高中人教版 (新課標)第七章機械能守恒定律6.實驗：探究功與速度變化的關(guān)系綜合訓(xùn)練題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

第七章機械能守恒定律第六節(jié) 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系1．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，得到的紙帶如圖所示，小車的運動情況可描述為：A、B之間為________運動；C、D之間為________運動．小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.解析：由題圖可知小車在A、B之間做加速運動，由于相鄰計數(shù)點間位移之差不等，由Δx＝aT2知，小車的加速度是變化的，故做變加速運動．在C、D之間計數(shù)點均勻分布，說明小車做勻速運動．小車離開橡皮筋后做勻速運動，由CD段紙帶求出速度為：v＝＝m/s＝0.36 m/s.答案：變加速　勻速　0.362.用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系，實驗時，先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶，記錄其運動情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：(1)適當(dāng)墊高木板是為了________________________________．(2)通過紙帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的__________(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”)．(3)若實驗做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根……n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1，v2，…，vn，用W表示橡皮筋對小車所做的功，作出的W－v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關(guān)系是_________________________________________________________________________________________________.解析：(1)為使橡皮筋對小車做的功等于合力對小車做的功，需利用小車重力沿木板方向的分力平衡摩擦力．(2)實驗中需要求橡皮筋做功后小車獲得的速度，所以應(yīng)用紙帶的后面部分．(3)“過原點的直線”意味著縱橫坐標軸對應(yīng)的兩個量成正比關(guān)系．答案：(1)平衡摩擦力　(2)后面部分　(3)W與速度v的平方成正比3．在用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時，(1)為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的________(選填“左端”或“右端”)適當(dāng)墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持________運動．(2)為了使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸到________．(3)如圖所示，在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進行測量．解析：(1)平衡摩擦力時應(yīng)將木板固定有打點計時器的一側(cè)適當(dāng)墊高，使小車帶動紙帶做勻速直線運動．(2)實驗時，每次應(yīng)將不同數(shù)量的橡皮筋拉伸到同一位置．(3)橡皮筋做完功后，小車應(yīng)做勻速運動，實驗中應(yīng)測小車做勻速運動的速度，在紙帶上，要選用點跡間距離相等的計數(shù)點進行測量，應(yīng)選用紙帶上的GJ部分進行測量．答案：(1)左端　勻速　(2)相同位置　(3)GJ4．在“探究做功與速度變化的關(guān)系”實驗中，常用的兩種實驗方案如圖所示．甲通過重物提供牽引力，小車在牽引力作用下運動，用打點計時器測量小車的速度，定量計算牽引力所做的功，進而探究牽引力所做功與小車速度的關(guān)系；乙通過不同條數(shù)橡皮筋的作用下將小車彈出，用打點計時器測量小車的速度，進而探究橡皮筋對小車所做功與其速度的關(guān)系．(1)(多選)針對這兩種實驗方案，以下說法正確的是(　　)A．甲可以只打一條紙帶研究，而乙必須打足夠多條紙帶才能研究B．甲中需要平衡小車運動中受到的阻力，而乙中不需要平衡阻力C．甲中小車質(zhì)量必須遠大于所掛重物的質(zhì)量，而乙中小車質(zhì)量沒有特別的要求D．乙方案中，換用2根同樣的橡皮筋在同一位置釋放，橡皮筋所做的功與一根橡皮筋拉至伸長量為原來2倍橡皮筋所做的功是一樣的(2)某同學(xué)在實驗中打出的一條紙帶如圖所示，0，1，2，…，7為紙帶上連續(xù)打出的點，打點計時器的電源頻率為 50 Hz.根據(jù)這條紙帶，可以判斷他在實驗中采用的方案是________(選填“甲”或“乙”)，實驗中小車失去外力后的速度為________m/s.解析：(1)甲實驗中根據(jù)打下的一條紙帶，運用勻變速直線運動的推論可求得速度，并能根據(jù)紙帶測量出重物下落的距離，即可進行探究；在乙實驗中，要改變拉力做功時，用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，所以必須打足夠多條紙帶才能研究，故A正確．在兩個實驗中，小車下滑時受到重力、細線或橡皮筋的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則都要用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得拉力的功等于合外力對小車做的功，故B錯誤．在甲實驗中，要用重物的重力替代細線的拉力，必須滿足這個條件：小車質(zhì)量遠大于所掛重物的質(zhì)量；而在乙實驗中，小車質(zhì)量沒有特別的要求，故C正確．由橡皮筋伸長量越大，拉力越大，在乙實驗中，換用2根同樣的橡皮筋在同一位置釋放，若橡皮筋伸長量變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，則橡皮筋做功增加，大于原來的2倍，故D錯誤．故選A、C.(2)在甲實驗中，小車做勻加速直線運動，根據(jù)推論：Δx＝aT2，在連續(xù)相等時間內(nèi)位移應(yīng)均勻增大；在乙實驗中，小車先做變加速運動，在失去外力后做勻速直線運動．由紙帶上的數(shù)據(jù)看出，此小車最后做勻速運動，故他在實驗中采用的方案是乙．由數(shù)據(jù)看出，打點4后小車失去外力，則速度為：v＝＝×10－2 m/s＝1.75 m/s.答案：(1)AC　(2)乙　1.755．某同學(xué)利用圖甲探究力對物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了表中的數(shù)據(jù)：圖甲實驗次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(m·s－1)0.711.231.421.581.87(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)(1)由表可得出定性結(jié)論：_________________________________.(2)設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做功為W0，在圖乙中大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象．圖乙(3)由圖乙大致可判斷出W與v的關(guān)系是__________________．(4)填寫表中的空白部分．實驗次數(shù)12345橡皮筋做功W0 v2/(m2·s－2) W與v的關(guān)系解析：每條橡皮筋拉長的長度都一樣，一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功為W0，則做功與拉長橡皮筋條數(shù)成正比，第2、3、4、5次拉長橡皮筋做功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0.(1)定性結(jié)論：小車獲得的速度與橡皮筋做的功有關(guān)，并且做功越大，小車獲得的速度越大．(2)W與v關(guān)系的圖象為拋物線，如圖所示．(3)W∝v2.(4)如表．實驗次數(shù)12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2·s－2)0.501.512.022.503.50W與v的關(guān)系W∝v2答案：見解析6．某同學(xué)在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中，設(shè)計了如圖甲所示的實驗．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器．先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點．得到的紙帶如圖乙所示．O點為計時器打下的第1個點．該同學(xué)對數(shù)據(jù)進行了下列處理：取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點的速度分別為vA＝0.12 m/s，vB＝0.17 m/s，vC＝0.21 m/s.　　　　　　　　　圖甲　　　　　圖乙根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2?解析：設(shè)由O到A的過程中，重力對重物所做的功為W0，那么由O到B的過程中，重力對重物所做的功為2W0，由O到C的過程中，重力對重物所做的功為3W0，由計算可知v＝1.44×10－2 m2/s2，v＝2.89×10－2 m2/s2，v＝4.41×10－2 m2/s2，≈2，≈3.即v≈2v，v≈3v，由以上數(shù)據(jù)可判定W∝v2是正確的．也可以根據(jù)W－v2的圖象來判斷，如圖．答案：見解析

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