高中物理人教版必修2第七章第6节实验:探究功与速度变化的关系同步练习
人教版 物理 必修二 第七章 6探究功与速度变化的关系 精选练习习题(附答案解析)
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人教版物理必修二第七章 6探究功与速度变化的关系精选练习习题(附答案解析)1.对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的.我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍,使用的方法是()A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为x、2x、3x……进行第1次、第2次、第3次……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W……B.让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W……C.选用同样的橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用直尺测量小车在力作用下移动的距离x,便可以求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W……解析实际操作第一次用一根橡皮筋,以后各次分别用2根、3根、……且每次拉到同样的长度,即能得到W、2W、3W、……的功,故C正确.答案 C2.在“探究功与速度变化的关系”实验中,小车在运动中会受到阻力作用.这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差,我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法中正确的是()A.木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格的要求B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件:即使物体沿斜面下滑的重力分力应等于小车受到的阻力C.如果小车在木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的D.其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的解析平衡摩擦力常用垫高长木板固定打点计时器的一端的方法.若小车可在长木板上做匀速运动,则表明重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力,B、C正确.答案BC3.橡皮筋释放后,关于小车的运动,下列说法正确的是()A.一直做匀速直线运动B.先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动C.先做加速度减小的变加速直线运动,再做匀速直线运动D.先做加速度增大的变加速直线运动,再做匀速直线运动解析橡皮筋对小车的拉力是变力且逐渐变小,所以小车先做加速度减小的变加速直线运动,橡皮筋对小车做功完毕后,小车将做匀速直线运动,故选项C正确.答案 C4.在“探究功与速度变化的关系”实验中,某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密,中间较疏但间隔不均匀,出现这种情况的原因可能是()A.电源的频率不稳定B.木板倾斜程度太大C.没有使木板倾斜或倾斜角太小D.小车受到的阻力较大解析电源频率不稳定不会出现这样的结果,出现这一现象的原因是小车在橡皮筋作用下加速运动,在橡皮筋恢复原长后小车做减速运动,且受的阻力较大.答案CD5.某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂,改进如下:如图所示,将教材实验中的木板放在桌子的边缘,小车的前端放一小球,小车在橡皮筋作用下加速运动,到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动,小球做平抛运动,测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、x n,则()A.如果忽略一切摩擦,x∝n(n为橡皮筋条数)B.如果忽略一切摩擦,x2∝n(n为橡皮筋条数)C.该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差D.该实验中倾斜木板会产生误差解析由W∝v2,x∝v,W∝n得x2∝n,选项B正确.该实验应用了平抛原理,如果木板倾斜,则变为斜抛,将产生误差.选项D正确.答案BD6.为了探究功与物体速度变化的关系,某同学做了如下实验,他让滑块在某一水平面上滑行,利用速度采集器获取其初速度v,并测量出不同初速度的最大滑行距离x,得到下表所示几组数据:(1)该同学作出如下推理:根据x-v图象大致是一条抛物线,可以猜想,x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想.甲乙(2)根据你所作的图象,你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________.解析(1)做出x-v2图线如图所示(2)由图可以看出,滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比,即x∝v2.答案(1)见解析图(2)x∝v27.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.(1)关于该实验,下列说法正确的是()A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6 VB.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度v max和橡皮筋做的功W,依次作出W-v max、W-v2max、W-v3max、W2-v max、W3-v max、…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA =5.65 cm、OB=7.12 cm、OC=8.78 cm、OD=10.40 cm、OE=11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s,则小车获得的最大速度v max=______ m/s.解析(1)实验应用交流电源,A错;实验中使用的橡皮筋原长应相等,B 错;每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出,C正确;作出各种不同形式的图象,才能判断做功与速度变化的关系,D正确.(2)由纸带计算得AB=1.47 cm,BC=1.66 cm,CD=1.62 cm,DE=1.51 cm,小车从打B点到打D点的过程中做匀速运动,则小车的最大速度v max=BD2T=3.28×10-22×0.02m/s=0.82 m/s.答案(1)CD (2)0.828.质量为1 kg 的重锤自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为6 V 、50 Hz 的交流电源,如图所示,纸带上O 点为重锤自由下落时纸带打点起点,选取的计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O 点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,单位为mm ,重力加速度为9.8 m/s 2,则(1)求出B 、C 、D 、E 、F 各点速度并填入下表.(2).(3)比.在下图中作出图线,其中纵坐标表示________,横坐标表示________.解析 (1)各点速度由公式v =v =Δx Δt求出 v B =AC Δt =(125.4-31.4)×10-34×0.02m/s ≈1.18 m/s. 同理:v C ≈1.57 m/s ,v D ≈1.96 m/s ,v E ≈2.35 m/s ,v F ≈2.74 m/s.(2)重力做的功由W=mgΔx求出W B=mg OB=1×9.8×70.6×10-3 J≈0.69 J.同理:W C≈1.23 J,W D≈1.92 J,W E≈2.76 J,W F≈3.76 J.(3)如图所示重力所做的功W G与速度的平方v2成正比关系.答案(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76(3)图线如图所示重力所做的功W G速度的平方v2。
人教版高一物理必修2第七章同步练习 7.6实验:探究功与速度变化的关系(有答案)
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第6节实验:探究功与速度变化的关系1.本节实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦,只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验的_______________,这样做可以大大简化操作。
2.本实验用到的器材有:平板、小车、___________、__________、钉子、纸带3.在光滑水平地面上,质量为m的物体在水平恒力F的作用下,由静止从A处移动到了B处;此过程中力F对物体做正功,使得物体的速度__________(增大、减小、不变)。
如果其它条件不变,只将物体的质量增大为2m,在物体仍由静止从A运动到B的过程中,恒力F对物体做的功____________(增大、减小、不变);物体到达B点时的速度比原来要________________(大、小、不变)。
如果让一个具有初速度的物体在粗糙水平地面上滑行时,物体的速度会不断减小,这个过程中伴随有__________力做_________功(正、负、零)。
可见做功能使物体的速度发生改变。
4.本节是一个探究性实验,探究的目的是()A.探究力与物体运动速度的关系B. 探究力与物体运动加速度的关系C.探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系D. 探究力对物体做的功与物体速度变化的关系5.在探究功与物体速度变化关系实验中,小车在运动中会受到阻力作用. 这样,小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差.我们在实验中想到的办法是,使木板略为倾斜,对木板的倾斜程度,下面说法正确的是()A.木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格要求B.木板的倾斜角度在理论上应满足要求:重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C. 如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度符合要求D. 其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的6.在探究功与物体速度变化关系的实验中,得到如上图答案B所示的纸带,造成这一现象的原因可能是( )A.没有把木板垫高以平衡摩擦力.B.橡皮筋力度不够.C.把木板垫得太高.D.上述三种情况都有可能7.在探究功与物体速度变化关系的实验中,得到如图所示四条纸带(纸带左侧连着小车),应选用哪条纸带()D CBA8.做“练习使用打点计时器”的实验时,交流电的周期为T。
高中物理 第七章 第6节 实验:探究功与速度变化的关系练习(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修
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实验:探究功与速度变化的关系1.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系的实验装置如下列图.实验中平衡摩擦力的正确方法是( )A.使拖着纸带的小车由静止释放,小车不下滑即可B.使拖着纸带的小车由静止释放,小车能下滑即可C.轻推一下拖着纸带的小车,打点计时器在纸带上打下的点分布均匀即可D.不用拖着纸带,轻推一下小车,小车能匀速下滑即可解析:选C.由于要平衡摩擦力与小车运动中纸带受到的阻力,保证只有橡皮筋做功改变小车的速度,所以要拖上纸带,轻推一下小车,看小车是否匀速运动,这可由纸带上的点是否均匀分布来判断.选项C正确.2.(多项选择)某实验小组采用如下列图装置探究橡皮筋弹力做功与速度的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行.实验中木板略微倾斜,这样做( )A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑B.是为了增大小车下滑的加速度C.可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动解析:选CD.木板略微倾斜是为了平衡摩擦力,这样就可以使橡皮筋的弹力等于合外力,因此使橡皮筋对小车做的功等于合外力做的功,同时,便于测量橡皮筋恢复原长后小车匀速运动的速度,所以一定要平衡掉小车运动过程中的摩擦力.3.在“探究功与物体速度变化关系〞的实验中作出W-v图象如下列图,哪一个是符合实际的( )解析:选C.实验证明,力做的功W与物体速度v的二次方成正比,故作出的W-v图象应为一条开口向上的抛物线,C正确.4.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如下列图.以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是( )A.本实验设计让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进展实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条…橡皮筋并在一起进展第2次、第3次…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法是使木板适当倾斜C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密、中间疏,出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法是以纸带上第一点到最后一点的距离来进展计算解析:选D.实验中选用规格一样的橡皮筋,所以分别使用1、2、3…条橡皮筋进展实验,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致时,对小车所做的功分别是W、2W、3W…,选项A正确;小车运动中会受到阻力,本实验采用适当倾斜木板的方法以平衡摩擦力,选项B正确;纸带上打出的点,两端密、中间疏,说明小车先做加速运动,后做减速运动,即小车所受合力先沿斜面向下,后沿斜面向上,根据橡皮筋产生的弹力变化特点可知,小车一定受到摩擦阻力作用,应当选项C正确;外力做功完毕后小车速度达到最大,表现为纸带上点间距离最大且分布相对均匀,因此,选择“点〞计算速度时,应用纸带上最后一段点间距离进展计算,选项D错误.5.在“探究恒力做功与动能改变的关系〞实验中(装置如图甲):(1)如下说法哪一项为哪一项正确的________.(填选项前字母)A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一局部,选取O、A、B、C计数点,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,如此打B点时小车的瞬时速度大小为________m/s(保存三位有效数字).解析:(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡,故不能挂钩码平衡摩擦力,选项A 错误;本实验中,近似认为小车所受拉力等于钩码的重力,因此应使钩码的质量远小于小车的质量,选项B 错误;实验时,为充分利用纸带,应使小车靠近打点计时器由静止释放,选项C 正确.(2)v B =AC 2t =〔18.59-5.53〕×10-20.2m/s =0.653 m/s . 答案:(1)C (2)0.6536.某同学做探究动能定理的实验,如下列图,图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功为W .当用2条、3条…实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出.(1)除了图中已有的器材外,还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填以下提供电源前面的字母,根据图填写,A .4~6 V 的交流电源,B .220 V 的交流电源,C .4~6 V 的直流电源).(2)实验中小车会受到阻力,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,需要在________(选填“左〞或“右〞)侧垫高木板.(3)假设粗糙的木板水平,小车在橡皮筋的作用下,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是________.A .橡皮筋处于原长状态B .橡皮筋仍处于伸长状态C .小车在两个铁钉连线处D .小车已过两个铁钉连线处解析:(1)除了图中已有的器材外,还需要导线、开关、刻度尺和4~6 V 的交流电源,应当选A.(2)小车在水平木板上运动时,由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化,所以适当倾斜以平衡摩擦力.根据题图可知需要在左侧垫高木板.(3)放开小车后,小车做加速运动,当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时,小车的速度最大,此时橡皮筋仍处于伸长状态,B 正确.答案:(1)A (2)左 (3)B7.某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器与配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如下列图.(1)假设要完成该实验,必需的实验器材还有哪些__________________________.(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是如下的哪个________(填字母代号).A.防止小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到适宜的点计算小车速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决方法:_______________________________________.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经屡次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是如下哪些原因造成的________(填字母代号).A.在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力解析:(1)本实验需要知道小车的动能,因此还需要用天平测出小车的质量,用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度,求出小车的瞬时速度.(2)牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力,选项D正确.(3)在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量,故可在小车上加适量砝码(或钩码).(4)当小车在运动过程中存在阻力时,拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能增量,故拉力做功总是要比小车动能增量大一些;当钩码加速运动时,钩码重力大于细绳拉力,此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,如此拉力做功要比小车动能增量大,故只有C、D正确.答案:(1)刻度尺、天平(包括砝码) (2)D (3)可在小车上加适量砝码(或钩码) (4)CD8.为了“探究功与速度变化的关系〞,某同学做了如下实验,他让滑块在某一水平面上滑行,利用速度采集器获取其初速度v,并测量出不同初速度的最大滑行距离x,得到下表所示几组数据:数据组 1 2 3 4 5 6v/(m·s-1) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49x/m 0 0.045 0.075 0.111 0.163 0.442(1)一同学根据表中数据,作出x-v图象如图甲所示,观察该图象,该同学作出如下推理:根据x-v图象大致是一条抛物线,可以猜测,x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜测.(2)根据你所作的图象,你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________.解析:(1)作出x-v2图线如下列图.(2)由图可以看出,滑块滑行的最大距离x与滑块初速度的平方v2成正比,即x∝v2.答案:(1)见解析(2)x∝v29.如下列图,汽车已成为人们外出的重要交通工具之一,评价汽车性能的主要指标有动力性、经济性、稳定性、制动性等,其中制动性主要是指在良好的路面上,汽车迅速降低车速直到停车的距离,表中记录的是汽车以不同速率行驶时,制动后所经过的距离.汽车速率v/(km·h-1) 制动距离s/m10 120 440 1650 2560 36请根据表中的数据,用图象分析推断抑制阻力做功与汽车速率变化之间的关系.解析:制动过程中阻力不变,设每制动1 m,抑制阻力做的功为W1,如此制动4 m、16 m、25 m、36 m,抑制阻力做的功分别为4W1、16W1、25W1、36W1,作出W-v图象如下列图.可见W与v不是正比关系,猜测W与v2成正比,作出W-v2图象如下列图.可见W与v2成正比.答案:见解析10.质量为1 kg的重锤自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源,所打纸带如下列图,纸带上O点为重锤自由下落时的起始打点,选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O 点的距离如下列图.重力加速度为9.80 m/s2.(1)求出B、C、D、E、F各点对应的速度并填入下表.计数点B C D E F速度(m/s)(2)O计数点B C D E F功(J)(3)关系图象.图中纵坐标表示____________,横坐标表示____________,由图可知重力所做的功与____________成____________.解析:(1)各点的速度由公式v =v =Δx Δt求出,如此 v B =x AC Δt =〔125.4-31.4〕×10-34×0.02m/s ≈1.18 m/s 同理可求出:v C ≈1.57 m/s ,v D ≈1.96 m/s ,v E ≈2.35 m/s ,v F ≈2.74 m/s .(2)重力做的功由W =mgx 求出,如此W B =mgx OB =1×9.80×70.6×10-3 J ≈0.69 J同理可求出:W C ≈1.23 J ,W D ≈1.92 J ,W E ≈2.76 J ,W F ≈3.76 J .(3)用纵坐标表示重力做的功W G ,横坐标表示速度的平方v 2,根据相关数据进展描点、画线,作出W G -v 2图象,如下列图(图中点略),由图线可以看出,重力做的功W G 与速度的平方v 2成正比.答案:(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74 (2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76 (3)重力做的功W G 速度的平方v 2 速度的平方v 2正比。
人教版物理必修2同步检测:7-6《实验:探究功与速度变化的关系》【含解析】
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第7章第6课时实验:探究功与速度变化的关系基础夯实1.(2018·洛阳市高一检测)如图所示的实验装置,可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系.(1)选用同样的橡皮筋,每次在同一位置释放小车,如果用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W;用2条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为________W.(2)小车运动中会受到阻力,在实验中应如何操作以消除这种影响________.答案:(1)2 (2)使木板适当倾斜[:2.在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W-v图象如图所示,哪一个是符合实际的( )答案:C3.下面是本实验的步骤,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作出W-v、W-v2的图象,分析图象的特点,得出结论.③如图所示,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.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.答案:③①④②4.通过第4、5节的学习,我们知道,重力势能的变化与重力做功密切相关,弹性势能的变化与弹力做功密切相关.那么,请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢?( )A.动力B.阻力C.合外力D.不能确定答案:C解析:物体动能的变化与它的速度的变化是密切相关的,而物体速度的变化又与加速度和时间有关,加速度的大小是取决于物体所受的合外力的,所以可以猜测,动能的变化应该与合外力做的功密切相关.5.某同学利用图(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:(注:每条橡皮筋拉长的长度都一样(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(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答案:(1)速度有关,并且做功越大,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)如下表.1.50解析:每条橡皮筋拉长的长度都一样,一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功可为0,则做功与拉长橡皮筋条数成正比,第2、3、4、5次拉长橡皮筋做功应分别为3W0、4W0、5W0、7W0.能力提升1.(2018·唐山一中高一检测)在“探究功与速度变化的关系”的实验中:(1)如果实验中得到一条如图所示的纸带,应用________段计算小车获得的速度.(2)如果根据实验数据绘出的W-v2图象如图所示,出现这种情况的原因是:______.答案:(1)DH (2)平衡摩擦力过度2.某同学在探究功与物体速度变化的关系时得到了W与v的一组数据,请你对这些数据进行处理,并确定W与v之间的关系.解析:以W W-v2曲线.由图象可看出:W∝v2.3.为了探究功与物体速度变化的关系,某同学做了如下实验,他让滑块在某一水平面上滑行,利用速度采集器获取其初速度v,并测量出不同初速度的最大滑行距离x,得到下表所示几组数据:(1)一x-v图象大致是一条抛物线,可以猜想,x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想.(2)根据你所作的图象,你认为滑块滑行的最大距离x 与滑块初速度平方v 2的关系是________. 答案:(1)见解析图 (2)x ∝v 2解析:(1)做出x -v 2图线如图所示(2)由图可以看出,滑块滑行的最大距离x 与滑块初速度平方v 2成正比.即x ∝v 2.4.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 =0.12m/s ,v B =0.17m/s ,v C =0.21m/s.根据以上数据你能否大致判断W ∝v 2?答案:设由O 到A 的过程中,重力对重物所做的功为W ,那么由O 到B 过程中,重力对重物所做的功为2W.由O 到C 过程中,重力对重物所做的功为3W.由计算可知,v A 2=1.44×10-2m 2/s 2,v B 2=2.89×10-2m 2/s 2, v C2=4.41×10-2m 2/s 2,v B 2v A 2≈2,v C2v A2≈3,即v B2≈2v A2,v C2≈3v A2由以上数据可以判定W∝v2是正确的,也可以根据W-v2的图线来判断(如图所示).。
2015-2016学年高一物理必修2同步练习第7章第6节《实验探究功与速度变化的关系》(人教版)
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第七章第六节基础夯实1.小明和小帆同学利用如图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”)答案:甲解析:橡皮筋不能拴在钉子上,所以甲的接法正确。
2.(南阳市部分示范高中2014~2015学年高一下学期联考)某实验小组采用如图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50Hz。
(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(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s。
(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如下图所示,根据图线形状,可知W与v的关系符合实际的是图( )答案:(1)CD (2)2 (3)C解析:(1)实验中木板倾斜是为了平衡摩擦力,使橡皮筋松驰后小车做匀速运动,选项C 、D 正确。
(2)v =4×10-20.02m/s =2m/s(3)实验证明W ∝v 2,所以W -v 图线应为一条抛物线,C 正确。
3.如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形。
这时,橡皮筋对小车做的功记为W 。
当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。
小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出。
人教版高中物理必修2:7.6实验:探究功与速度变化的关系课时练习
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第七章第6节实验:探究功与速度变化的关系一、选择题1.(多选)(2019·济南高一检测)关于“探究恒力做功与动能变化”的实验,下列说法中正确的是()A.应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B.应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C.平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越密,就应调大斜面倾角D.平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越疏,就应调大斜面倾角解析:选AC实验中调整定滑轮高度,使细绳与木板平行,这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力,A对,B错;纸带上打出的点越来越密,表明小车做减速运动,摩擦力平衡不够,这时需要垫高木板一端,使斜面倾角增大,直到打出的点均匀为止,C对,D错.2.(多选)在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,根据所获得的数据,使用Excel作图,则下列图线可能正确的是()解析:选AC由本节实验结论可知W∝v2,由此可知,选项A正确;以W 为横坐标、以v为纵坐标,由于v∝W,v-W图线应为一开口向右的抛物线,选项B错误;以W为纵坐标、以v为横坐标,W-v图线应为一开口向上的抛物线,选项C正确;以W为纵坐标、以1v2为横坐标,W-1v2图线应为一反比例函数图线,选项D错误.3.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3…(3)作出W-v图象;(4)分析W-v图象.如果W-v图象是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系.以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是()A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1根橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2根、3根…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算解析:选D本实验的目的是探究橡皮筋做的功与物体获得的速度的关系.这个速度是指橡皮筋做功完毕时小车的速度,而不是整个过程的平均速度,所以D是错误的.二、非选择题4.某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图所示,小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行.用1根橡皮筋时对小车做的功记为W,当用2根、3根…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.如图所示是某次操作正确的情况下,在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________(填“A~F”或“F~I”)部分进行测量,速度大小为________m/s.解析:小车的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度,此时小车做匀速直线运动,故应选F~I段.速度大小v=1.52×10-20.02m/s=0.76 m/s.答案:F~I0.765.用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时:(1)下列说法正确的是________(填字母代号).A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带下滑时能保持匀速运动B.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度(2)若在实验中,我们用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行1次、2次、3次…实验.实验中,如果橡皮筋拉伸的长度都相等,那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理,求出小车每次最后匀速运动时的速度v,记录数据见下表:功W 0W 2W 3W 4W 5W 6Wv/(m·s-1)0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45 据以上数据,在坐标纸中作出W-v2图象.(3)根据(2)题中的图象可以得出的结论是________.解析:(1)小车在水平面上运动时,由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化.所以适当倾斜以平衡摩擦力,小车所获得动能完全来源于橡皮筋做的功,故A正确;实验中每根橡皮筋做功均是一样的,所以所用橡皮筋必须相同,且伸长的长度也相同,故B正确;每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致,则一根做功记为W,两根则为2W,故C正确;实验中是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值,故D错误;只要使用打点计时器的实验,都是先接通电源后释放纸带,故E错误;由于小车在橡皮筋的作用下运动,橡皮筋对小车做的功与小车能获得的最大速度有关,故F正确,G错误.(2)根据描点法可得,如图所示.(3)由W-v2图线可知,图象为过原点的直线,因此W和v2成正比关系.答案:(1)ABCF(2)见解析(3)外力做功与物体速度平方成正比6.测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题.为此,某同学设计了如下实验方案:A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起,调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动.请回答下列问题:(1)滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是________.(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小________(填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力大小.解析:(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移,当滑块做匀速直线运动时,点痕的分布应该是等间距或均匀的.(2)悬挂钩码,滑块匀速下滑时,根据滑块的平衡条件有mgsin θ-F f-G码=0,所以G码=mgsin θ-F f;当保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,滑块受到的合外力F合=mgsin θ-F f.显然,F合=G码.答案:(1)等间距(或均匀)的(2)等于7.某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中,设计了如图甲所示的实验.将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花打点计时器或电磁式打点计时器.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.根据以上数据你能否大致判断W∝v2?解析:设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为W,那么由O到B过程中,重力对重物所做的功为2W.由O到C过程中,重力对重物所做的功为3W.由计算可知,v A2=1.44×10-2 m2/s2,v B2=2.89×10-2 m2/s2,v C2=4.41×10-2 m2/s2,v B2v A2≈2,v C2v A2≈3,即v B2≈2v A2,v C2≈3v A2,由以上数据可以判定W∝v2是正确的,也可以根据W-v2的图线来判断(如图所示).答案:见解析8.在课外兴趣小组实验时,某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系.操作步骤如下:a.小物块在1条橡皮筋的作用下弹出,沿水平桌面滑行,之后平抛落至水平地面上,落点记为M1;b.在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋,使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致,从同一位置释放,重复步骤a,小物块落点分别记为M2,M3,M4…;c.测量相关数据,进行数据处理.(1)为求出小物块抛出时的速度大小,需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号).A.橡皮筋的原长xB.橡皮筋的伸长量ΔxC.桌面到地面的高度hD.小物块抛出点到落地点的水平距离L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3…,小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3….若功与速度的平方成正比,则若以W为横坐标、以L2为纵坐标作图,得到的图象是________.A.直线B.抛物线C.双曲线D.无法确定(3)若考虑物块从释放位置到桌子边沿克服阻力做的功,请在图中画出(2)中的大致图象形状.解析:(1)小物块在橡皮筋的作用下离开桌面做平抛运动,由水平位移和竖直位移就能求出平抛的初速度,v=L2hg=Lg2h,所以要测量桌面的高度h,小物块抛出点与落地点的水平距离L,故A、B错误,C、D正确.(2)根据v2=g2hL2,若W∝v2,则W∝L2,由此看出W与L2是一次函数的关系,画出的L2-W图象是直线.(3)若考虑桌面阻力所做的负功,则外力做的总功为W-W f;画出图象如图所示.答案:(1)CD(2)A(3)。
物理人教版必修二7.6 实验:探究功与速度变化的关系同步练习教师用卷
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物理人教版必修二7一、单项选择题1.在〝探求功与速度变化的关系〞的实验中,关于橡皮筋做的功,以下说法正确的选项是()A. 橡皮筋做的功可以直接测量B. 经过添加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍添加C. 橡皮筋在小车运动的全程中一直做功D. 把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也添加为原来的两倍【答案】B【解析】解:A、橡皮筋完全相反,经过添加橡皮筋的条数来使功倍增,因此不需求计算橡皮筋每次对小车做功的详细数值,故A错误;B、该实验中应用相反橡皮筋形变量相反时对小车做功相反,经过添加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍添加,这个设计很巧妙地处置了直接去测量力和计算功的困难.故B正确;C、橡皮筋伸长的长度在逐渐较小,所以弹力也在逐渐减小,小车作减速度减小的减速运动,在橡皮筋恢恢复长后,小车受力平衡,将做匀速直线运动.故C错误;k△x2,所以把橡皮D、橡皮筋的弹性势能与弹簧的弹性势能相似,满足关系:E P=12筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋对小车做功添加为原来的四倍,故D错误;应选:B2.在〝探求功与速度变化的关系实验〞中,如下图为与小车相连,穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是平均的,下面说法正确的选项是()①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的③应用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度④应用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度.A. ①③B. ②④C. ①④D. ②③【答案】B【解析】解:①②、纸带右端密集,故纸带的右端是与小车相连的,故①错误,②正确;③④、要测量最大速度,应该选用点迹恒定的局部.即应选用纸带的A、B、C、D局部停止测量,故④正确,③错误.即②④正确,①③错误.应选:B.3.在〝探求功与物体速度变化关系〞的实验中,假定画出W−v的图象,应为图中的哪一个()A. B.C. D.【答案】B【解析】解:经过实验可知,做的功与小车的速度v2成正比,故W与v应是二次函数关系,故B正确,ACD错误.应选:B.4.在〝探求功与速度变化的关系〞的实验中,计算小车的速度时,应选择纸带上的哪些点停止计算()A. 小车末尾运动的点B. 纸带上远离小车的点C. 纸带上接近小车的点D. 确定小车做匀速运动的点【答案】D【解析】解:当橡皮筋恢恢复长时,小车合外力为零,做匀速运动,此时速度最大,因此此时速度即为小车最终取得的速度,所以应选择纸带上确定小车做匀速运动的点,故D正确.应选:D5.为了计算因橡皮筋做功而使小车取得的速度,在某次实验中某同窗失掉了如下图的一条纸带,在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用哪个点的速度才契合要求( )A. B点B. C点C. D点D. E点【答案】B【解析】解:橡皮条做功终了小车速度最大,做匀速直线运动,点迹平均,应选C点.应选:B6.在〝探求功与物体速度变化关系〞的实验中,甲、乙两位同窗的实验操作均正确.甲同窗依据实验数据作出了功与速度的关系图线,即W−v图,如图甲所示,并由此图线直接得出〝功与速度的平方一定成正比〞的结论.乙同窗依据实验数据作出了功与速度平方的关系图线,即W−v2图,如图乙所示,并由此图线也直接得出〝功与速度的平方一定成正比〞的结论.关于甲、乙两位同窗的剖析,你的评价是()A. 甲的剖析比乙迷信合理B. 乙的剖析比甲迷信合理C. 甲和乙的剖析异样迷信合理D. 甲和乙的剖析都不迷信合理【答案】B【解析】解:依据甲图,失掉W=ax n,式子中a为常系数,n为指数;事先n=1,图线为直线;事先n<1,图线向下弯曲;事先n>1,图线向上弯曲;甲图图线向上弯曲,故表达式W=av n中n为大于1的恣意数值,而乙图中,W与v2成正比;应选:B.7.应用如下图装置可以做力学中的许多实验,那么以下应用此装置停止相关实验时哪一个说法是正确的?()A. 应用此装置〝研讨匀变速直线运动〞时,必需设法消弭小车和木板间摩擦阻力的影响B. 应用此装置探求〝小车的减速度与质量的关系〞并用图象法处置数据时,假设画出小车的减速度a随质量M变化的a−M图象不是直线,就可确定减速度与质量成正比C. 应用此装置探求〝功与速度变化的关系〞实验时,应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力D. 实验时不需求调整滑轮高度,不用管细线与木板能否平行【答案】C【解析】解:A、此装置可以用来研讨匀变速直线运动,但不需求平衡摩擦力,故A错误.B、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,所以假定a−M图象是曲线,不能判定曲线是双曲线,即不能判定减速度与质量成正比,应画出a−1图象.故B错误.MC、探求〝功与速度变化的关系〞实验时,需求平衡摩擦力,方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是应用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响,从而小车遭到的合力即为绳子的拉力,故C正确.D、实验时需求调整滑轮高度,让细线与木板平行,故D错误.应选:C二、多项选择题8.在探求功与速度变化的关系的实验中,以下说法中正确的选项是()A. 长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中遭到的阻力B. 重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相反C. 应用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的局部停止计算D. 应用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最稀疏的局部停止计算【答案】ABD【解析】解:A、实验中小车和木板间存在摩擦,实验前需求平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是用一个小木块垫高长木板的一端,故A正确;B、橡皮筋完全相反,经过添加橡皮筋的条数来使功倍增,故橡皮筋每次拉伸长度必需坚持分歧.故B正确;C、D、当橡皮筋恢恢复长时,小车合外力为零,做匀速运动,此时速度最大,因此此时速度即为小车最终取得的速度,所以应选用纸带上打点最稀疏的局部停止计算.故C 错误,D正确.应选:ABD9.运用如下图的装置做〝探求功与速度变化的关系〞的实验中,以下说法正确的选项是()A. 经过改动橡皮筋的条数改动拉力做功的数值B. 由于本实验中的摩擦力较小,所以没必要平衡摩擦力C. 经过打点计时器打下的纸带来测定小车匀速运动时的速度D. 经过打点计时器打下的纸带来测定小车减速进程中取得的平均速度E. 实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源【答案】AC【解析】解:A、该实验中应用相反橡皮筋形变量相反时对小车做功相反,经过添加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍添加,这个设计很巧妙地处置了直接去测量力和计算功的困难.故A正确;B、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果,必需平衡摩擦力,长木板要适当的倾斜,故B错误;C、实验中我们要知道小车取得的最大速度,即橡皮筋把功做完,所以应该对应纸带上点迹平均匀速运动的局部计算速度.故C正确;D、实验中我们要知道小车取得的最大速度,即橡皮筋把功做完,所以应该对应纸带上点迹平均匀速运动的局部计算速度.不是测量小车减速阶段的平均速度,故D错误.E、实验中要先接通打点计时器的电源再释放纸带.故E错误.应选:AC10.在探求功与速度变化的关系的实验中失掉如下图的纸带,纸带与小车相连且足够长,由图可知纸带上的间距清楚不平均,右端间距小,左端间距大,下面的剖析和判别正确的选项是()A. 假定左端与小车相连,能够平衡摩擦力时,木板倾斜度太大B. 假定右端与小车相连,能够平衡摩擦力时,木板倾斜度太大C. 假定左端与小车相连,能够小车有一定的初速度,实验前遗忘平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力D. 假定右端与小车相连,能够小车运动前遗忘或没有完全平衡摩擦力【答案】BC【解析】解:由乙图可知,两点之间的距离越来越大,那么小车做减速运动,能够平衡摩擦力时,木板倾斜度太大,或小车有一定的初速度,实验前遗忘平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力,故BC正确,AD错误.应选:BC11.在〝探求恒力做功和物体动能变化关系〞实验中.某同窗的实验方案如下图,他想用钩码的重力表示小车遭到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,正确的措施是()A. 取下钩码,抬高滑板一端,让小车匀速下滑,平衡摩擦力B. 实验中要坚持钩码质量远大于小车的质量C. 实验中要坚持钩码质量远小于小车的质量D. 要先接通电源,然后释放小车【答案】AC【解析】解:A、本实验要用勾码的重力替代小车所遭到的合力,对小车受力剖析,遭到重力,拉力,支持力和摩擦力,要使拉力近似等于合力,可将长木板一段垫高,使重力的下滑重量恰恰等于摩擦力,所以要取下钩码,抬高滑板一端,让小车匀速下滑,平衡摩擦力,故A正确.BC、设小车质量M,钩码质量m,全体的减速度为a,绳上的拉力为F,那么:对小车有:F=Ma;对钩码有:mg−F=ma,即:mg=(M+m)a;假设用钩码的重力表示小车遭到的合外力,那么要求:Ma=(M+m)a,必需要满足钩码的质量远小于小车的总质量,这样两者才干近似相等,故B错误,C正确.D、此措施是该实验的要求,并不能增加实验误差,故D错误.应选:AC.12.探求做功与速度变化的关系实验中,某同窗应用如下图的装置,经过数根相反的橡皮条和打点计时器,来探求橡皮条做功与小车取得速度之间的关系,失掉数据如表所示,那么下述说法中正确的选项是()A. 应用改动橡皮条的根数来改动做功的大小,使做功数值倍数添加B. 每次改动橡皮条的根数,必需将小车拉到相反位置由运动释放C. 从表格A列和B列对比,可以判别橡皮筋做功与小车速度成正比例关系D. 从表格A列和C列对比,可以判别橡皮筋做功与小车速度平方成正比例关系【答案】ABD【解析】解:A、相反的橡皮条形变水平相反时对外做的功也相反,故可以应用改动橡皮条的根数来改动做功的大小,使做功数值倍数添加,故A正确.B、每次改动橡皮条的根数,必需将小车拉到相反的位置释放,这样做功才干成倍添加,故B正确.CD、从表格C列,可判别速度的平方区分为1、2、3、4,再与A列对比可知,橡皮条做功与小车速度平方成正比,故C错误,D正确.应选:ABD.三、实验题探求题13.图甲中所示的装置可用来探求做功与速度变化的关系.倾角为θ的斜面体固定在实验台上,将光电门固定在斜面体的底端O点,将小球从斜面上的不同位置由运动释放.释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm.(1)用螺旋测微器测量钢球的直径,如图乙所示,钢球的直径D=______ cm(2)该实验______ (选填〝需求〞或许〝不需求〞)测量小球质量;小球经过光电门阅历的时间为△t,小球经过光电门的速度为______ (填字母),不思索误差的影响,从实际下去说,该结果______ (选填〝<〞,〝>〞或〝=〞)球心经过光电门的瞬时速度.(3)为了探求做功与速度变化的关系,依次记载的实验数据如表所示.从表格中数据剖析可以失掉关于〝做功与速度变化的关系〞的结论是:______ .;<;合外力做功与小球经过光电门时速度的平方成正比【答案】0.5625;不需求;D△t【解析】解:(1)螺旋测微器:固定刻度为5.5mm,可动刻度为12.5×0.01mm=0.200mm,那么读数为5.5+0.125=5.625mm=0.5625cm.mv2,本实验要验证v2=2gd,故不需求测量小球的质量.(2)依据动能定理mgd=12由平均速度表示经过光电门时的速度,故小球经过光电门的速度为v=D△t依据匀变速直线运动的规律得钢球经过光电门的平均速度等于这个进程中中间时辰速度,所以钢球经过光电门的平均速度<钢球球心经过光电门的瞬时速度,(3)依据表格中记载的数据可得,物体的位移d与物体的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的关系,与速度的平方接近正比例关系,所以可选择v2为坐标系的纵坐标.将表格中的数据在d−v2坐标系中描点连线如图.从图象失掉的直接结论是d与v2成正比;从而直接失掉做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比.;<;(3)合外力做功与小球经过光电门时速度的故答案为:(1)0.5625;(2)不需求;D△t平方成正比.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.应用小球经过光电门的平均速度来替代瞬时速度,由此可以求出小铁球经过光电门时的瞬时速度.依据匀变速直线运动的规律判别求解.该实验不同于课本中的实验,这种状况下我们首先要设法了解实验的原理,然后再依据实验的原理停止解答.属于中档标题.14.在〝探求功与物体速度变化的关系〞实验中,某实验探求小组的实验装置如图甲所示.木块从A点运动释放后,在1根弹簧作用下弹出,沿水平长木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并将此进程中弹簧对木块做的功记为W.用完全相反的弹簧2根、3根…并在一同停止第2次、第3次…实验,每次实验木块均从A点释放,木块区分运动到B2、B3…停下,测得OB2、OB3…的距离区分为L2、L3…,弹簧对木块做的功区分记为2W、3W…,做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W−L图象,如图乙所示.①依据图线剖析,弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为______ .A.W与v0成正比B.W与v0成线性关系C.W与v0的二次方成正比D.W与v0的二次方成线性关系②图线与纵轴交点的物理意义是______ .【答案】D;AO段木块克制摩擦力所做的功【解析】解:木块在平衡位置处取得最大速度,之后与弹簧分别,在摩擦力作用下运动mv02,故L∝v02;到B位置停下,由O到B依据动能定理:−fL=0−12对全进程运用动能定理有:W−fL OA−fL=0即W=fL+fL OA结合数学解析式判别图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功.①由动能定理知L∝v02,由图线知W与L成线性变化,因此W与v02也应成线性关系,即W∝v02应选:D②依据动能定理全进程的表达式,所以W−L图线不经过原点,是由于未计木块经过AO段时,摩擦力对木块所做的功或AO段木块克制摩擦力所做的功,那么图线与纵轴交点的物理意义是AO段木块克制摩擦力所做的功.故答案为:①D;②AO段木块克制摩擦力所做的功.依据动能定理找出L与v02的关系,然后结合图象W−L的关系找出W与v02的关系,结合数学解析式判别图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功.此题考察了创新方法探求功与速度的关系,关键是列出两个动能定理方程然后结合数学函数停止剖析出截距与斜率的物理意义,有些难度.15.某实验小组为了探求功与动能变化的关系,应用如下图的装置.在竖直墙上的A点装置一个拉力传感器,用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00Kg的小球C衔接,另一端绕过小滑轮B(可以疏忽滑轮大小)与传感器衔接,定滑轮B与A等高,BD为水平参考线,测出BC间绳长L=0.80m.实验中,使绳一直处于绷直形状,将小球从距离BD线高h处由运动末尾释放,从拉力传感器记载的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改动h的值,记载下相应的最大拉力F,取H=L−ℎ,g=9.80m/s2,实验中失掉的局部数据如表所示.ℎ/m0.100.200.300.40…H/m0.700.600.500.40…F/N26.8824.4522.0019.56…(1)事先H=0.60m,小球的最大动能为,此进程中外力做功为______J;(2)实验结论是:______(3)依据实验结论,推导出F与H之间的关系为:______.【答案】5.86;5.88;在实验误差允许的范围内,外力所做的功等于物体动能的增量;F=24.5H+9.8【解析】解:(1)依据实验中失掉的数据可知,H=0.60m,F=24.45N,小球运动到最低点时,动能最大,在最低点,依据牛顿第二定律得:F−mg=m v2L解得:12mv2=5.86J,此进程中外力做功为W=mg(l−ℎ)=1×9.8×0.60=5.88J,(2)实验结论为在实验误差允许的范围内,外力所做的功等于物体动能的增量,(3)依据实验结论可知,F−mg=m v2L ,其中12mv2=mg(L−ℎ),解得:F=2mgLH+mg,代入数据得:F=24.5H+9.8.故答案为:(1)5.86,5.88;(2)在实验误差允许的范围内,外力所做的功等于物体动能的增量;(3)F=24.5H+9.8(1)依据实验中失掉的数据可知,H=0.60m时拉力F的值,在最低点,依据牛顿第二定律列式结合动能表达式求解最大动能;(2)依据实验数据得出结论;(3)在最低点,依据牛顿第二定律结合动能定理求解表达式.本实验不同于惯例探求功与动能变化的关系的实验,比拟新颖,要求同窗们能依据标题的意思得出有效的信息,掌握实验的原理,留意牛顿第二定律在解题中的运用,难度适中.。
7.6实验:探究功与速度变化的关系(含答案) 课时同步检测(人教版必修2)
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第七章机械能守恒定律第6节实验:探究功与速度变化的关系(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共20小题,每小题4分,共80分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(6分)在探究功与速度变化的关系的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示.木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,记录此过程中弹簧对木块做的功为W1.O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1.再用完全相同的2根、3根…弹簧并在一起进行第2次、第3次…实验并记录2W1,3W1…及相应的L2、L3…数据,用W﹣L图象处理数据,回答下列问题:(1)如图乙是根据实验数据描绘的W﹣L图象,图线不过原点的原因是_____;(2)由图线得木块从A到O过程中摩擦力做的功是W1=____;(3)W﹣L图象斜率的物理意义是_____.2.(12分)如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母);A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确的操作方法是_________(选填选项前的字母);A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且_________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响;A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为О。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。
测得A、B、C……各点到O 点的距离为1x、2x、3x……,如图所示:实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。
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高中物理人教版必修2第七章第6节实验:探究功与速度变化的关系同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共7题;共14分)
1. (2分) (2017高二下·宁波期中) 关于“验证机械能守恒定律”的实验,下列叙述中正确的是()
A . 必须用天平测出重物的质量
B . 必须采用直流低压电源
C . 必须先接通电源,后释放纸带
D . 必须用停表测出重物下落的时间
2. (2分) (2017高二上·红桥期中) 在“验证机械能守恒定律”的实验中,由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,这样会导致实验结果()
A . mgh>
B . mgh<
C . mgh=
D . 以上均有可能
3. (2分) (2017高二上·赫山期末) 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,他在该实验中正确操作,用打点计时器打出了一条纸带,取该纸带中的一段,如图乙所示,其中O点为释纸带时打点计时器在纸带上打出的一点,a、b、c是打点计时器在纸带上打出的相邻三个点,x1、x2分别为a点、c点到O点的距离,T为打相邻两点的时间间隔,则打b点时物体运动速度大小的表达式为()
A .
B .
C .
D .
4. (2分)(2017·如东会考) 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置.关于该实验,下列说法中正确的是()
A . 固定打点计时器时,其限位孔必须在同一竖直面内
B . 手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C . 实验中必须测出重锤的质量
D . 实验中应先释放纸带,后接通电源
5. (2分) (2017高二下·湖南会考) 在如图所示的装置做《验证机械能守恒定律》实验的过程中,下列物理量需要直接测量的是()
A . 重锤的质量
B . 重锤下落的高度
C . 重力加速度
D . 与下落高度对应的重锤的瞬时速度
6. (2分)用如图所示装置验证机械能守恒定律,由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大的阻力,这样实验造成的结果是()
A . 重力势能的减少量明显大于动能的增加量
B . 重力势能的减少量明显小于动能的增加量
C . 重力势能的减少量等于动能的增加量
D . 以上几种情况都有可能
7. (2分)(2017·扬州模拟) 如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.关于这一实验,下列说法中正确的是()
A . 打点计时器应接直流电源
B . 应先释放纸带,后接通电源打点
C . 需使用秒表测出重物下落的时间
D . 测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
二、多项选择题 (共1题;共3分)
8. (3分) (2017高一下·槐荫期末) “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示.一位同学在某次实验中,安装的打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,纸带通过时受到的阻力较大,那么,这种情况造成的结果是()
A . 重物减少的重力势能小于增加的动能
B . 重物减少的重力势能大于增加的动能
C . 重物的机械能逐渐减小
D . 重物的机械能逐渐增大
三、实验题 (共4题;共22分)
9. (3分)(2018·台州模拟) 在“验证机械能守恒定律”实验中
(1)已有实验器材:交流电源、铁架台(含铁夹)、夹子、纸带、天平,刻度尺,为了完成实验,下图1中还需要的器材是________(填写器材下对应的字母)。
A .
B .
C .
D .
E .
F .
(2)某同学通过实验,获得了一条比较理想的纸带,以起点为计数点 ,相隔一段距离后,取连续打点为计数点 ,如图2为部分纸带放大照片,则纸带上打第个计数点时重物的速度 ________; (结果保留 2位有效数字)。
(3)该同学用测得的数据通过同样的方法算出了计数点的速度为 ,并测出计数点之间的距离为。
他通过比较与的大小来验证机械能守恒定律,你认为他的方案是否可行________(选填“可行”或“不可行”)。
10. (8分)(2016·抚顺模拟) 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为
g=9.80m/s2 ,那么:
(1)
根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;
(2)
从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量△Ep=________;J,动能增加量△Ek=________J(两空均保留三位有效数字);
(3)
若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象是图中的______.
A .
B .
C .
D .
(4)
实验中对于使用打点计时器,下面说法正确的是:______
A . 应先释放纸带后接通电源
B . 应先接通电源后释放纸带
C . 打点计时器使用的电源为直流电源
D . 打点计时器使用的电源为交流电源
11. (5分)(2017·黑龙江模拟) 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)
用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图2所示,由此读出b=________mm;
(2)
滑块通过B点的瞬时速度可表示为________;
(3)
某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=________,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=________,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(4)
在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图3所示,并测得M=m,则重力加速度g=________m/s2.
12. (6分) (2017高一下·福建期末) “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示.
(1)该实验还需要用到的器材是(填“A”或“B”);
A . 刻度尺
B . 秒表
(2)实验中,释放纸带与接通电源的合理顺序应是(填“A”或“B”)
A . 先释放纸带,再接通电源
B . 先接通电源,再释放纸带
(3)实验中,为减小由于阻力带来的误差,所选重锤应是(填“A”或“B”)
A . 体积小、质量大
B . 质量小、体积大.
参考答案一、选择题 (共7题;共14分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
二、多项选择题 (共1题;共3分)
8-1、
三、实验题 (共4题;共22分)
9-1、
9-2、
9-3、
10-1、
10-2、
10-3、10-4、11-1、11-2、11-3、11-4、12-1、12-2、12-3、。