初中物理机械能实验题

小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题：
（1）使用动滑轮能否省功？
（2）动滑轮的机械效率与什么因素有关？
实验得到下表中的数据：

钩码 重/N	钩码上升的距离/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计 移动距离/m	W有用功/J	W总/J	机械效率η / %
1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12	83.33
2	0.15	1.1	0.30	0.30	0.33	90.91
3	0.20	1.6	0.40	0.60	0.64

（1）提升3N钩码时的机械效率是             ；
（2）分析3次实验的数据可初步得出的结论是：使用动滑轮               ；
（3）既然有如上结论，为什么还要使用动滑轮，请引用表中数据举例说明：                  ；
（4）分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是：                 。

在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；如图丙是“测定斜面的机械效率”．

（1）在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
（2）在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
（3）下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中①②处的数据，分析表中数据，写出实验结论．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	沿面拉力F/N	斜面长L/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
较缓	5	0.2	2.1	1	1	2.1	48%
较陡	5	0.5	3.6	1	2.5	①	69%
最陡	5	0.7	4.3	1	3.5	4.3	②

在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华首先猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关
B．物体的动能可能与物体的速度有关
C．物体的动能可能与物体的材料有关
为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：
让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示．图中m₁＜m₂、s₁＜s₂、s₁＜s₃、h₁＜h₂，水平面上所用的木块是同一木块．

（1）小华通过比较甲和乙得出的猜想         （填猜想序号）是正确的．
（2）小华通过比较        两次实验，得出猜想A是正确的．
（3）你认为通过比较          两次实验，可以验证猜想C是错误的．
（4）小华在本次实验中是通过观察                     来判断小球动能大小的．

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验。将A.B.C三个小球先后从同一装置，高度分别为h_A.h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B<m_C,h_A=h_C>h_B），推动小木块运动一段距离后静止，请你对以下问题进行解答：

（1）选择甲、丙两图所示实验进行比较，是用来研究       带来的安全隐患。
（2）选择甲、乙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是              。

某兴趣小组提出利用“研究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影响重力势能大小的因素”的设想。请你帮助完成如下实验方案：

（1）实验中通过观察      的大小，来判断小球重力势能的大小。
（2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是___________________。
（3）实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用上述图        ，具体的操作方法是让小球从 __________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。
（4）要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图________，具体的操作方法是让小球从_________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。
（5）通过比较分析可以得出的结论是_____________________________。

请仔细阅读材料，根据材料提供的信息回答问题：
小文借助速度传感器和其他仪器，进行“影响动能大小的因素”的实验。多次测小车质量、小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离，数据如表1和表2所示。

(1)该实验过程中，小车在平面上运动的初速度是通过改变 （选填“高度” 或“质量”）来改变的。分析实验数据得出：动能大小与物体的质量和运动的速度有关．且速度对动能影响较大。那么动能与质量和速度之间又有怎样的定量关系呢？
通过查阅瓷料知道：动能与物体的质量成正比，与速度的二次方成正比，其表达式为：E_k=1/2mv²。小文有一个质量为0.8kg的遥控玩具车，在水平地面上以5m/s的速度匀速前进，其动能为      J
(2)实验中，小车在水平面上运动一段距离后静止下来，是由于克服摩擦做功，消耗了小车的动能，且做功的多少就等于减少的动能，即W=E_k1一E_k2质量是2×10^-3kg的子弹，以300rn／s的速度射入厚木板，射穿后的速度是100m／s。子弹穿过木板的过程中，克服摩擦阻力所做的功为       J。

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。

次数	钩码重/N	钩码上升 距离/cm	弹簧测力计 示数/N	弹簧测力计 上升距离/cm	机械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9 %

 
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为        （结果保留一位小数）
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为       N。
（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率      （选填“高”或“低”）。
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为       （只填序号）
A.71.6%                    B. 82.4%                   C. 92.1%

在探究物体动能大小与质量的关系时，利用如图所示的装置，让不同质量的钢球，从同一斜面同一高度由静止滚下，撞击水平面上的木块。

（1）实验中，通过观察                      比较小球动能的大小。
（2）通过观察甲、乙两图的实验现象，可得出结论：在        相同时，物体的质量越大，动能越大。
（3）交通规则中“禁止超载”就是通过限制车辆装货物的质量，减小车辆的惯性和      ，防止造成重大伤害。

小明想要探究如图所示弹簧上小丑的振动周期（来回振动一次的时间）与什么因素有关。
小明反复打开盒盖观察几次后，猜测小丑的振动周期可能与小丑的质量和初始位置有关。

甲   乙    丙	实验序号	甲	乙	丙
振动周期/s	0.4	0.4	0.4

 
（1）本实验需要用的测量工具是刻度尺和      .
（2）为探究小丑的振动周期是否与质量有关，小明选用质量     （相同/不同）的小球和一根弹簧按如下步骤进行实验：
①将小球固定在弹簧的末端，并压缩弹簧，测量小球振动周期；
②换用其他的小球重复操作，比较每次测量的周期。
同组的小芳发现，小明的实验方案有问题，还需要进一步完善，你觉得该如何完善这个方案呢？                                   。
（3）为探究小丑的振动周期是否与初始位置有关，实验步骤如图甲、乙、丙所示（点O是小球平衡位置，点A、B、C是松手时小球在弹簧上的最初位置，点A^/、B^/、C^/是小球弹起的最高点），测量在不同位置松手时小球的振动周期，并将数据记录在下表中。分析实验数据可以得出：小丑振动周期与其初始位置      （选填“有关”或“无关”）。

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。

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：

（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：              。

实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格。

如图，s=60cm，与之对应的h=30cm．现用弹簧测力计进行如下操作：①沿竖直方向匀速提升小车；②沿斜面方向匀速拉动小车．记录数据如上表：
（1）小明根据表格中的数据得到利用斜面提升物体时，可以省力的结论，你认为此结论是否可靠？答           。
（2）此斜面的机械效率是              。

如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。

（1）该实验的研究对象是   ，它的动能大小是用   来反映的；
（2）在探究速度对动能的影响时，应采取控制变量的方法，具体操作是：保持   不变，多次改变   进行实验。
（3）若要探究动能和质量关系，做法是   。

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：

（1）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是____________，实验时应选择__________两个图所示实验进行比较；实验得到的结论是___________________________．
（2）用来研究超载安全隐患时，需要控制的变量是____________，应选择__________两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是_______________________．