高一物理必修2学业分层测评：测评17+探究功与速度变化的关系+Word版含解析.pdf

1．小明和小帆同学利用如图7­6­7所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是________(填“甲”或者“乙”)
图7­6­7
【解析】橡皮筋不能拴在钉子上，所以甲的接法正确．
【答案】甲
2．某实验小组采用如图7­6­8所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50 Hz.
图7­6­8
(1)实验中木板略微倾斜，这样做是为了( )
A．使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的
纸带测出．根据第四次的纸带(如图7­6­9所示)求得小车获得的速度为________m/s.
图7­6­9
(3)若根据多次测量数据画出的W­v图象如图7­6­10所示，根据图线形状，可知W与v的关系符合实际的是图( )
图7­6­10
【答案】(1)CD (2)2 (3)C
3．下面探究“功与物体速度变化关系”的实验步骤，其合理顺序是________．
①将小车拉至图中C处，使AB和BC间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W.
②做出W­v、W­v2的图象，分析图象的特点，得出结论．
③如图7­6­11所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧A处钉两个小钉，小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度．
图7­6­11
④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3…记下2W、3W…记入表格．
【解析】合理顺序为③、①、④、②.
【答案】③①④②
4．某同学利用图7­6­12甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据：
实验次数1234 5
橡皮筋条数13457
小车速度v/(m·s－2)0.71 1.23 1.42 1.58 1.87
(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)
图7­6­12
(1)由表可得出定性结论：
______________________________________________________________.
(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象．(画在图7­6­12乙中)
(3)由图大致可判断出W与v的关系是
______________________________________________________________.
(4)填写下表的空白部分.
实验次数1234 5
橡皮筋做功W0
v2/(m2·s－2)
W与v的关系
【解析】0
筋条数成正比，第2、3、4、5次拉长橡皮筋做功应分别为3W0、4W0、5W0、7W0.
(1)定性结论：橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大．
(2)W与v关系的图象为抛物线，如图所示．
(3)可能W∝v2.
(4)如表.
实验次数1234 5
橡皮筋做功W03W04W05W07W0
v2/(m2·s－2)0.50 1.51 2.02 2.50 3.50
W与v的关系W∝v2
5．某同学利用图7­6­13所示示装置探究外力做功与物体动能的关系．在水平光滑的桌面上固定竖直的挡板可以安装多个相同的水平弹簧，如果让小车压缩弹簧，释放小车后，弹簧的弹力对小车做功，可使小车的动能增加．已知弹簧刚恢复原长时，小车即到达最大速度，此处放置的电脑测速仪可以迅速测出小车的速度．现有5条完全相同的弹簧(图中只画出两条)可以完成实验．第一次在小车和竖直挡板之间放一条弹簧，推动小车压缩弹簧Δx后，由静止迅速释放小车，测出小车的速度为v1；第二次放两条弹簧，也压缩Δx后，由静止释放小车，测出小车的速度为v2；……现已测得四组数据，其中还欠缺一组数据，如下表所示：
图7­6­13
弹簧的条数1234 5
弹力做的功W02W03W04W05W0
速度v n/m·s－10.2000.2830.3460.447 速度的平方v2n/(m2·s－2)0.04000.08010.1200.200
2
(2)由W­v2图象可知，W与v2的关系是________．
(3)请你根据已探知的规律，由图象对应的值将v4及v24分别填入表中对应的空白处．
【解析】(1)图象如图
(2)由图象可知W与v2成正比
(3)由图象可以看出v4及v24分别为0.400 0.160
【答案】见解析
6．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图7­6­14甲所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图乙所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A＝0.12 m/s，v B＝0.17 m/s，v C＝0.21 m/s.
图7­6­14
根据以上数据你能否大致判断W∝v2?
【答案】见解析。