2019-2020年高中物理 7.6實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系（精講優(yōu)練課型）實(shí)驗(yàn)演練 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 7.6實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系（精講優(yōu)練課型）實(shí)驗(yàn)演練 新人教版必修2 1.(多選)在做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是( ) A.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B.通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值 C.橡皮筋的彈力做功可以用公式W=FL計(jì)算 D.長木板水平放置時(shí)，橡皮筋的彈力不等于小車受到的合力 【解析】選A、D。相同的橡皮筋，用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，橡皮筋對(duì)小車做的功與條數(shù)成倍數(shù)關(guān)系，故A正確；橡皮筋拉小車時(shí)的作用力是變力，不能根據(jù)公式W=FL求變力做功問題，因此實(shí)驗(yàn)中并非通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值，故B、C錯(cuò)誤；長木板水平放置時(shí)，小車受到橡皮筋的彈力與摩擦力，故其合力不等于橡皮筋的彈力，D對(duì)。 2.(多選)(xx濟(jì)南高一檢測(cè))關(guān)于“探究恒力做功與動(dòng)能變化”的實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是( ) A.應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)繩與木板平行 B.應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)繩保持水平 C.平衡摩擦力時(shí)，若紙帶上打出的點(diǎn)越來越密，就應(yīng)調(diào)大斜面傾角 D.平衡摩擦力時(shí)，若紙帶上打出的點(diǎn)越來越疏，就應(yīng)調(diào)大斜面傾角 【解析】選A、C。實(shí)驗(yàn)中調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，這樣能使細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于它受的合力，A對(duì)，B錯(cuò)；紙帶上打出的點(diǎn)越來越密，表明小車做減速運(yùn)動(dòng)，摩擦力平衡不夠，這時(shí)需要墊高木板一端，使斜面傾角增大，直到打出的點(diǎn)均勻?yàn)橹梗珻對(duì)，D錯(cuò)。 3.(xx晉江高一檢測(cè))在探究功W與物體速度v的變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，正確的圖像應(yīng)為( ) 【解析】選C。實(shí)驗(yàn)證明，合力做的功W與物體速度的二次方成正比，即所得W-v2圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，故C正確。 4.(xx榆林高一檢測(cè))在“探究做功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，常用的兩種實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車的速度，定量計(jì)算牽引力所做的功，進(jìn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車的速度，進(jìn)而探究橡皮筋對(duì)小車所做功與其速度的關(guān)系。 (1)(多選)針對(duì)這兩種實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(yuǎn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。根據(jù)這條紙帶，可以判斷他在實(shí)驗(yàn)中采用的方案是________(選填“甲”或“乙”)，實(shí)驗(yàn)中小車失去外力后的速度為________m/s。 【解析】(1)甲實(shí)驗(yàn)中根據(jù)打下的一條紙帶，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可求得速度，并能根據(jù)紙帶測(cè)量出重物下落的距離，即可進(jìn)行探究；在乙實(shí)驗(yàn)中，要改變拉力做功時(shí)，用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對(duì)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(gè)實(shí)驗(yàn)中，小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)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(duì)小車做的功，故B錯(cuò)誤。在甲實(shí)驗(yàn)中，要用重物的重力替代細(xì)線的拉力，必須滿足這個(gè)條件：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于所掛重物的質(zhì)量；而在甲實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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?倍，則橡皮筋做功增加，大于原來的2倍，故D錯(cuò)誤。故選A、C。(2)在甲實(shí)驗(yàn)中，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)推論：Δx=aT2，在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移應(yīng)均勻增大；在乙實(shí)驗(yàn)中，小車先做變加速運(yùn)動(dòng)，在失去外力后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由紙帶上的數(shù)據(jù)看出，此小車最后做勻速運(yùn)動(dòng)，故他在實(shí)驗(yàn)中采用的方案是乙。由數(shù)據(jù)看出，打點(diǎn)4后小車失去外力，則速度為：v==10-2m/s=1.75m/s。 答案：(1)A、C　(2)乙　1.75 5.在用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)， (1)為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的________(選填“左端”或“右端”)適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持________運(yùn)動(dòng)。 (2)為了使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加，每次實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測(cè)量。 【解析】(1)平衡摩擦力時(shí)應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一側(cè)適當(dāng)墊高，使小車帶動(dòng)紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，在紙帶上，要選用點(diǎn)跡間距離相等的計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)選用紙帶上的GJ部分進(jìn)行測(cè)量。 答案：(1)左端　勻速　(2)相同位置　(3)GJ 6.(xx黃岡高一檢測(cè))“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出。 (1)(多選)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( ) A.為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的一端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng) B.實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力 C.每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出 D.實(shí)驗(yàn)中要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放小車 (2)如圖給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm；已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度vm=__________m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)當(dāng)小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實(shí)驗(yàn)中可消除摩擦力的影響，A正確；實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，必須平衡摩擦力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出，C項(xiàng)正確；使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都必須先接通電源再釋放小車，D項(xiàng)正確。 (2)小車獲得的最大速度v==m/s=0.81m/s。 答案：(1)A、C、D　(2)0.81 7.某同學(xué)利用圖甲探究力對(duì)物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了表中的數(shù)據(jù)： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋條數(shù) 1 3 4 5 7 小車速度v/(ms-1) 0.71 1.23 1.42 1.58 1.87 (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，大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖像。(畫在圖乙中) (3)由圖大致可判斷出W與v的關(guān)系是_________________________________。 (4)填寫表中的空白部分。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 v2/(m2s-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)系的圖像為拋物線，如圖所示。 (3)W∝v2。 (4)如表。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 3W0 4W0 5W0 7W0 v2/(m2s-2) 0.50 1.51 2.02 2.50 3.50 W與v的關(guān)系 W∝v2 答案：見解析