人教版-高中物理-必修2-第七章机械能守恒定律第六节探究功与速度变化的关系练习题

1、人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 第七章机械能守恒定律第七章机械能守恒定律 第六节探究功与速度变化的关系第六节探究功与速度变化的关系 1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 微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

2、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 2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 x 1、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 3如图所示为在“探究动能定理”的实验中小车在运动过程中打点计时

3、器在纸带上打出的一 系列的点，打点的时间间隔为 0.02 s，小车在 A、B 之间可描述为_运动，C、D 之间可 描述为_运动小车离开橡皮筋后的速度为_m/s. 4某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作 用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用 2 条、3 条完全相同的 1（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 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)， 每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算 (1)除

4、了图中已有的实验器材外， 还需要导线、 开关、 刻度尺和_(选填“交流”或“直 流”)电源 (2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作 正确的是() A放开小车，能够自由下滑即可 B放开小车，能够匀速下滑即可 C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 (3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，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

5、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(根据如图 7610所示的纸带回答) 5某同学为探究“恒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： 摆好实验装置如图所示 2（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车 在质量为 10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为 50 g的钩码挂在拉线的挂 钩 P 上 接通电磁打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带 (1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计

6、算，得到如下数据： 第一个点到第 N 个点的距离为 40.0 cm. 打下第 N 个点时小车的速度大小为 1.00 m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，算 出拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_ J. (2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很 大显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作 过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：_ _. 6质量为1 kg 的重物自由下落，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 点为重物自由下

7、落时纸带打点的起点，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 点之间的距离 依次为 31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为 mm. (1)求出 B、C、D、E、F 各点速度，并填入下表： 计数点BCDEF 3（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 v/(ms1) (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，并填入下表： 计数点BCDEF W/J (3)适当选择坐标轴，在图中作出物体重力做的功与物体速度之间的关系图象图中纵坐

8、标表 示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系 7某实验小组利用拉力传感器和速度传感器“探究功与速度变化的关系”如图所示，他们 将拉力传感器固定在小车上， 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连， 用拉力传感 器记录小车受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm 的 A、B 两点各安装一个速度传感器， 记录小车通过 A、B 点时的速度大小，小车中可以放置砝码 (1)实验主要步骤如下： 测量_和拉力传感器的总质量 M 1； 把细线的一端固定在拉力传感器上， 另一端通过定 滑轮与钩码相连；正确连接所需电路 将小车停在 C 点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过 A

9、、B 点时 的速度 4（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 在小车中增加砝码或_，重复的操作 2(2)下表是他们测得的一组数据，其中 M 是 M 1 与小车中砝码质量之和，|v2 2v1|是两个速度传 感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量 E，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是 F 在 A、B 间所做的功表格中的 E 3_，W3_.(结果保留三位有效数字) 数据记录表 次数 m2/s2 1 2 3 4 5 M/kg E/J 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000 2|v2 2v1|/ W/J 0.1

10、90 0.413 E 3 1.200 1.420 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860 0.200 0.420 W 3 1.210 1.430 F/N 0.76 1.65 2.40 2.40 2.84 (3)根据表格，请在图中的方格纸上作出 EW 图线 8.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲)： (1)下列说法哪一项是正确的() 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部分，选取O、A、B、C 为计数点，已知打点计时器使用 的

11、交流电频率为 50 Hz，则打 B 点时小车的瞬时速度大小为_m/s(保留三位有效数字)。 5（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 9用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是() 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 带自由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

12、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 10.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及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装 置如图所示。 (1)若要完成该实验，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 目的是下列的哪个_(填字母代号)。 A避免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

13、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 6（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 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，难以选到合适的点计算小车速度。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，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增 量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的_(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

14、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 11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。 (1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 _； (2)平衡摩擦后，每次实验得到的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_

15、部分进行测量； (3)下面是本实验的数据记录表，请将第 2 次、第 3 次实验中橡皮筋做的功填写在对应的 位置； 橡皮筋 做的功 W 10 个间距的距 离 x(m) 0.200 0.280 10 个间距 的时间 T(s) 0.2 0.2 小车获得 的速度 v n 小车速 度的平 方 v n 2 第 1 次 第 2 次 7（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 第 3 次 第 4 次 第 5 次 0.300 0.400 0.450 0.2 0.2 0.2 (4)从理论上讲，橡皮筋做的功W n 和物体速度 v n 变化的关系应是 W

16、n_，请你根据表中 测定的数据在如图所示的坐标系中作出相应的图像验证理论的正确性。 12.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。(打点计时器所接交流电频率为 50 Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_ _。 (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 1 次、第2 次、第3 次 实验时， 每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致， 我们把第 1 次实验中橡皮筋对小车做的功 记为 W。 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，如图实57所示 是其中四次实

17、验打出的部分纸带。 试根据以上信息，填写下表。 8（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 次数 橡皮筋对小车做的 功 小车速度 v/(ms 1 1 W 234 ) v2(m2s2) 从表中数据可得出结论：_。 13.某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究有关做功的问题。 (1)如图甲所示， 在保持 M7m 条件下， 可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力， 在控制小车质量不变的情况下进行实验。在实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开 纸带，已知交流电的频率为 50 Hz。图乙是在 m100 g、M1 kg 情况下打出

18、的一条纸带，O 为起点，A、B、C 为过程中 3 个相邻的计数点，相邻的计数点之间有 4 个没有标出，有关数据 如图乙所示，则打B 点时小车的动能 E k_ J，从开始运动到打 B 点时，绳的拉力对小 车做的功 W_ J。(保留 2 位有效数字，g 取 9.8 m/s2) (2)在第(1)问中， 绳的拉力对小车做的功 W 大于小车获得的动能 E k， 请你举出导致这一结果的 主要原因：_ _。(写出一种即可) 1 14.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能 E p kx 2， 2 其中 k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧长度的变化量。某同学就设想用压缩的弹簧推静止

19、的小球 (质量为 m)运动来探究这一问题。为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹 力作用下运动，既只有弹簧弹力做功。该同学设计实验如下： (1)首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时 9（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 测得弹簧的伸长量为 d。 在此步骤中，目的是要确定物理量_，用 m、d、g 表示为_。 (2)接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩， 测得压缩量为 x，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h 的水平桌面上抛出，小球在空

20、中运动 的水平距离为 L。 小球的初动能 E k1_。 小球离开桌面的动能 E k2_。 弹簧对小球做的功 W_(用 m、x、d、g 表示)。 对比 W 和 E k2Ek1 就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”。 15.某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。 (1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s _ cm； (2)测量挡光条的宽度 d，记录挡光条通过光电门 1 和 2 所用的时间 t 1 和 t 2，并从拉力传 感器中读出滑块受到的拉力 F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是 _； (3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块

21、、挡光条和拉力传感器的总质量？ _(填“是”或“否”) 16某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如图所示的实验装置。 10（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 (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，经过光电门的时间为 t，则滑块最后匀速运动的速度表达式为 _(用字母表示)。

22、(3)逐根增加橡皮条，记录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 Wv 2图像应是_ _。 17某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 (1)如图(a)，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧 长度，部分数据如下表。由数据算得劲度系数 k_N/m。(g 取 9.80 m/s2) 砝码质量(g) 弹簧长度(cm) 50100150 8.627.636.66 (2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示；调整导轨使滑块自由滑动时，通 过两个光电门的速度大小_。 (3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释

23、放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v。释放滑 块过程中，弹簧的弹性势能转化为_。 (4)重复(3)中的操作，得到 v 与 x 的关系如图(c)，由图可知，v 与 x 成_关系。由上 述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比。 11（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 18.某实验小组采用如图甲所示的装置探究动能定理，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板 滑行，打点计时器工作频率为 50 Hz. 甲 乙 (1)实验中木板略微倾斜，这样做_(填答案前的字母) A是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B是为了增大橡皮筋对小车的

24、弹力 C是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动 (2)若根据多次测量数据画出的 Wv 草图如图乙所示， 根据图线形状可知， 对 W 与 v 的关系作 出的以下猜想肯定不正确的是_ AWv 1 BWvCWv2DWv3 19.利用如图所示装置探究动能定理，在固定斜面上有一质量为1 kg 的物块，后面固定一条穿 过打点计时器的纸带先接通电源，待打点稳定后，让物块从静止开始沿斜面匀加速下滑，得 到一条如图所示的纸带O 点为打出的第一个点，A、B、C、D、E、F、G 是计数点，每相邻两 12（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械

25、能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 计数点间还有 4 个点未画出，各点间距如图所示，根据相关数据进行下列处理(打点计时器 的打点频率为 50 Hz，g10 m/s2) (1)通过传感器测得物块所受的合外力是 3.0 N试完成下表： 从 O 点到各点过程合力所做的功 W/J OB OC OD OE OF 0.883 8 1.327 5 2.485 8 3.199 8 各点的动能 E k/J B C D E F 0.884 5 1.327 6 1.863 4 2.486 5 (2)根据(1)表中的数据，实验结论是_ 20.某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中

26、，该小 组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力 (1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_ A实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作 B实验操作时要先放小车，后接通电源 C在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好 D在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_ (3)如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的 A、B 两点来探究“动能定理”已知打点 计时器的打点周期为 T，重力加速度为 g.图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量 为 M，砂和砂桶的总质量为 m.请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来 _ 13（共 16 页） 人教版人教版物理习题物理习题高一下册第七章机械能守恒定律高一下册第七章机械能守恒定律 【参考答案】 1.BC 2.BD 3.加速度逐渐减小的加速直线匀速直线0.36 4.(1)交流(2)D(3)B(4)GJ 5.(1)0.1960.100 (2)小车质量没有远大于钩码质量； 没有平衡摩擦力6.(1)1.181.571.962.352.74 (2)0.691.231.922.763.76 (3)如图所示 重力做的功 W G 物体速度的平方 v2