高中物理必修二76實驗：探究功與速度變化的關系（原卷版）

1、 7.6 探究功與速度變化的關系一 夯實基礎1(多選)(2019河北邯鄲一中高一下學期檢測)某研究性學習小組覺得教材中實驗的測量過程較復雜，改進如下：如圖所示，將教材中實驗的長木板放在桌面的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌面邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋的條數為1、2、3、n時小球的平拋距離x1、x2、x3、xn，則()A如果忽略一切摩擦，xnn(n為橡皮筋的條數)B如果忽略一切摩擦，xeq oal(2,n)n(n為橡皮筋的條數)C該實驗中小車受到的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產生新的誤差D該實驗中傾斜木板會產生誤差2.關于“探究功

2、與速度變化的關系”的實驗，下列敘述正確的是()A每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值B每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C放小車的長木板應該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出3在探究功與物體速度變化關系的實驗中，得到如圖所示四條紙帶，應選用()4(多選)如圖所示，與小車相連足夠長的且穿過打點計時器的一條紙帶上的點間距明顯不均勻，右端間距小，左端間距大，下面的分析和判斷正確的是()A若左端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木板傾斜度太大B若右端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木板傾斜度太大C若左端與小車相連，可能小車有一定的初速度，實驗前忘記平衡摩擦力或沒有完全

3、平衡摩擦力D若右端與小車相連，可能小車運動前忘記或沒有完全平衡摩擦力5在借助橡皮筋探究功與物體速度變化關系的實驗中，小車會受到阻力作用，因此，在小車沿木板滑動的過程中，除橡皮筋對其做功外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差。我們在實驗中想到的辦法是使木板略為傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是()木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴格要求木板的傾斜程度在理論上應滿足下面條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應等于小車受到的阻力如果小車在傾斜的木板上能做勻速直線運動，則木板的傾斜程度是符合要求的其實木板不傾斜，問題也不大，因為實驗總是存在誤差的A B C D6.(多選)某同學想利用自由落體運

4、動研究“功與物體速度變化的關系”，實驗中下列四組物理量中需要直接或間接測量的量有()A重錘的質量 B重力加速度C重錘下落的高度 D與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度7.探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖所示，實驗主要過程如下：(1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W；(2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3；(3)作出Wv草圖；(4)分析Wv圖象，如果Wv圖象是一條過原點的直線，表明Wv；如果不是，可考慮是否存在Wv2、Wv3、Weq r(v)等關系。以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是()A本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W

5、、2W、3W，所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3WB小車運動中會受到阻力，補償的方法，可以使木板適當傾斜C某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶，紙帶上打出的點，兩端密、中間疏，出現這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D根據記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算8.在“探究功與速度變化的關系”實驗中，裝置如圖甲所示。(1)下列說法正確的是()A平衡摩擦力時必須將鉤碼通

6、過細線掛在小車上B為減小系統(tǒng)誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為_ m/s(保留三位有效數字)。二 提升訓練1.(2019江蘇省宿遷市高一下學期三校聯考)某興趣小組通過物塊在斜面上運動的實驗，探究“合外力做功和物體速度變化的關系”。實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：Weq r(v)；Wv；Wv2，他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器，每次實驗物塊都從不同位置處由靜止釋放。(1)實

7、驗中是否需要測出木板與水平面的夾角？_(2)同學們設計表格來記錄實驗數據。其中L1、L2、L3、L4代表物塊分別由不同高度處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4表示物塊每次通過Q處時的速度。實驗次數1234LL1L2L3L4vv1v2v3v4他們根據實驗數據繪制如圖乙所示的Lv圖像，由圖像形狀得出結論Wv2，他們的做法是否合適，并說明理由。_。2.(2019內蒙古赤峰二中高一下學期期中)“探究功與物體速度變化的關系”的實驗如圖甲所示，當小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W。當用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時，使每次實驗中橡

8、皮筋伸長的長度都保持一致。每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。(1)除圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、_(填測量工具)和_電源(填“交流”或“直流”)。(2)為消除摩擦力對本實驗的影響，應該將木板的_(填“左”或“右”)端稍為抬高。平衡摩擦時，小車是否要拖著紙帶穿過打點計時器進行？_(填“是”或“否”)(3)實驗時打在紙帶上的點并不都是均勻的，如圖乙所示為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的_部分進行測量(根據上面所示的紙帶回答，并用字母表示)。(4)分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度 v1、v2、v3、，作出 Wv 圖像，則下列符合實際的圖像是_。

9、(填字母序號)3.某實驗小組的同學采用如圖甲所示的裝置(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系來研究合力對小車所做的功與速度變化的關系。圖乙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)的計數點，相鄰兩個計數點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖乙所示。已知所用交變電源的頻率為50 Hz，則：(1)打B點時，小車的瞬時速度vB_ m/s。(結果保留兩位有效數字)(2)實驗中，該小組的同學畫出小車位移l與速度v的關系圖象如圖丙所示。根據該圖線形狀，某同學對W與v的關系作出的猜想，肯

10、定不正確的是_。(填寫選項字母代號)AWv2 BWv CWeq f(1,v) 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)4.某同學在研究“對不同物體做相同功情況下，物體質量與速度的關系”時，提出了以下四種猜想：Amv Bmeq f(1,v) Cmv2 Dmeq f(1,v2)為驗證猜想的正確性，該同學用如圖甲所示的裝置進行實驗：將長木板平放在水平桌面上，木塊固定在長木板一端，打點計時器固定在木塊上，木塊右側固定一輕彈簧，用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打下一

11、系列點，選取點跡均勻的一部分紙帶，計算出小車勻速運動的速度v1，測出小車的質量m1；然后在小車上加砝碼，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車，計算出小車和砝碼勻速運動的速度v2，測出小車和砝碼的總質量m2；再在小車上加砝碼，重復以上操作，分別測出v3、m3(1)每次實驗中，都用小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，目的是_；若要消除每次實驗中小車和紙帶受到的阻力對小車運動的影響，應進行的實驗操作是_。(2)某次實驗采集的五組數據如下表：m/kg0.100.200.300.400.50v/(ms1)1.0000.7070.5770.5000.447由表格數據直觀判斷，明顯不正確的兩個猜想是A

12、、B、C、D中的_；若對某個猜想進行數據處理并作圖，畫出了如圖乙所示的圖象，則圖中的橫坐標應是_。5.用如圖所示的實驗裝置“探究做功與物體速度變化的關系”，當靜止的小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做功記為W，則當用2條、3條、4條橡皮筋并在一起進行實驗時，橡皮筋對小車做功可分別記為2W、3W、4W。每次實驗中小車獲得的速度v由打點計時器所打的紙帶測出。(1)打點計時器與學生電源按圖乙連接，正確的連接是_(填“A”或“B”)。(2)關于本實驗的下列要求和操作中，必須保證_；A每根橡皮筋的粗細和原長必須盡可能相同B用天平測量小車的質量C每次實驗時小車都必須從同一個位置由靜止釋放D在接通打

13、點計時器電源的同時釋放小車(3)實驗中木板略微傾斜，這樣做_。A是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑B防止紙帶上打點不清晰C可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功D可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動(4)下圖是某次實驗得到的一段紙帶，由此可算出小車獲得的速度大小為_m/s。(保留兩位有效數字)6.下表是在探究功與速度變化的關系實驗中的測量數據，其中實驗所用的計時器為電火花計時器，小車質量為300g，使用的橡皮筋1至6根，每次增加1根。小車受力的位移即橡皮筋被拉伸的長度為19cm。v/(ms1)0.000.801.101.281.531.761.89W/J0.001.002.003.004.005.

14、006.00根據以上數據，怎樣才能找出W與v的關系？7.為了探究功與物體速度變化的關系，某同學做了如下實驗，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數據：數據組123456v/(ms1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442(1)一同學根據表中數據，作出xv圖像如圖甲所示。觀察該圖像，該同學作出如下推理：根據xv圖像大致是一條拋物線，可以猜想，x可能與v2成正比。請在圖乙所示坐標紙上選擇適當的坐標軸作出圖線驗證該同學的猜想。(2)根據你所作的圖像，你認為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關系是_。8.(2019河南省實驗中學高一下學期檢測)某同學利用“落體法”在探究功與物體速度變化的關系實驗中，設計了如圖