初中物理机械能实验题

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？                          ．

斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。

（1）使用斜面提升物体可以省力。如图甲，将重力为50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数为16N，则该斜面的机械效率η＝　    　%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　    　N．继续探究，可以得出斜面越陡，省力越　   　（选填“多”或“少”），机械效率越　    　（选填“高”或“低”）

（2）用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，如图乙，使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下，撞击水平面上的小木块，通过观察　               　比较小球动能的大小，可以探究物体的动能跟　     　这一因素的关系。

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．

小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）实验时，小明　　竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测力计读数为 $0.5N$；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为 $10\mathit{cm}$，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：

钩码重 $G/N$	弹簧测力计提升的高度 $x/m$	有用功 $W_{有}/J$	总功 $W_{总}/J$	机械效率 $\eta$
1	0.2	0.1	0.1	$100\%$

（2）小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为 $100\%$，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：　　。

（3）该滑轮组的机械效率实际为　　（精确到 $0.1\%)$。

（4）在实验中，若将钩码的重增加到 $6N$，则该滑轮组的机械效率将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

在测量动滑轮机械效率的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作所得实验数据如下：

（1）实验时，用手　　匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮上的钩码缓缓上升。

（2）第②次实验测得的动滑轮的机械效率为　　 $\%$（计算结果的位数与表中机械效率位数一致）。

（3）由表中数据分析可知，同一动滑轮的机械效率由　　决定的。

（4）不计绳重及摩擦阻力，则该动滑轮的自重为　　 $N$。

实验 序号	钩码重 $G/N$	钩码上升 高度 $h/\mathit{cm}$	拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/\mathit{cm}$	机械效率
①	1.0	20.0	0.7	40.0	$71.4\%$
②	2.0	20.0	1.2	40.0
③	3.0	20.0	1.7	40.0	$88.2\%$

某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量 $x$成正比，也可能与形变量的平方 $x^2$成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：

①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度 $h_0$；

②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度

$h_1$；

③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度 $h_2$；

④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量 $x$、形变量的平方 $x^2$和小铁块上升的距离△ $h$

实验次数	$h_0/m$	$h_1/m$	$h_2/m$	$x/m$	$x^2/m^2$	△ $h/m$
1	0.50	0.40	0.55	0.10	0.01	0.15
2	0.50	0.30	0.90	0.20	0.04	0.60
3	0.50	0.20	1.55	0.30	0.09	1.35
4	0.50	0.15	2.00	0.35	0.12	1.85

（1）实验中弹簧的形变量 $x=$　　（用所测物理量符号表示）；

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的；

$A$． $h_1$        $B$． $h_{2}C$． $h_2-h_0$           $D$． $h_2-h_1$

（3）该同学根据表中数据分别做出图甲△ $h-x$和图乙△ $h-x^2$图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与

　　成正比

实验小组用长方体木块（各表面粗糙程度相同）、弹簧测力计、长木板、斜面、两个质量不同的钢球，进行了如图所示的两组实验。

（1）如图甲所示，把木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块做　     　运动，读出弹簧测力计示数：再把木块立放在长木板上，重复上述实验，读出弹簧测力计的示数。

①比较两次读数，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小　    　（选填“有关”或“无关”）；

②实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和　        　。

（2）如图乙所示，在探究动能大小与质量的关系时，用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下、去撞击水平面上的木块，观察木块被撞击的距离。

①该实验研究的是　     　（选填“钢球”或“木块”） 动能的大小与质量的关系；

②比较图乙两次实验可得出结论，速度一定时，质量越大，物体的动能越　    　。 由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，　     　（选填“大客车”或“小轿车”） 的限速应该是100km/h。

物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着“S”形路线骑向坡顶，到达坡顶时两人颇有思考地一番对话，如图所示．

（1）为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：
①如图2所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是    和    ．
②在实验过程中应沿斜面拉动木块1做    运动．
③他们进行了甲、乙、丙三次操作：以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是    （选填“甲、乙”或“甲、丙”或“乙、丙”）．
④如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是   （甲、乙、丙的机械效率分别用η_甲、η_乙、η_丙表示）．

（2）小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用，请举出一例：    ．

下面是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置．

（1）                             (2)
（1）该实验是通过    研究方法，研究小车的动能大小和哪些因素有关的；采用   研究方法比较动能的大小．
（2）图(1)所示方案是为了探究动能大小与    (填“速度”或“高度”)关系的，根据你所学的知识可得出的结论是    ．
（3）若想用图(2)所示方案探究动能大小与质量的关系，需要改进的地方是    ．

为探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。

（1）实验中小钢球的动能的大小是通过　                          　来判断的。

（2）实验中通过　   　两图来探究动能大小与质量的关系，两次实验，让小钢球从同一高度自由滚下，目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的　    　。

（3）实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量一定时，物体的　   　越大，动能越大。

（4）若在进行甲、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进行丙图的实验，下列方法可行的是　    　

A．换用表面更粗糙的木板             B．换用一个质量较大的木板

C．换用质量较小的钢球                D．降低钢球滚下时的高度。

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，实验装置如图所示。

实验次数 物理量	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	1.6	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向         拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用        （选填“甲”或 “乙”）图所示装置做的实验。
（3）通过第1次实验和第2次实验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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率        （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=        m，机械效率η=        。
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物重越大，滑轮组的机械效率    （选填“越高”、“不变”或“越低”）。

小明猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关。因此，他设计了如下两种实验方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）；
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）。

（1）实验中是通过观察        来比较小车对木块做功的多少的。
（2）A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．说明小车对木块的推力   越多，小车撞击木块时的动能    。
（3）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？            ，理由是        。
（4）假若水平面绝对光滑，本实验将        (选填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是        。

图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上　　拉动绳子自由端，将重为 $4.5N$的物体从 $A$位置提升到 $A\text{'}$位置，同时弹簧测力计从图中的 $B$位置上升到 $B\text{'}$位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）物体提升的高度是　　 $\mathit{cm}$，拉力是　　 $N$，该滑轮组的机械效率 $\eta =$　　；

（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的相关实验数据如下表（装置中每个滑轮的质量均相同）

次数	物体的重力 G/N	提升的高度 h/m	拉力N/N	绳端移动的距离 s/m	机械效率η
1	2	0.1	0.9	0.3	74%
2	4	0.1	1.6	0.3	83%
3	2	0.1		0.5

（1）实验过程中，应使弹簧测力计竖直向上　    　拉动。在第3次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示，其示数为　     　N，第3次实验中滑轮组的机械效率为　      　。

（2）比较1、2两次的实验数据可知：相同的滑轮组，　             　，滑轮组的机械效率越高。

（3）测量结束后，小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法，既可以省力，也可以改变力的方向，请在丙图中画出绳子绕法。