高三物理实验试题汇编：探究功和速度的关系

1、22 22高三物理实验试题汇编：探究功和速度的关系1 某同学用如图 11 所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中 a 为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器 b 的限位孔，它们均置于水平放置的 一端带有定滑轮的足够长的木板上，c 为弹簧测力计，不汁绳与滑轮的摩擦。实验时， 先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为o 点，顺次选取 5 个点， 分别测量这 5 个点到 o 之间的距离 s，并计算出它们与 o 点之间的速度平方差 v 。（ v = v - v ），填人下表：0（1）请以v2为纵坐标，以 s

2、为横坐标在答题卷的方格纸中作出v2一 s 图象（2） 若测出小车质量为 04kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为 n（保留 一位有效数值）（3） 若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常 范围你认为主要原因是 ，实验操作中改进的措施是 。答案：第 1 页 共 5 页2222 某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”。实验开始前，他们提出了以下几种猜想：w ，wv，wv 2。他们的实验装置如 图甲所示，pq 为一块倾斜放置的木板，在 q 处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过 q 点时的速度），每次实验，物体从不同初始

3、位置处由静止释放。同学们设计了以下表格来记录实验数据。其中 l 、1l 、l 、l ，代表物体分别从不同初始位置处无初2 3 4速释放时初始位置到速度传感器的距离，v 、v 、v 、v ，表示物体每次通过 q 点的速度。1 2 3 4实验次数 1234.lvl1v1lv22lv33lv44.他们根据实验数据绘制了如图乙所示的 lv 图象，并得出结论 wv2。他们的做法是否合适， 你有什么好的建议？ _。 在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_（填“会”或“不会”）影响探究出的结果。2.解析： （1）采用表格方法记录数据，合理。绘制的 lv 图象是曲线，不能得出结论wv 。为了更直观地看出 l

4、和 v 的变化关系，应该绘制 lv 图象。（3 分） （2）重力和摩擦力的总功 w 也与距离 l 成正比，因此不会影响探究的结果。（2 分）3 某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了下面左图所示的实验装置。（1） 将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法 是_。（2） 如图所示，游标卡尺测得遮光条的宽度 d= cm；实验时，将橡皮条挂在 滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定。现测得挂 一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间 t，则滑块最后匀速运动的速度 表达式为_（用字母表示）。（3） 逐条增加橡皮条，记录

5、每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。则画 出的 w-v 图象应是 。3答案：（每空 2 分）（1）将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动（将滑第 2 页 共 5 页24 在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法中正确（ ） a长木板要适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力b 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值c 每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致d 利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点均匀部分进行计算答案：（2）ad5 某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： 按图（a）摆好实验装置，其

6、中小车质量 m=020kg，钩码总质量 m=005kg释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50hz），打出一条纸带（1）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图（b）所示把打下 的第一点记作 0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有 4 个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到 0 点距离分别为d =0.0041m，d =0.055m，d =0.167 m 1 2 3，d =0.256 m, d =0.360 m, d =0.480 m 4 5 6，他把钩码重力（当地重力加速度 g=98ms ）作为小车所受合力算出打下 0 点到打下第 5 点合力做功 w= j（结

7、果保 留 三 位 有 效 数 字 ）， 把 打 下 第 5 点 时 小 车 动 能 作 为 小 车 动 能 的 改 变 量 ， 算 得e =k（结果保留三位有效数字）第 3 页 共 5 页（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且 误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是 a钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多b 没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多c 释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小d 没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因5.（1）0.176

8、（2 分）ek0.125 j(2 分)（2）ab （2 分），6 （1）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光滑的轻质定滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮和打点计时器的一端垫起。b.将纸带穿过打点计时器并固定在滑块上，调整长木板的倾角，接通打点计时器，轻推滑块，直至滑块沿长木板向下做匀速直线运动； c.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，换上新纸带，接通打点计时器，滑块沿长木板 向下做匀加速直线运动。请回答下列问题：判断滑块做匀速直线运动的依据是：打点计时器在纸带上所

9、打出点的分布应该是 ；c 中滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小 “等于”或“小于”）。钩码的重力大小（选填“大于”、6.答案：（1）等间距（或均匀）等于（每空 3 分7 某探究学习小组欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置：水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动，实现平衡摩擦力。（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量? (填“是”或“否”)第 4 页 共 5 页0（2） 实验需要用游标卡尺测量挡光板的宽度 l，如图所示

10、，l= mm。（3） 实验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量 m，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量 m ，0挡光板的宽度 l，光电门 1 和光电门 2 的中心距离 x；某次实验过程中力传感器的读数为 f，小车通过光电门 1 和光电门 2 的挡光时间分别 为 t 、 t 。 小 车 通 过 光 电 门 2 后 砝 码 盘 才 落 地 。 该 实 验 需 验 证 的 表 达 式1 2是 。（4）若利用该实验装置验证“牛顿第二定律”。控制小车的质量不变，通过改变砝码盘里砝 码的质量重复实验，探究合外力和加速度的关系。下列图象用力传感器的示数 f 为横坐标，可以表示该实验结果的是 。（5）若用该实验装置，通过多次改变小车的质量，探究质量和加速度的关系，以下说法正 确的是 。a 需要控制力传感器的读数 f 不变b 需要控制砝码盘和砝码的总质量不变c 需要控制小车所受的合外力不变