初中物理机械能实验题

陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路，爱动脑的陈锋做了这样的设想：要是从家到学校的路挖成一个“V”字形(如图所示)，那么只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了．请你简要说明： 
陈锋同学的设想的机械能转化过程．
(2) 陈锋同学的设想在现实中可以实现吗?为什么?(请根据有关物理知识说明)

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25所示.

物理量	实验1	实验2	实验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）通过表中数据可分析出，实验1是采用图25中_____图做的实验；实验2是采用图25中______图做的实验.请将表中空白处填上恰当的数据.
（2）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___________.
（3）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率　　　　　　　.

如下图所示，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块.请回答下列问题：

（1）该实验目的是研究动能与          的关系。
（2）该实验是通过观察                  来说明物体动能的大小。
（3）实验中铁球从同一斜面的不同高度由静止释放的目的是            。
（4）若水平面绝对光滑，该实验能得出结论吗？         （填“能”或“不能”）
理由是：                                                     。

小刚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	①	2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	②	69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	③

（1）上表中的空格处①、②、③对应的数据分别是：  ▲  、  ▲  、  ▲  ．
（2）分析上表数据，得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ▲ （选填“大”或“小”），斜面越  ▲  （选填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越  ▲  （选填“高”或“低”）．
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面   ▲   ．
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持   ▲  不变，斜面的光滑程度不变，只改变   ▲   ．  

小明为了探究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圆形轨道分别从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；
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甲、乙两组实验可以得出的结论是   ▲    ；
④实验时是通过观察   ▲   来比较小球动能的大小，从而得出结论的．若水平面绝对光滑，该实验还能得出结论吗？   ▲  ，理由是：    ▲    ．

小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验：
(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
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B处开始向下运动，然后与水平面
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。

在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是                     ；
②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用       图；
③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是                 ；
④从甲组实验可以得出的结论是                                       。

针对“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有怎样的关系?”这个问题，某同学利用同一木板，搭成不同倾角的斜面，将同一小车沿斜面匀速拉动，记录实验数据如下表。

实验 次数	斜面倾 斜程度	小车重 G／N	小车上升高度h／m	沿斜面拉力F/N	小车移动 距离S/m	有用功 W/J	总功W/J	机械 效率η
1	较缓	4.0	0.2	0.9	1.2	0.8	1. 08	74％
2	较陡	4.0	0.3	1.2	1.2	1.2	1.44	83％
3	最陡	4.0	0.4	1.5	1.2	1.6

(1)请你将该同学第三次的实验数据填入表格中.
(2)分析实验数据可知，在粗糙程度相同的情况下,斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：
                      ▲                    。   
(3)分析实验数据可知：在粗糙程度相同的情况下,斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系是：
                        ▲                           。
(4)如果该同学还要进一步探究“斜面机械效率与物重的关系”，实验时应控制小车移动的距离、
      ▲       和         ▲       不变。

某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：【7分】

实验 次数	动滑轮 重G动/N	钩码重 G物/N	钩码上升 高度h物/m	直接将钩码 举高做的功 W有用/J	动力F动/N	动力作用点移动距离 S动/m	使用滑轮组动力做的功 W总/J	滑轮组的机械效率 η
1	0.53	1	0.1	0.1	0.7	0.3	0.21	47.6%
2	2	0.1	0.2	1.1	0.3	0.33	60.6%
3	4	0.1	0.4	2	0.3	0.6	66.6%

 
(1)请你在图中画出本实验的绕绳方法．【2分】

(2)根据数据发现：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，克服动滑轮
的重所做的额外功＿＿＿＿＿＿（相同/不同）；提升的物重增加时，克服
摩擦和绳重所做的额外功＿＿＿＿＿＿＿(变大/变小/不变)，滑轮组的机
械效率＿＿＿＿(变大/变小/不变)．
(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了＿＿＿．
（填符号）
A．减小摩擦   B．多次测量取平均值减小误差
C．获得多组数据归纳出物理规律
(4)由本实验＿＿＿（能/不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．

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。       。

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。下表中呈现的是部分实验数据，请把表格补充完整。

实验次数	1	2	3	4
斜面高度h/m	0.15	0.2	0.25	0.3
拉力F/N	2.7	3.2	3.6	4.1
机械效率η	0.56	0.63	0.69

（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）

阅读短文，回答问题：
过 山 车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢?
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图13所示)。
像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车通过A点向上运动过程中，动能       (选填“变大”、“变小”或“不变”)；
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为                           ；
(3)过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于                       ；
(4)过山车第一次下行后，是利用                          作为“发动机”的；在生产与生活中，与过山车利用了相同“发动机”的有                              (举一例即可)。

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图

物理量	实验1	实验2	实验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)通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验，实验2是用______图做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据。
(2)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_________.
(3)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．
(4)实验中有同学发现弹簧秤的示数不稳定，主要原因肯能是_________________________。

小明发现自由下落的篮球反弹高度并非每次都一样。小明猜想：
A．篮球反弹高度与下落高度有关；
B．篮球反弹高度与地面的软硬程度有关；
C．篮球反弹高度与篮球的材质有关。
(1)根据生活经验，你还能帮助小明提出的猜想是：篮球反弹高度与   ▲   有关。
(2)小明进行实验时得到表1、表2两组数据。

由表1数据可以验证猜想   ▲   ；由表2数据可以验证猜想   ▲   （两空均填猜想序号）；
(3)每次实验时，除满足表中要求外，还要保证每次篮球   ▲   。

学习了机械效率知识后，全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：

A．斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；

B．跟斜面的粗糙程度有关；

C．跟斜面的长度有关；

D．跟物体的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。

实验次数	斜面倾角	斜面粗糙程度	物重 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力 F/N	斜面长 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率 η（%）
①	30°	粗糙	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7
②	30°	稍光滑	1	0.5	0.6	1	0.5		83
③	45°	粗糙	1	0.7	0.9	1		0.9	78

（1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中相关数据）。
（2）通过对比实验①②数据，可验证猜想____________（填写字母）。
（3）通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越_______。
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和_______________不改变。

、某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

实验次数	动滑轮 重G动/N	钩码重 G物/N	钩码上升 高度h物/m	直接将钩码 举高做的功 W有用/J	动力F动/N	动力作用点移动距离 S动/m	使用滑轮组动力做的功 W总/J	滑轮组的机械效率 η
1	0.53	1	0.1	0.1	0.7	0.3	0.21	47.6%
2	2	0.1	0.2	1.1	0.3	0.33	60.6%
3	4	0.1	0.4	2	0.3	0.6	66.6%

(1)请你在图中画出本实验的绕绳方法。
(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做
的额外功       （填“相同”或“不同”）；提升的物重增加时，
克服摩擦和绳重所做的额外功      （填“不变”、“变大”或“变小”）
滑轮组的机械效率变　　　。
(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了     。
（填字母）
A.减小摩擦   
B.多次测量取平均值减小误差  
C.获得多组数据归纳出物理规律     
(4)由本实验     （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率
跟物重均有关