初中物理机械能实验题

(10分)小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．

(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的             ．
②选用图甲探究的是动能与      的关系，得出的结论是：                         ．
③选用图乙探究的是动能与           的关系．
在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小华提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢?”
“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变.”
“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢?”小红说.
“做一做实验不就知道了吗?”
于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究.他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架.在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善.
探究课题：同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同?
猜想：尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下,到达斜面底端的动能是相同的.
(3) 实验器材和实验装置如图所示.

(4)实验步骤                                                                
                                                                       
(5)实验记录：(请在下面设计记录实验数据的表格，不必填写数据).
(6)预测：
如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是：
____________________________________________________________________________

(13分)某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中
(1)他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，钩码，还需        
(2)该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分

物重/N	物体提高的高度/m	弹簧测力计读数/N	绳自由端拉动距离/m	有用功/J	总功/J	机械效率
50	0.15	20	0.45

(3)实验中弹簧测力计应该做           运动．
(4)同学乙观察并分析了甲的实验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的，请你分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？
答：去掉                   ；少测两个数是               ，                 ．
实验中同学们又提出了下列假设．
假设1：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关
假设2：滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关
假设3：滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关
假设4：滑轮组机械效率高低可能与滑轮组绳子股数有关
   一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将实际数据填入下表．（不填写机械效率）
(5)根据实验　　　　　　　(填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提升物重有关．
(6) 据实验②和④可知，滑轮组机械效率高低与　　　　　　　　　　无关．
(7)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越　 　　．
(8)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用　　　　(选填“同一”或“不同”)滑轮组，提升同一重物到　　　　　(选填“相同”或“不同”)的高度去研究．

(2分)班级里组织登楼比赛，比一比哪个同学登楼的功率谁最大．为此，在活动中必须测量的物理量有：           、          ．

如图，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离．放在同一水平面上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大．现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远．回答以下问题：

(1)设计本实验的目的是研究________________________________．
(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下是为了__________________．
(3)此实验得出的结论是______________________________．

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如表．

实验 次数	钩码 重／N	钩码上升 的距离／cm	弹簧测力计 的读数／N	弹簧测力计 上升距离／cm	机械 效率
1		8	0.8	24	83.3％
2	4	5	1.5	15
3	6	10			90.9％

 
(1)在表中的空格处填上适当的数据；(机械裁率用百分数表示，保留一位小数)
(2)实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计；
(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， ________可以提高滑轮组的机械效率；
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与______有关(写出一种影响因素即可)．

如图是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验操作过程，A、B是两个质量不同的小球（m_A＜m_B），让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块．

（1）实验中小木块被推动的距离越远，说明小球具有的动能越＿＿＿＿（大/小）；
（2）比较甲、乙两图，可以探究动能的大小与＿＿＿＿的关系，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（3）比较甲、丙两图，可以探究动能的大小与的__________________关系，得到的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

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：

实验 序号	钩码 重/N	动滑轮 重/N	拉力/N	钩码上升的高度/m	测力计移动 的距离/m	有用功/J	总功 /J	机械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4

 
（1）补上表格中第3次的数据．
（2）通过比较序号_________两次实验数据，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重________（有关/无关）．
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较序号____________两次实验数据，可知他的观点是_________的（正确/错误）．

小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：

实验 次数	斜面的倾斜程度	物重 G／N	物体上升高度h／m	沿斜面拉力F／N	物体移动距离s／m	有用功 W有用／J	总功 W总／J	机械 效率
1	较缓	5.0	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63％
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68％
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.5

(1)第三次实验填入表格中的数据：有用功为_________J，总功为_________J，机械效率是__________．
(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，越__________．
(3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是____________________________________________________．
(4)如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变?________________________________________________________________．

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：                                      

某校实验小组的同学在探究斜面的机械效率时,他们用弹簧测力计拉着物块沿斜面向上运动，如图所示，并收集了下表中的实验数据:

(1)分析上表中的数据得出:当斜面_________时，越省力;当斜面_________时，斜面的机械效率最大。
(2)该小组又做了第4次实验:他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和
长分别为0. 5m和lm，用弹簧测力计拉着这个物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时测力计的示数为4. 5N，则他们测出斜面的机械效率为_________.把第4次与第____次的测量结果相比较，才能得出:当斜面越粗糙时，机械效率越小。

．某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验，小红有如下两个猜想：①滑轮组机械效率可能跟提升的物体重力有关；②滑轮组机械效率可能跟动滑轮重力有关．她分别做了三次实验，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	动滑轮重 ]G/N	钩码上升高度h/m	有用 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h
1	2	0.7	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.7	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	1.5	0.1	0.4	1.l	①	②	③

（1）这个实验中需使用的测量工具是         和弹簧测力计；在实验操作中应竖直向上        拉动弹簧测力计．
（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) 在表中的空格处的相关内容是：①         ，②          ，
③           ．
(4)由第2、3次实验可得结论：                               ．

. 请利用图所示的实验装置，设计一个实验，测量动滑轮的机械效率，请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。

．如图甲是探究阻力对物体运动影响的实验，如图乙是探究动能大小与什么因素有关的实验。
（1）图甲实验表明：平面越光滑，小车运动距离越       。进一步推理可知，若平面绝对光滑，小车将                                                。
（2）图乙中，位于斜面静止的m₁、m₂两小球具有的重力势能较大的是       ，其中小球m₁此时具有的重力势能为          ，观察图中小球撞击木块后的位置可得出的结论是：速度相同时，                                               。

．小明用如图所示的装置探究斜面的机械效率，实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，测量数据记录如下表：

（1）在第1、2、3次试验中，改变斜面的材料的目的是                            。
（2）在第二次实验中，斜面的机械效率为              ，物体受到的摩擦力为      N。
（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，                    。
（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是：                                                        。 

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，调节斜面倾斜角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 S/m	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越小，斜面越         （填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越      （填“大”或“小”）。