實驗探究功與速度變化的關(guān)系題組訓練（人教版必修2

1、6 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系(時間：60分鐘)題組一借助變力做功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，我們并不需要測出橡皮筋做的功到底是多少，只需測出以后各次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍，使用的方法是()A用同樣的力對小車作用，讓小車通過的距離為s、2s、3s進行第1次，第2次，第3次實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3WB讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F，第3次力為3F實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3WC選用同樣的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、 2條、3條同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次實驗

2、時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3WD利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力的作用下移動的距離s，便可求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W答案C解析實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，就可以保證每根橡皮筋所產(chǎn)生的拉力相等，且每次實驗時小車在力的方向上發(fā)生的位移相等，再通過改變橡皮筋條數(shù)進行實驗，故C正確2在探究功與速度變化的關(guān)系的實驗中，某同學在一次實驗中得到了一條如圖7614所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間稀疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是()圖7614A電源的頻率不穩(wěn)定B木板的傾斜程度太大C沒有使木板傾斜或木板傾斜的程度太小D小車受到的阻力較大答案C

3、D解析電源頻率不穩(wěn)定的可能性不大，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是沒有平衡阻力或平衡阻力不夠，以致小車在橡皮筋作用下做加速運動，在橡皮筋恢復(fù)原長以后做減速運動，且受到的阻力較大故選項C、D正確3在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，甲、乙兩位同學的實驗操作均正確甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了功和速度的關(guān)系圖線，即Wv圖，如圖7615甲所示，并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論乙同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了功與速度平方的關(guān)系圖線，即Wv2圖，如圖乙，并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論關(guān)于甲、乙兩位同學的分析，你的評價是()圖7615A甲的分析不正確，乙的分析正確B甲的分析正確，乙的分析不正確C甲

4、和乙的分析都正確D甲和乙的分析都不正確答案A解析圖甲中Wv圖象是曲線，不能說明功與速度的平方一定成正比，圖乙中Wv2圖象是過原點的傾斜直線，說明功與速度的平方一定成正比，故A正確4“探究彈力做功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖7616所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點計時器所打的紙帶測出圖7616(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是()A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4 V6 VB實驗中使

5、用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C每次實驗中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出D利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wv、Wv、W2vm、W3vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系(2)如圖7617給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相鄰兩點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm_m/s.圖7617答案(1)CD(2)0.83解析(1)打點計時器只能用電壓為4 V

6、6 V的交流電源供電，選項A錯誤；實驗中使用的若干根橡皮筋的原長必須相等，否則實驗誤差太大，甚至出現(xiàn)錯誤，選項B錯誤；每次實驗都應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出，才能保證橡皮筋的形變量相同，選項C正確；利用圖象可以減小實驗誤差，能更直觀地反映出合力做功與物體速度變化的關(guān)系，選項D正確(2)由圖及所給數(shù)據(jù)可知小車一定在BC間獲得最大速度，所以vm0.83 m/s.5(2014山東濟南期中檢測)用如圖7618所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條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，記錄運動情況觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分

7、點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：圖7618(1)適當墊高木板是為了_；(2)通過紙帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的_(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”)；(3)若實驗做了n次，所用橡皮條分別為1根、2根n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的Wv2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v2的關(guān)系是_ _答案(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W與v2成正比解析(1)用1條、2條、3條同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為W、2W、3W探究橡皮筋拉力對小車所做的功W與小車速度v的定量關(guān)系將木板放有打點計

8、時器的一端墊高，小車不連橡皮筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動，如果紙帶上打出的點間距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速直線運動，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力(2)橡皮筋拉力對小車所做的功全部完成后，打出來的點才能反映物體的速度所以應(yīng)使用紙帶的后面部分(3)Wv2圖線是一條過坐標原點的直線，根據(jù)數(shù)學知識可確定W與v2成正比6某同學利用圖7619甲所示裝置探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系，得到了下表的數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(ms1)0.711.231.421.581.71圖7619(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)(1)由表

9、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，大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象(畫在圖乙中)(3)根據(jù)以上的Wv圖象對W與v的關(guān)系作出初步判斷：_.(4)根據(jù)數(shù)據(jù)完成下表的空白部分：實驗次數(shù)12345橡皮筋做功W0v2/(m2s2)W與v的關(guān)系答案見解析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，由做功與拉長橡皮筋條數(shù)成正比得，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：橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān)，并且做功越多，小車獲得的速度越大(2)W與v的圖象如圖所示(3)W與v的圖象很像拋物線，可

10、能Wv2.(4)如下表實驗次數(shù)12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2s2)0.501.512.022.502.92W與v的關(guān)系Wv2題組二借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系7(2014衡陽12月六校聯(lián)考)某同學為探究“合力做功與物體速度變化的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：按圖7620擺好實驗裝置，其中小車質(zhì)量M020 kg，鉤碼總質(zhì)量m0.05 kg.釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f50 Hz)，打出一條紙帶圖7620(1)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖7621所示把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間

11、還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d10.004 1 m，d20.055 m，d30.167 m，d40.256 m，d50.360 m，d60.480 m，他把鉤碼重力(當?shù)刂亓铀俣萭9.8 m/s2)作為小車所受合力算出打下0點到打下第5點合力做功W_J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，打下第5點時小車的速度v5_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖7621(2)此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功Wv2”的結(jié)論，且誤差很大通過反思，他認為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是_A鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多B沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做

12、功的測量值比真實值偏大太多C釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小D沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因答案(1)0.1761.12(2)AB解析(1)根據(jù)題意物體所受合外力為：Fmg0.059.80.49 N，根據(jù)功的定義可知：WFd50.176 J；根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以求出第5個點的速度大小為：v5 m/s1.12 m/s.(2)設(shè)繩子上拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律有：對小車：FMa對鉤碼：mgFma可得F，由此可知當Mm時，鉤碼的重力等于繩子的拉力，因此當鉤碼質(zhì)量太大時，會造成較大誤差，故A正確；

13、實驗中要進行平衡摩擦力操作，若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當做小車合外力做的功，會造成較大誤差，故B正確；釋放小車和接通電源的順序有誤，影響打點多少，不一定會使動能的測量值偏小，故C錯誤；距離的測量產(chǎn)生的誤差不是該實驗產(chǎn)生的主要誤差，故D錯誤8某實驗小組的同學采用如圖7622所示的裝置(實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面)用打點計時器得到一條紙帶后，通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系圖7623是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶上的三個連續(xù)的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離

14、如圖7623所示已知所用交變電源的頻率為50 Hz，則：圖7622圖7623(1)打B點時，小車的瞬時速度vB_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖7624(2)實驗中，該小組的同學畫出小車位移l與速度v的關(guān)系圖象如圖7624所示根據(jù)該圖線形狀，某同學對W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是_(填寫選項字母代號)AWv2 BWvCW DWv3(3)本實驗中，若鉤碼下落高度為h1時合力對小車所做的功為W0，則當鉤碼下落h2時，合力對小車所做的功為_(用h1、h2、W0表示)答案(1)0.80(2)BC(3)W0解析(1)vB m/s0.80 m/s.(2)由題圖知，位移與速度的關(guān)系圖象很像拋物線，

15、所以可能lv2或lv3，又因為WFl，F(xiàn)恒定不變，故Wv2或Wv3，A、D正確，B、C錯誤(3)設(shè)合力為F，由W0Fh1，得F，所以當鉤碼下落h2時WFh2W0.9(2014山東省即墨市期末)為了探究“合力做功與速度變化的關(guān)系”某學習小組在實驗室組裝了如圖7625所示的裝置，備有下列器材：打點計時器所用的學生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細沙他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m.當滑塊連接上紙帶，讓細線跨過滑輪并懸掛空的小桶時，滑塊處于靜止狀態(tài)要完成該實驗，請回答下列問題：圖7625(1)要完成本實驗，還缺少的實驗器材是_(2)實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和

16、小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是_圖7626(3)在滿足(2)問的條件下，讓小桶帶動滑塊加速運動，如圖7626所示為打點計時器所打的紙帶的一部分，圖中A、B、C、D、E是按時間先后順序確定的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，相鄰計數(shù)點間的距離標注在圖上，當?shù)刂亓铀俣葹間，則在B、D兩點間對滑塊研究，合力對滑塊做的功為_，vB_，vD_(用題中所給的表示數(shù)據(jù)的字母表示)答案(1)毫米刻度尺(2)沙和小桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mg(x2x3)圖762710. 如圖7627，質(zhì)量為1 kg的重錘自由下落，通過打點計時器

17、在紙帶上記錄運動過程，打點計時器接6 V、50 Hz的交流電源，如圖7628所示，紙帶上O點為重錘自由下落時紙帶打點的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，各計數(shù)點與O點距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm，重力加速度為9.8 m/s2，則圖7628(1)求出B、C、D、E、F各點的速度并填入下表.計數(shù)點BCDEF速度/(ms1)(2)求出物體下落時從O點到圖中各點過程中重力所做的功并填入下表.計數(shù)點BCDEF功/J(3)適當選擇坐標軸，在圖7629中做出圖象并從中找出重力做的功與速度的相關(guān)量之間的關(guān)系圖中縱坐標表示_，橫坐標表示_，由圖可得重力所做的功與_成_關(guān)系