2023年中考物理复习-----探究《功与机械能》实验探究题

探究“功和机械能”实验探究题 《功与机械能》是初中物理“力学”重点难点内容，值得考查的知识点却很多，特别是在实验探究的考查中更是重点之一，为了帮助同学们学好这部分知识，更好地解答这部分的实验探究题，下面对“功与机械能”内容的实验探究题做了一个探究，希望大家有所收获。 一、探究“机械效率”大小： 机械效率类实验探究题考查的知识点不仅仅局限于机械效率，更包括功的有关知识，正是因为考查内容广泛，试题形式灵活，历年来它都是各地中考的热点之一。 在初中阶段对机械效率的探究一般只围绕两种简单机械进行：滑轮组和斜面。探究的原理是η＝W有／W总，因此解答时的依据也就是这个原理；又因为涉及到“功”的知识，因此还必须进行一定的公式推导，得出需要测量的物理量，这样才能有效选择探究实验需要的仪器仪表，在记录数据时一般都是通过表格形式显示，这样便于数据的分析、处理并得出结论。 题1．小明测滑轮组机械效率的实验过程如下图所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如下图丁所示。 （1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。 （2）若增加提升钩码的个数，该滑轮组的机械效率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。影响该滑轮组机械效率的因素还有 。 分析：第一问的计算只需要熟练运用公式即可，但解题步骤要完整。增加钩码数目时，由于是同一滑轮组，通常近似认为额外功没有变，而重物重力增加，做的有用功增大，从机械效率的公式可以看出，在额外功不变时，有用功越大，机械效率越高，所以效率变大。影响机械效率的因素与整个机械的运行情况有关，除了提升重物重力外，还有动滑轮重力、绳与滑轮间的摩擦、滑轮轴间摩擦以及绳子的重力等。 答案：（1）根据题目的实验数据得知：物体重G＝2.0N，弹簧测力计拉力 F＝0.8N， 物体升高H＝0.1 m，弹簧测力计移动的距离L＝0.3m 根据W＝FS得：W有＝GH＝2.0N×0.1m＝0.2J W总＝FL＝0.8N×0.3m＝0.24J η＝W有／W总＝0.2J／0.24J＝83.3﹪ （2）增大 动滑轮重 绳的重及机械的摩擦 题后语：这道实验探究题考查的内容十分完整，有测量仪器的使用和读数、有完整的计算过程，有科学探究的分析处理过程，它对同学们的综合学习能力是极大的考验。因此大家在学习过程中，要按照要求动手动脑认真完成探究实验，在探究的七个环节都不能马虎。 二、探究“功率”大小： 根据功率的公式P=W/t可以看出，要想知道功率大小，必定要先知道功的大小，所以在对“功率”探究的同时，也是在对“功”进行探究。 近年来各地中考中对“功率”大小的探究的考查十分稳定，大多围绕同学们的日常生活（登楼、爬山、搬运物体上楼等），要求比较（计算）功率大小，在比较（计算）过程中一般要完成科学探究计划的制订和实验步骤的设计等。 题2．学校新购了一箱物理器材，小云同学将它从一楼搬到三楼，小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做功的功率。 【实验器材】________、________、________； 【实验步骤】小彬同学设计的测量步骤如下，其中多余的是 【　　】 A.测出箱子的质量ｍ B.测出楼梯的总长度L C.测出一楼到三楼的竖直高度h D.测出小云上楼所用的时间t E.算出小云搬运箱子的功率P 【实验设计】请你在虚线框内帮小彬设计一个记录实验数据的表格. 分析：要测定小云搬箱子说做功的功率，根据公式P=W/t，应该知道搬箱子时做的全部功和上楼的时间。要测量时间，需要钟表；搬箱子做的功就是人克服箱子重力在做功，根据公式W=Gh，应该知道箱子重力（或者是质量）和上楼的高度，测量高度用刻度尺，而箱子的重力较大，用弹簧测力计是能测量的，而测量较大物体的质量需要用磅秤。其余的物理量就不需要测量了，将上述物理量运用公式进行计算即可得到实验需要的结论。 答案：【实验器材】秒表、卷尺、磅秤 【实验步骤】（1）B　（2）表格如下： 箱子的质量ｍ╱㎏ 一楼到三楼的竖直高度h╱ｍ 所用的时间t╱ｓ 功率P╱W 点评：对实验器材的选择，需要根据实验原理进行细致地推导，根据推导出的最后的公式选择实验器材。 三、探究“机械能影响因素”： 机械能由物体动能和势能两部分组成，各自的影响因素又各不相同，因此对这部分的考查一般是分别围绕“动能的影响因素”或者“势能的影响因素”进行，虽然各自的影响因素有多个，但是部分知识相对比较简单，所以考查的落脚点一般落在科学探究的各个环节和科学的研究方法上。 题3.小明总结两年来所做的探究实验发现： （1）当要研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小