初中物理机械能实验题

“滑轮组的机械效率究竟与哪些因素有关”？某实验小组的同学对同一滑轮组进行实验探究，得到了下表中的数据

（1）将表中数据补充完整。
（2）请在方框中画出进行第一次实验的装置图(每个钩码重2N).
（3）分析比较表中的数据，你认为同一滑轮组机械效率发生变化的主要原因是　　　
　　　　　　  　　　

如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。为了探究动能大小与质量的关系．某同学选取了两个质量不同的小球。

（1）此实验需要控制哪个因素不变？实验中是如何控制这个因素的？
（2）小明同学通过查阅资料知道重力势能的表达式为，动能的表达式为，请你利用这些资料证明为什么这样做能控制这个因素不变。（小球在斜面上流动时的摩擦阻力忽略不计）

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图

物理量    次数	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%

 
（1）将表中数据补充完整。（百分号前保留整数）
（2）通过表中数据可分析出实验1是用   （选填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用     （选填“甲”或“乙”）图做的实验.
（3）分析比较表中实验1和实验2的数据，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          
（4）比较实验     和实验      （填序号）可得结论：使用同一滑轮组，            ，可以提高滑轮组的机械效率。

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，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_____________________________的大
小，来比较小球动能的大小.
(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_弹与压缩量x之间关系的实验方案：(实验装置如下图)

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

用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；用刻度尺测量出小球上升的高度h.
上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)若第三问中小球到达最高点时弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现
弹簧弹性势能E_弹与压缩量x___________正比？ (选填“成”或“不成”)

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	（a）	（b）	（c）

 
（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”）．

甲、乙两人分别用不同的方法把重100N的物体A从地面匀速提到三楼
（1）甲用图1所示的方法，直接用绳把物体提到三楼，判断该过程绳对物体A的拉力F是否做功时，有两种分析如下表，若分析正确，在表中同一行的空格画“√”

分析一		物体在力F的方向上移动了距离，所以拉力F对物体做了功
分析二	物体匀速上升，其动能不变，重力势能增加	能量的转化可以通过做功的过程来实现．因为物体的机械能增加了，所以拉力F对物体做了功

                                                                          
（2）甲用20s把物体由M提到N，他对物体做功的功率多大？
（3）乙用图2所示的方法，通过滑轮把物体提到二楼，滑轮重10N，
有人计算乙做的总功过程如下：
W = F_乙S                      ①
            ②
S = 6m                             ③
联立①②③求出W，请指出以上计算过程中的错误之处．          图2
（4）图2中，若要将150N的物体从地面匀速提到三楼，求此时的机械效率（不计绳重及摩擦）．
(5) 你认为提高滑轮组的机械效率有哪些办法？至少说两种．
                                                             

小明利用三块材质相同、长度不同的木板，组装成三个高度相同的斜面来探究“斜面的特点”。实验中，他用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上运动，如图所示。下表是他记录的有关实验数据。

实验 次数	倾斜 程度	物块重量 G/N	斜面高度 h/m	有用功 W有用/J	沿斜面拉力 F/N	斜面长 s/m	总功 W有用/J	机械效率 η
1	较缓	1.5	0.3	0.45	0.8	1.0	0.8	56%
2	较陡	1.5	0.3	0.45	0.9	0.8	0.72	63％
3	最陡	1.5	0.3	0.45	1.0	0.6

（1）实验过程中，应拉动木块做      （选填“匀速”或“变速”）直线运动。
（2）右上表可知，当其他条件一定时，斜面越长，越    （选填“省力”或“费力”）
（3）在地3次实验中，拉力所做的总功是     J，斜面的机械效率是        。
（4）实验中，有用功与总功不相等的原因是               。
（5）请举一个生产、生活中利用斜面的实例：                     。

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中所示，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）

小红设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。

实验步骤：①让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从高度不同的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相同高度的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。
（1）物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是   _ 法；二是转换法，就是用        来表示小球动能的大小。
（2）选用图甲探究的是动能与     的关系，得出的结论是：                     。
选用图乙探究的是动能与     的关系，得出的结论是：                          。

小明针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了探究。如图所示，将长度为lm的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面。用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面向上匀速运动。完成斜面机械效率测量。
（1）下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整。
 
（2）疑惑一：“斜面的机械效率越高，越省力吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面的机械效率越高，   ▲    。
（3）疑惑二：“斜面倾斜程度越大，机械效率越高吗? ”
请根据表中的实验数据，写出正确的结论：斜面倾斜程度越大，机械效率 ▲  。
（4）疑惑三：“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’的量，能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?”
请根据已有的知识推导：重为G的滑块，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面匀速向上移动时，滑块受到的摩擦力f的数学表达式：f＝        ▲       。
（斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量）

弹弓是一种常见的玩具，它能把“子弹”射出一段距离。如图所示， 小明同学用弹弓研究弹性势能的大小与物体形变的关系。
 
（1）弹弓弹性势能的大小是通过        ▲       来比较的；
（2）通过实验，小明获得的观察记录是：在使用相同“子弹”时，弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远。分析得到的结论是             ▲            ；
（3）做完实验后，小明继续研究发现：“子弹”弹射的距离与橡皮筋的材料、粗细、原长（不受力时的长度）、弹性形变的大小、“子弹”的质量、弹射的角度等因素有关。请设计一个简单的实验，证实“子弹”弹射的距离与弹射的角度有关。   ▲   。

在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧测力计的位置,　         　　　拉弹簧测力计，使重物上升一段距离，读出弹簧测力计的示数。他们在实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：
（1）通过表中数据可分析出实验1是用       （填“甲”或“乙”）图做的实验。

（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：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___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，               ，可以提高滑轮组的机械效率。

在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，如图所示，让同一小球两次分别从同一滑轨的A处和B处自由滚下：

（1）此实验中，通过观察什么来比较小球的动能大小？
答：                                    ；
（2）同一小球分别从同一滑轨的不同高度A处和B处滚下，它们到达水平面时速度V_A大于 V_B。由此可知小球的动能大小与它的           有关。
（3）此实验能够说明：                                      。

工人用如图所示的滑轮组提升重物，在l0s内将240N的物体匀速提升2m．已知工人的拉力为l 00N（不计绳重与摩擦阻力），求：

(1) 对重物做的有用功；
(2) 工人做功的功率；
(3) 滑轮组的机械效率；
(4) 如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？