能的大小跟物体的_____有关。

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。

（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0.3m，则杠杆的机械效率为______%。
（2）请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________
（3）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：

次数	钩码悬挂点	钩码总重G/N	钩码移动距离h/m	拉力 F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

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：_________；请简要说明两条理由：①__________；②__________。

在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）．

（1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η=     ．
（2）比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η_甲      η_乙（选填：＞、＜或=）．
（3）小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，你认为小强应如何通过实验验证他的猜想？

小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
（1）他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组．在实验过程中，应      拉动弹簧测力计．

（2）他们记录的数据如表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为      ．

实验次序	钩码总重G/N	钩码上升高度h/m	弹簧测力计的示数F/N	绳子自由端移动距离s/m	机械效率
甲	1.0	0.1	0.5	0.3	67%
乙	2.5	0.1	1.0	0.3	83%
丙	1.0	0.1	0.5	0.4

（3）对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码      ，机械效率越高．

如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：

（1）用质量不同的A、B两个小球（m_A＞m_B）碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时      相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A、B两个小球的       的大小．
（2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的      有关．
（3）本实验采用了物理学中常用的两种实验方法，是      ．

(10分)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                     ；
（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。据此你能得出结论是                 ，
（3）实验后，同学们联想到在许多公交事故中，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：

（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。

小宇在“研究滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，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	6	3		9
2	6	5	2.5	15
3	6	18	2.5	54

（1）分析表中数据，回答以下问题：
①第1次实验测力计示数如图甲是_________N；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；
③滑轮组的机械效率与_________无关。
（2）小红在小宇实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变施力的_________；
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，它们的机械效率是_________（填“相同”或“不相同”）的。

在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：

钩码重（N）	弹簧测力计读数（N）	钩码移动的距离（m）	弹簧测力计移动的距离（m）	有用功（J）	总功（J）	机械效率
3	1.2	0.1	0.3

（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；
（2）在下边方框中画出滑轮组及绕法；

（3）实验时，应使弹簧测力计做                        运动。小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比             （填“偏小”、“偏大”或“相等”）。

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如右图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面 倾斜角θ	小车重G/N	斜面高 h/m	斜面长	拉力 F/N	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

⑴请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越       ，斜面越省力，斜面的机械效率越          。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面          。
⑷若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持                 不变，斜面的光滑程度不变，只改变              ,这种研究问题的方法我们称之为            法。

小宇在“研究滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，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	6	3		9
2	6	5	2.5	15
3	6	18	2.5	54

（1）分析表中数据，回答以下问题：
①第1次实验测力计示数如图甲是_________N；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；
③滑轮组的机械效率与_________无关。
（2）小红在小宇实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变施力的_________；
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，它们的机械效率是_________（填“相同”或“不相同”）的。

如图所示，是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有：斜面、金属球、木块、刻度尺等．

（1）实验中是通过观察         来比较金属球对木块做功的多少，从而判断金属球动能的大小。要进一步研究物体的动能跟质量的关系，就要改变物体的质量，同时控制速度不变，具体操作办法是：      ，通过实验得到的结论是：     。                  
（2）质量和速度对物体动能的影响谁较大呢？某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据：

表一（钢球撞击时速度为v=8cm/s）		表二（钢球质量为m：100g）
序号	钢球质量m/g	木块滑行距离S/cm		序号	钢球撞击速度 v/cm．s-1	木块滑行距离S/cm
1	100	10		1	8	10
2	200	20		2	16	40
3	300	30		3	24	90

分析以上数据，可以确定                  对物体动能的影响较大。

引体向上是体能测试项目之一，引体向上是上臂的拉力使身体上升而做功．那么一个中学生完成一次引体向上所做的功及功率你能算出来吗？请你说出需要测量哪些物理量，并用符号表达各物理量，并写出最后功和功率的表达式．