秋沪粤版九年级期中复习11章机械功与机械能实验提升练习.docx

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秋沪粤版九年级期中复习11章机械功与机械能实验提升练习

11章机械功与机械能实验提升练习

1．小红为了“探究动能的大小与哪些因素有关”，设计了如下实验：

将小球从斜面上由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞，其情形如下图甲、乙所示。

（1）在实验中，小球动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越____，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方法是____（选填“放大法”“控制变量法”或“转换法”）

（2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是_____。

（3）选用图甲探究的是动能与____的关系，得出的结论是____。

（4）有个别小组在做实验甲时发现，小木块被撞击后在水平面上移动的距离相差不多，不容易进行比较，请你给出一个合理的建议_____。

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

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η

1

4

0.1

1.8

0.3

74%

2

6

0.1

0.3

3

4

0.1

1.4

0.5

57%

4

4

0.2

1.4

1.0

57%

（1）在实验中，应竖直向上____拉动弹簧测力计时读出拉力。

（2）第2次实验中测力计示数如图乙所示，拉力大小为___N，滑轮组的机械效率为__。

（3）分析表中数据可知：

第4次实验是用图____（选填“甲”、“乙”或“丙”）所示装置完成的。

（4）分析第1、2次实验数据可知：

使用同一滑轮组，_____，滑轮组的机械效率越高；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），滑轮组的机械效率越____。

（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体____无关。

3．小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系．”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：

次数

橡皮条

橡皮条宽/cm

橡皮条长/cm

弹射的水平距离/m

1

a

0.50

20.00

10.10

2

b

0.50

30.00

8.20

3

c

1.00

20.00

14.00

请回答以下问题：

（1）实验中，是通过比较___________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小；

（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的______有关；

（3）比较低1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的_____有关；

（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是______

A、窄面长的B、宽面长的C、窄面短的D、宽面短的．

4．小丽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，实验装置如图所示。

物理量名称

实验1

实验2

实验3

钩码量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

57

机械效率平均值

（1）小玲同学认为表格设计有问题，请你指出问题所在：

______；（不说明理由）

在实验中，弹簧测力计应竖直向上______提升重物；

（2）通过表中数据可分析出实验1是用______（选填“甲”或“乙”）图滑轮组做的实验；

（3）3次实验后得出表中的数据，请将第3次测量的效率补充在表中的空白处______；

（4）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，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______；

（5）比较实验______两个实验的数据可得出正确结论：

使用同组滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率。

下列做法提高汽车燃油效率的方法与该结论相同的是______。

A．汽车通过减轻车身重达到提高汽车燃油效率

B．汽车在核载范围内尽量增大载荷量提高汽车燃油效率

C．汽车按时保养减少机械摩擦损耗提高汽车燃油效率

D．规范操作汽车驾驶提高汽车效率

5．如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。

（1）请计算斜面坡度为60°时的机械效率；（________）

（2）请你根据实验数据推导下列的结论：

斜面坡度

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L/m

有用功W有/J

总功W总/J

机械效率η/%

30°

粗糙

0.5

0.20

0.35

0.4

0.10

0.14

71.4

60°

粗糙

0.5

0.28

0.45

0.4

0.14

0.18

结论1：

沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越______，拉力越小；

结论2：

在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越______；

（3）如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较______（填“缓”或“陡”）。

6．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示：

次数

钩码所受的重力G/N

钩码提升的高度h/m

拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率η

1

1.0

0.1

0.8

0.4

31.25%

2

1.0

0.2

0.8

0.8

31.25%

3

2.0

0.1

1.2

0.4

41.67%

4

3.0

0.1

1.5

（1）测量滑轮组的机械效率的工作原理：

______。

（2）需要的测量工具______和______。

（3）自由端弹簧测力计应该向下______拉动。

（4）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s＝______m，机械效率______。

（5）通过比较1、3和4三次实验数据得出：

同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率______。

（6）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为______N。

（7）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______。

A．动滑轮的重力

B．绳子与滑轮之间的摩擦

C．物体上升的高度

7．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。

提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在如表中。

实验

次数

滑轮

材质

钩码重G/N

提升的高

度h/m

有用功

W有用/J

拉力

F/N

绳端移动

的距离s/m

总功

W总/J

机械效率η

1

铝

1

0.1

0.1

0.6

0.3

0.18

56%

2

铝

2

0.1

0.2

1.0

0.3

0.3

67%

3

铝

2

0.2

0.4

1.0

0.6

0.6

67%

4

塑料

2

0.2

0.4

0.8

0.6

0.48

83%

5

塑料

2

0.2

0.4

2.1

0.2

0.42

95%

①比较1和2两次实验发现：

在所用滑轮组一定时，提升的钩码______，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：

滑轮组的机械效率还与______有关。

③比较______两次实验发现：

在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验是利用了图______的装置完成的，判断依据是______。

⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为______。

如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率，测的机械效率会______。

（选填“不变”、“偏大”、“偏小”）

⑥小明利用图丙装置实验发现：

斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。

保持斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法提高斜面的机械效率。

⑦实验表明：

额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：

假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都______。

8．图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。

（1）本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上______来体现。

若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，______（填”可以”或“不可以”）用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。

（2）将小球A放在同一斜面上______（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：

质量相同的物体，______，动能越大。

（3）善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：

用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能______（填“相同”或“不同”），放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。

接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做_______（填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。

9．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表1：

实验次数

物重G/N

动滑轮重G/N

钩码上升的高度h/m

动力F/N

动力作用点移动的距离s/m

滑轮组的机械效率

1

1

0.5

0.1

0.7

0.3

47.6

2

2

0.5

0.1

1.1

0.3

60.6

3

4

0.5

0.1

2

0.3

4

4

1

0.1

0.5

50.0

（1）根据表1中前3次实验数据，画出图甲中滑轮组的绕绳方法_________：

（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，读出图乙中弹簧测力计的示数为_________N，第3次实验时滑轮组的机械效率为___________。

（3）由表中第________组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。

（4）由表中第3、4组数据可知：

同一滑轮组的机械效率与摩擦和____________有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功___________J

10．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。

（1）小明通过观察___________来判断小球动能的大小，这种研究方法是____________（选填“控制变量法”或“转换法”）。

若水平面绝对光滑，本实验将_______（选填“能”或“不能”

）达到探究目的。

（2）由甲、乙两图可得实验结论：

物体的动能大小与_________有关。

（3）小丽根据甲、丙两图得出结论：

物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？

_________（选填“正确”或“错误”），理由是：

__________________________________________。

（4）另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_________（选填“正确的”或“错误的”）。

11．某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：

金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆.实验装置如图甲所示。

（1）该实验可以通过判断________来判断出金属球重力势能的大小。

（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。

（________）

（3）实验时，该同学发现：

由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻，于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。

他的主要操作是：

每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；______；由静止开始释放金属球，观察实验现象。

12．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，小青那组得到的实验数据如表：

实验次数

物重（N）

物体上升的高度（m）

拉力（N）

绳子自由端移动的距离（m）

机械效率（%）

1

1

0.1

0.6

0.2

2

1

0.1

0.4

0.4

62.5

3

2

0.1

0.65

0.4

76.9

4

1

0.2

0.6

0.4

83.3

（1）第一次实验测得的机械效率是_____________。

（2）比较第1、2次实验数据得出：

用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，___________；比较第2、3次实验数据得出：

同一个滑轮组，提升的物体越重，____________；比较第1、4次实验数据得出：

同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度___________。

（3）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计沿竖直方向做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”），测得的机械效率_______（选填“偏高”“偏低”或“不变”）。

（4）有两个滑轮组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮与轴之间的_________不同，影响了测量结果。

13．如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。

其中，mA=mBhB。

（1）实验中是通过比较______来比较动能大小的。

（2）动能是指______（填序号）

A．小球在斜面上时的动能B．小球撞击木块时的动能   

C．小球撞击木块后的动能D．木块的动能

（3）使同一小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。

（4）比较图A、B可得结论：

______。

（5）小敏同学在实验时，木块被撞出了水平木板的右端而掉到了地上。

对这一现象，请你给小敏一条合理的建议：

______。

（6）小李同学通过比较B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小红认为小李的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？

______。

（7）若小球静止在斜面（光滑）上时具有的机械能为2J，木块在水平面上滑行了50cm，则水平面对木块的摩擦力约为______N。

（撞击时无能量损失）

14．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：

物体的重力势能可能与物体的质量､下落高度和运动路径有关｡于是设计了如图所示的实验∶用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。

实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2。

C､D两球陷入沙深度均为h3且h1

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过_______来反映的；

（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，铅球的重力势能大小与_____有关；

（3）比较A、C两球发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：

_________；

（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：

物体的重力势能与物体运动的路径__________（选填“有关”或“无关”）。

（5）小球在下落过程陷入之前，将重力势能转化为_________能。

15．实验探究——测量滑轮组的机械效率

装置

数据

①如图，沿______方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。

三次实验数据如下表：

实验

次数

钩码重G/N

钩码被提升的高度h/m

测力计的拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率

1

1

0.1

0.6

0.3

55.6%

2

1

0.2

0.6

0.6

55.6%

3

4

0.2

1.6

0.6

4

4

0.15

1.3

0.6

76.9%

结论

②第3次实验中，滑轮组的机械效率为______。

③使用同一滑轮组提升物体：

将同一物体提升不同高度，滑轮组的机械效率______；提升不同的物体，物体重力变大，机械效率______。

④第4次实验选用的图______装置（选填“甲”或“乙”）。

16．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小华用如图所示的滑轮组分别做了3组实验，实验数据记录如下：

序号

物重/N

物体上升高度/cm

测力计示数/N

测力计上升距离/cm

机械效率/%

1

2

5

1

15

66.7

2

3

5

1.4

15

71.7

3

4

5

15

（1）在测量绳子自由端拉力F时，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是__（选填“A”或“B”）同学的方法。

（2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为如图丙所示为__N，则此时机械效率约为__%（保留三位有效数字）。

（3）分析实验数据，小华得出的实验结论是：

使用同一滑轮组提升不同重物，__可以提高机械效率。

（4）第1次实验时，物体上升的速度是0.05m/s，则拉力的功率是__W。

（5）若在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将__（选填“变大”、“不变”或“变小”）；

17．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。

（1）小明通过观察______来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）。

该实验中物体的速度是指物体从斜面上静止滚下与木块碰撞时______（选填“碰前小球”、“碰后小球”、“碰前木块”或“碰。

木块”）的速度，它是通过______（选填“高度”或“质量”）来改变的。

（2）由甲、乙图可得动能的大小与物体的______有关，若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力做功越多，小球撞击木块时的动能______。

（3）接着小明根据甲、丙两图得出结论：

物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确?

______（选填“正确”或“错误”），理由是：

______

（4）若斜面光滑，钢球从斜面静止滑下碰撞木块后，木块在水平面上滑动一段距离后停下来。

增大斜面的倾角，仍让钢球从同一高度处由静止滑下，如图丁所示；则木块在水平面上移动的距离______（填“变大”、“不变”或“变小”）（不计空气阻力）。

（5）本实验装置的水平面如果绝对光滑，本实验______（选填“能”或“不能”）达到探究目的，原因是：

______。

（6）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。

18．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，实验装置如图所示。

实验

次数

钩码重G/N

钩码上升的高度h/m

绳端拉力F/N

绳端上移的距离s/m

机械效率η

1

4

0.1

1.8

0.3

74.1%

2

4

0.1

1.6

0.4

62.5%

3

6

0.1

2.4

（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用_______（填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；

（2）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____（填“越高”“不变”或“越低”）；

（3）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＝___；

（4）比较第______次实验和第3次实验可得出结论：

使用同一滑轮组，___________机械效率越高；

（5）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要____（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η＝____（用本题中有关字母表示）；

（6）如采用图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为_________N（忽略绳重和摩擦）。

答案

1．多木块在水平面上滑行的距离转换法控制小球到达水平面的初速度相同速度质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大增大两球下落的高度差

2．匀速（缓慢）2.483.3%丙物重越大低上升的高度

3．弹珠被弹射的水平距离长度宽度D

4．不应设计机械效率的平均值匀速甲83.3越小1和3B

5．77.8小大缓

6．η=

弹簧测力计刻度尺匀速0.450%越高2.2C

7．越重动滑轮的重力2、3乙第5次试验绳端移动的距离与物块提升的高度一致80%不变减小接触面粗糙程度都不省功

8．移动的距离可以不同速度越大不同不能

9．

1.6N66.7%1、3动滑轮重0.2

10．木块移动的距离转换法不能速度错误没有控制钢球滚下的高度相同，钢球的速度不同正确的

11．小桌陷入细沙的深度见下表将金属球拉到不同的高度

实验次数

金属球被举高的高度/cm

小桌陷入细沙的深度/cm

金属球的重力势能的大小

1

2

3

12．83.3%机械效率越低机械效率越高无关偏小偏大摩擦

13．木块被撞击后移动的距离B速度质量相同时，小球的速度越大，动能越大减小小球的质量没有控制小球的速度相同4

14．球陷入沙面的深度质量当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大无关动

15．竖直向上83.3%相同变大乙

16．B1.683.3增大物重0.15变小

17．木块B移动的距离长短转换法碰前小球高度速度越大正确质量为M的球到达水平面速度小，木块移动距离反而大，即球的动能大，说明动能与质量有关不变不能木块做匀速直线运动，不会停下来能