物理必修二7-6.doc

第七章 第六节例1关于探究功与速度变化的关系实验，下列叙述正确的是 ()A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出变式训练11在“探究功与速度变化的关系”的实验中，(1)为什么要平衡摩擦力？(2)怎样平衡摩擦力？(3)为什么每次实验要把小车拉到相同的位置释放？例2某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化的关系”的实验，如图所示，图中小车是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记为W，当用2条、3条、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第n次实验时，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由打点计时器所打的纸带测出(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(2)木板倾斜的目的是为了_(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋的作用下运动，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，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据下图所示的纸带回答)(5)下面是本实验的数据记录表：物理量数据次数橡皮筋做的功10个间隔距离x(m)10个间隔时间T(s)小车获的速得vn(m/s)小车速度的平方v (m2/s2)1W0.28800.21.442.0722W0.41760.22.094.3633W0.48960.22.455.9944W0.59040.22.958.7155W0.64800.23.2410.50从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn_.请运用表中测定的数据在如图所示的坐标纸中作出相应的图象，并验证理论的正确性变式训练21为了探究功与速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器所用交流电频率为50Hz)：(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第一次、第二次、第三次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应保持一致，我们把第一次实验时橡皮筋对小车做的功记为W0.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，图所示是第一至四次实验打出的四条纸带(4)试根据(2)、(3)项中的信息，填写下表.次数1234橡皮筋对小车做功1W02W0小车速度v/(ms1)v2/(m2s2)从表中数据可得出的结论：_.随堂练习1在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只要测出以后各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用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s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、3WB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、3WC选用同样的像皮筋，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、3WD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F的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W2在图甲中，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行现在，我们用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次实验实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作1W0、2W0、3W0对每次打出的纸带进行处理，求出小车的速度v，记录见表格请你猜一猜：小车速度与橡皮筋所做的功有什么定量关系？并试着在图乙中作出功W与速度的二次方v2的关系图象.功0W02W03W04W05W06W0v/(ms1)01.01.4141.732.002.242.44 A级基础巩固题1关于外力对物体所做功与速度关系表达正确的是()AWvBWCWv2 D以上都错误答案：C2在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中，有关小车质量的选择下列说法正确的是()A小车质量应该尽量小一些B小车质量应该大一些C与小车质量无关D以上说法都不对解析：在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中，选择小车是很关键的一步，如果选用小车质量太轻，首先会造成操作困难，由于速度过快，小车可能会弹出桌面被摔坏；其次，小车质量轻，速度就快，可能会造成当橡皮成倍拉长时速度变化不大，反映不出实质规律；再次当小车速度过快会造成打点计数时纸带上的点太轻，难以处理，所以B正确答案：B3为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D四点中应该选用哪个点的速度才符合要求()AA BBCC DD解析：实验中所要测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度，也就是小车所获得的最大速度，由题图中可以看出，A、B两点橡皮筋还没有作用完毕，而D点是橡皮筋作用完毕后已经过了一段时间，所以最理想的应该是C点的速度答案：C4在探究功与物体速度变化的关系的实验中，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，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角太小D小车受到的阻力较大解析：电源频率不稳定的可能性不大，出现这一现象的原因是小车在橡皮筋作用下加速运动，在橡皮筋恢复原长以后小车做减速运动，且受的阻力较大答案：CD5在小车牵引纸带运动过程中，打点计时器记录了小车的运动情况，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T0.1s.试计算(1)各点瞬时速度：vA_m/s，vB_m/s，vC_m/s，vD_m/s，vE_m/s.(2)设小车质量为m1.0kg，试作出从A点至B点、至C点、至D点、至E点的过程中，合外力的功W与各计数点速度平方v2的关系图线解析：根据v求解：vBm/s0.6m/svCm/s1.2m/svDm/s1.8m/s求vA和vE则需求出物体运动的加速度a根据xaT2得am/s26m/s2所以vAvBaT0.6m/s6m/s20.1s0vEvDaT1.8m/s6m/s20.1s2.4m/s.答案：(1)00.61.21.82.4(2)略6置于光滑水平面上的物体，在水平外力F作用下运动一段距离，获得速度v、动能Ek.若将水平外力增大1倍，其他条件均不变，则获得的速度为_，动能为_解析：根据实验探究出的W与速度的关系知Wv2，当将水平外力F增大1倍时，力F所做的功增大到2W，则物体(小车)获得的速度为v；因为功增大到2W，动能也增加到2Ek.答案：v2Ek7在实验中作出的Wv曲线如图所示，应为()解析：根据实验中的探究数据可以知道，橡皮筋的弹力对小车做的功W与速度的二次方成正比，即Wv2，所以W与v的关系图象如B所示答案：B8在实验中，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于木板的倾斜程度，下列说法正确的是()A木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求B木板的倾斜程度在理论上应满足下面的条件：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：木板的倾斜程度在理论上应满足下面的条件：重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的故正确选项为B、C.答案：BCB级能力提升题9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，测出皮筋条数为1、2、3、n时的平抛距离x1、x2、x3、xn，则()A如果忽略一切摩擦，xn(n为皮筋条数)B如果忽略一切摩擦，x2n(n为皮筋条数)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Wv2，xv，Wn得x2n，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：BD10在完成本次实验时，如果用一条橡皮筋进行实验，与小车相连的纸带如图甲所示；如果用四条橡皮筋进行实验，与小车相连的纸带如图乙所示下列说法正确的是()A用一条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做的功为W；用四条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做的功为4WB用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v；用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到4vC用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v；用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到2vD用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v；用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大既不是2v，也不是4v解析：用一条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为W，用四条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为4W.由图中数据可以知道，用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到2v.答案：AC11质量为1kg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6V、50Hz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，如图所示，单位为mm，重力加速度为9.80m/s2，则(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表.计数点BCDEF速度(m/s)(2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功.计数点BCDEF功(J)(3)适当选择坐标轴表示所要表示的物理量，在下图中找出重力的功与速度的相关量之间的关系图中纵坐标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系解析：(1)各点速度由公式v求出：vBm/s1.18m/s.同理：vC1.57m/s，vD1.96m/svE2.35m/s，vF2.74m/s(2)重力的功由Wmgx求出：WBmg19.8070.6103J0.692J同理：WC1.23J，WD1.92JWE2.76J，WF3.76J(3)图象如上图所示，图中纵坐标表示重力的功WG，横坐标表示速度的二次方v2，由图线可见，重力的功WG与速度的二次方v2成正比小结：本题探究重力做功与速度变化之间的关系通过对打点计时器在纸带上打出的点的分析，我们可以由公式v求出各点的速度，重力的功由Wmgx求出我们无法直接由一些数据得出规律性的结论，故借助于图象分析，而最容易想到的是W与v的关系，但得到的图线无法下结论，故再作Wv2图线，进而得出结论C级高考模拟题12(2008广东高考)某实验小组采用下图所示的装置探究“功与速度变化的关系”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz.(1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，_；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作(2)下图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置纸带的测量结果测量点x/cmv/(ms1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60解析：在探究功与速度变化关系的实验中，我们首先要验证功W与速度v变化的关系，但不是正比的关系，而v2的变化即(v2v)与功是成正比的(1)将小车停在打点计时器附近后，需先接通电源，再释放小车，让其拖动纸带，待打点计时器在纸带上打下一系列点后，关闭打点计时器电源(2)在验证C点时，从纸带上可知C点的速度就是BD的平均速度，vC102m/s0.49m/s.C到O的距离为5.10cm.13(2009安徽)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Wv草图；(4)分析Wv图象如果Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W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