高一物理必修2同步檢測7-6 實驗：探究功與速度變化的關系

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1、第7章 第6課時 實驗：探究功與速度變化的關系 基礎夯實 1．(2011·洛陽市高一檢測)如圖所示的實驗裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關系． (1)選用同樣的橡皮筋，每次在同一位置釋放小車，如果用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W；用2條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為________W. (2)小車運動中會受到阻力，在實驗中應如何操作以消除這種影響________． 答案：(1)2　(2)使木板適當傾斜 2．在探究功與物體速度變化的關系實驗中作出W－v圖象如圖所示，哪一個是符合實際的(　　) 答案：C 3．下面是本實驗的步驟，其

2、合理順序是________． ①將小車拉至圖中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點計時器電源，放開小車，小車帶動紙帶運動，打下一系列的小點，由紙帶分析求出小車通過B位置時的速度v，設第1次橡皮筋對小車做的功為W. ②作出W－v、W－v2的圖象，分析圖象的特點，得出結論． ③如圖所示，先固定打點計時器，在長木板的兩側A處釘兩個小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長度． ④用2條、3條…同樣的橡皮筋進行第2次、第3次…實驗，每次實驗保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3…記下2W、3W…記入表格． 答案：③①④② 4．通過第4、5節(jié)的

3、學習，我們知道，重力勢能的變化與重力做功密切相關，彈性勢能的變化與彈力做功密切相關．那么，請你猜測動能的變化與什么力做功密切相關呢？(　　) A．動力　　　　　　　 B．阻力 C．合外力 D．不能確定 答案：C 解析：物體動能的變化與它的速度的變化是密切相關的，而物體速度的變化又與加速度和時間有關，加速度的大小是取決于物體所受的合外力的，所以可以猜測，動能的變化應該與合外力做的功密切相關． 5．某同學利用圖(甲)探究力對物體做的功與物體速度的關系，得到了下表的數(shù)據： 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋條數(shù) 1 3 4 5 7 小車速度v/(m·s－1)

4、 0.71 1.23 1.42 1.58 1.71 (注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣) (1)由表可得出定性結論：__________________________________________. (2)設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)由圖大致可判斷出W與v的關系是__________________________________． (4)填寫下表的空白部分 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 v/(m2·s－2) W與

5、v的關系 答案：(1)定性結論：橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關，并且做功越大，小車獲得的速度越大． (2)W與v關系的圖象為拋物線，如圖所示． (3)可能W∝v2. (4)如下表. 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 3W0 4W0 5W0 7W0 v2/(m2·s－2) 0.50 1.50 2.00 2.50 3.50 W與v的關系 W∝v2 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可為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分別為3W0、4W0、5W0、7W0.

6、 能力提升 1．(2011·唐山一中高一檢測)在“探究功與速度變化的關系”的實驗中： (1)如果實驗中得到一條如圖所示的紙帶，應用________段計算小車獲得的速度． (2)如果根據實驗數(shù)據繪出的W－v2圖象如圖所示，出現(xiàn)這種情況的原因是：______. 答案：(1)DH　(2)平衡摩擦力過度 2．某同學在探究功與物體速度變化的關系時得到了W與v的一組數(shù)據，請你對這些數(shù)據進行處理，并確定W與v之間的關系. W 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v(m/s) 0.00 0.80 1.10 1.28 1.53

7、 1.76 1.89 v2 0.00 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57 解析：以W為縱坐標，v為橫坐標，作出W－v曲線．以W為縱坐標，v2為橫坐標，作出W－v2曲線． 由圖象可看出：W∝v2. 3．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(shù)據： 數(shù)據組 1 2 3 4 5 6 v/(m·s－1) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49 x/m 0 0.045 0.075

8、 0.111 0.163 0.442 (1)一同學根據表中數(shù)據，作出x－v圖象如圖甲所示．觀察該圖象，該同學作出如下推理：根據x－v圖象大致是一條拋物線，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?shù)淖鴺溯S作出圖線驗證該同學的猜想． (2)根據你所作的圖象，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________． 答案：(1)見解析圖　(2)x∝v2 解析：(1)做出x－v2圖線如圖所示 (2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比．即x∝v2. 4．某同學在探究功與物體速度變化的關系實驗中，設計了如圖所示的實驗．

9、將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器或打點計時器．先用手提著紙帶，使重物靠近計時器靜止．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點．得到的紙帶如圖所示，O點為計時器打下的第1個點，該同學對數(shù)據進行了下列處理；取OA＝AB＝BC，并根據紙帶算出了A、B、C三點的速度分別為vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s. 根據以上數(shù)據你能否大致判斷W∝v2? 答案：設由O到A的過程中，重力對重物所做的功為W，那么由O到B過程中，重力對重物所做的功為2W.由O到C 過程中，重力對重物所做的功為3W. 由計算可知， vA2＝1.44×10－2m2/s2，vB2＝2.89×10－2m2/s2， vC2＝4.41×10－2m2/s2，≈2，≈3， 即vB2≈2vA2，vC2≈3vA2 由以上數(shù)據可以判定W∝v2是正確的，也可以根據W－v2的圖線來判斷(如圖所示)．