初中物理机械能实验题

小明为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验，

（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A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要探究动能与物体运动速度的关系应选用     图，选择的理由是：                 。
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是            。
③实验中我们无法直接观察到小球动能的大小，我们可以通过观察                   来判断小球动能的大小。
④甲组实验可以得出的结论是               。

教室的窗玻璃是双层的。课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此，小明进行了以下实验：

①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧(如图所示)。
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离。共做6次。
③换成双层玻璃板重复上述实验。
（1）实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关?               。
小明改进后，重做了实验，获得了如下数据：

实验次数	1	2	3	4	5	6	平均值
玻璃球被弹开的距离(cm)	单层	20.2	20.8	21.1	20.5	20.7	20.9	20.7
双层	19.9	20.3	20.1	20.2	19.9	20.2	20.1

（2）受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过                     来反映的。
（3）根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是                           。
（4）实验中为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异，请你提出一种可行的实验改进办法：                                                      。

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


(1)表中标有编号①、②和③的空格处的数据为    ，      ，      ；
(2)在实验操作中应该               拉动弹簧测力计；
(3)分析实验数据，同一滑轮组要提高其机械效率可以采取的方法是              。

如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的h_A、h_B、h_C高处滚下（m_A＝m_B＜m_C，h_A＝h_C＞h_B）推动纸盒运动一段距离后静止。

（1）实验中你通过观察                          知道动能的大小。从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，  球的动能最大。
（2）由（a）（b）两次实验可知，动能的大小与________有关.
（3）实验中为了使两球到水平面的速度相同，应该                         。
（4）要研究动能与质量的关系，我们要选择   两次实验来进行比较。

在探究“斜面机械效率”实验中，小明同学提出：“机械效率越高的斜面是否越省力”？针对这个问题，他选用了弹簧测力计、长木板、垫木、小车和刻度尺，做了如下的实验：

步骤1：用弹簧测力计测出小车的重力G；
步骤2：用木板和垫木做成斜面，把小车匀速拉上斜面（如图所示），测出拉力F；
步骤3：分别测出斜面的长s和斜面的高h；
步骤4：改变斜面的倾斜程度，重复步骤2、3实验。数据记录如下表：

斜面的倾斜程度	小车的重力 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长 s/m	机械效率 η/%
较缓	5	0.15	2	0.5
较陡	5	0.2	2.5	0.5	80
最陡	5	0.25	3	0.5	83

⑴根据记录的数据，将表格补充完整；
⑵分析表格中所有数据，可以得到：越省力的斜面，其机械效率越_______。
⑶完成上述实验后，小丽同学提出“斜面的倾斜程度相同时，表面越光滑的斜面，机械效率是否越高？”针对这个问题，本实验要探究的是_______与_______的关系，实验中要保持小车重以及_______等不变，改变_______。
⑷提高斜面的机械效率的办法有_______和_______等。

如图是探究物体动能的大小与哪些因素有关的装置，让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上，目的是探究小车动能的大小与_______的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块_______越多，从而判断小车的动能越_______（大/小）；若水平面绝对光滑，本实验将_______（能/不能）达到探究目的。

下面是“探究斜面的机械效率”得到的实验数据，请完成下面的填空。
表一：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率η
1	较缓	木板	0.2	10	2	1	5	5	40.0％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	最陡	木板	0.6	10	6	1	7	7	85.6％

(1)由表一可知，在斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越________，斜面的机械效率越________。(选填“大”、“小”、“高”或“低”)
表二：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率 η
1	较陡	毛巾	0.4	10	4	1	7	7	57.1％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	较陡	玻璃	0.4	10	4	1	5	5	80.0％

(2)由表二可知，在斜面的倾斜程度一定时，斜面越________，斜面的机械效率越________。(选填“粗糙”、“光滑”、“高”或“低”)
(3)从表一中还可以发现，斜面的倾斜程度越小，越_________(选填“省力”或“费力”)；斜面越省力，机械效率越________(选填“高”或“低”)。
⑷我们的校园中，有什么应用到斜面的知识，请举一例：________________________。

小宇用如图装置探究“动能的大小与哪些因素有关”．实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：
①通过观察比较    就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是     法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）．
②为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用       两个图来分析．
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是                                  ．

某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图。他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

（1）实验时，应沿竖直方向＿＿＿＿＿＿拉动弹簧测力计。
（2）表格中数据η=＿＿＿＿；
（3）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是               ；
（4）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是         ，使用滑轮组的优点是                  。

(5分)在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，下图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。

钩码总重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	0.05	0.4	0.15

（1）如果按表中数据计算，滑轮组对钩码做的有用功为        J，人做的总功为       J；
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是      ， 结合测力计放大图， 可知小强的错误是                    ：
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率=      

如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：

（1）用质量不同的A.B两个小球（m_A>m_B）碰撞静止在同一水平面上的纸盒.实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时__________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A.B两个小球的________ 的大小。
（2）将（甲）与（乙）两实验比较可得出结论是：______                               _.
将（甲）与（丙）两实验比较可得出结论是：____                                       _.
（3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是____________。

老师上完功率一节后，小红想测出自己从一楼到四楼的功率．现有如下器材：A天平、B弹簧测力计、C台秤、D秒表、E电流表、F电压表、G温度计、H皮尺．
（1）请帮小红选择最合适的测量工具   （填序号）；
（2）请帮她写出实验步骤并用物理量符号表示所测的物理量：   
（3）请帮她在设计一个实验记录表格：   
（4）请你用所测的物理量写出小红上楼的功率表达式：   

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，实验数据如下表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升 的高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）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．

（6）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，不能得出“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。请简要说明两条理由：①          ；②         ．
（3）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将            （选填变大、变小、或不变）。

利用如图所示实验装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ₁<θ₂，球A、B的质量分别为m_A、m_B，且m_A<m_B．

(1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的          无关．
(2)如图甲、乙所示，观察到B球将木块C撞得更远些，由此可得出结论：         。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度       （大于／小于／等于）图丙中小球B到达竖直位置时的速度．
(4)如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：            。