初中物理机械能实验题

【海南省2015年初中毕业生学业水平考试】为了模拟研 究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究：

甲                   乙                           丙
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是           法(选填“控制变量法”或“转换法”)。
（2）为了研究汽车超速问题，实验中应选择       两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；
（3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结是：                        。

【湖北省荆州市2015年中考物理试题】孝定同学在探究“机械能及其转化”实验时，设计并进行了以下实验．

（1）如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化．如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv²。且h=0.2m，g=10N/kg，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为  m/s。
（2）如图乙，将小球以一定的速度v₀沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．时间t内小球在水平方向运动的距离为x=v₀t，在竖直方向下落的高度为y=gt²，则y与t²的关系可用丙图中的图线  表示。
（3）如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25m，θ=30°,g=10N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为     m。

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，如下图所示．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	（a）	2.1	47.6
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	（b）	69.4
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	（c）

（1）实验过程中拉力的方向应为      ，小车在斜面上应做      运动．
（2）表格中的三处空格中的是数据应为：（a）      ；（b）      ；（c）      ．
（3）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      ，斜面拉力越大，斜面的机械效率越      ．
（4）若将小车换成等质量的木块做实验，则每组数据中测力计的示数将      （变大\变小\不变），机械效率将      （变大\变小\不变）．
（5）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持      不变，只改变      ．

如图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从同一斜面上不同的高度由静止滚下，打到同一个木块上．如图乙是研究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一钢球从同一斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动．

请回答以下问题：
（1）甲实验研究得是动能与      的关系； 乙实验中“让小车在不同表面上运动”的目的是      ．
（2）甲实验是通过      ，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；乙试验是通过钢球在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，小车如不受阻力作用，小车将      ．

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升的高度h/cm	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计移动的距离S/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格处，填上合适的数据．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

（3）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量沿      方向      拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数；第1次实验测得滑轮组的机械效率为      ．
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在      范围内．

如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图．实验前他做了如下猜想：

A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙 程度	木块重量G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长 s/m	有用功 W有/J	总功W总/J	机械效率 η
1	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67%
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

 
（1）实验中，测有用功和总功的原理是_______，测机械效率的原理是______________。
（2）请将上表所缺的数据补充完整．
（3）比较        两次实验可知猜想A是正确的．
（4）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度、木块重量相同时，斜面越平缓沿斜面的拉力越_________，机械效率越___________．
（5）从数据分析可知使用斜面可以省________，但不能省______。（选填“力”和“功”）

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量 次数	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计示数F/N	测力计移动距离s/m	机械效率h
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

 
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_________拉动弹簧测力计，且在且___________（静止时/拉动时）读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用______图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率________。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_________。

在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．如图所示．

（1）本实验的研究对象是       ．
（2）小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当     一定时，物体动能的大小与物体的      有关．
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则    （填序号）．
①f_甲＞f_乙 ②f_甲＜f_乙 ③f_甲=f_乙．

攀岩运动是从登山运动中派生出来的新项目，它集健身、娱乐、竞技于一体，以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率，需要测量的物理量有该运动员的_________、_________和_________。

小春发现高速公路常有如图所示的限速警告标志，他问爸爸：为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢？爸爸告诉他：大车质量大，惯性大，如果速度太快的话，遇紧急情况不能及时停下来，极易造成交通事故．小春想：这就是说在相同的情况下大车要停下来所用的距离比小车要长？为此，他设计了如图所示的装置及以下探究方案：

①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₁；
②给小车车厢里添加适当的钩码，并使小车从同一高度由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₂；
③再继续增加钩码数量，重复步骤②；
④比较各次水平运动距离s的大小，归纳出结论．对于上述探究方案，请你作答：
(1)给小车添加钩码的目的是_______．
(2)让小车从同一高度下滑的目的是_______．
(3)小车在水平面上运动的过程中，机械能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．
(4)假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，则s₂_______s₁(选填“>”、“＝”或“<”)，原因是            ．
(5)小春的探究方案合理吗？_______．为什么？_____________________．

在学习势能知识时，小红将一张硬卡片对折，在开口一边剪两刀，然后将一根橡皮筋套在开口边，做成了一个特殊的卡片．

(1)小红将图中的卡片反过来，用手把它压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的实验现象是_______，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋对卡片_______，因此橡皮筋具有____________________．
(2)接下来小红仍将卡片下压，但不压平，迅速松手后观察到的实验现象是________，小红根据这个实验现象可以得出的结论是____________________________．
(3)要想卡片弹得更高，请想一想有哪些方法？(写出两种)
__________________________________________．
__________________________________________．

如图是某同学“测滑轮组机械效率”的实验装置，并做了如下实验记录：

钩码重G（N）	钩码上升高度h（m）	测力计拉力 F（N）	测力计移动距离s （m）
2	0.1	0.4	0.3

（1）如果你对该同学的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于___________      _____。如图是测力计的放大图，结合图你会发现导致实验结果违背物理规律的原因，其原因是                 。纠正错误后，可计算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       。（“增大”、“减小”或“不变”）

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，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         %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：                                    ．
（2）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                      ．

如图是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，若使绳端的拉力沿向上的方向

（1）请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。
（2）完善下列实验步骤：

A．按组装图把实验器材装配好

B．用弹簧秤测量出重物的重力

C．在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧秤的位置

D．拉弹簧秤，使重物上升一段距离，读出

E．用刻度尺分别量出      和      移动的距离
F．由测得的数据，求出滑轮组的机械效率
（3）在这个实验中，若物重4N,重物上升了0.1m，弹簧秤示数为2N，请计算该滑轮组的机械效率η＝   。
（4）你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出两条：           、           。

小明看到运动员拉弓射箭时，拉弓得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性变有关．

（1）为验证其猜想是否正确．他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩      （选填“相同”或“不同”）的长度，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分别比较木块      ，从而比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，本实验将      （选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（3）实验中小车推动木块移动一段距离后都要停下来，这一过程中是      能转化为      能．