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1、精选优质文档-倾情为你奉上第七章机械能守恒定律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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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BCDEFv/(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BCDEFW/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标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成
7、_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M1；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、B点时的速度在小车中增加砝码或_，重复的操作(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小
8、车中砝码质量之和，|vv|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E3_，W3_.(结果保留三位有效数字)数据记录表次数M/kg|vv|/m2/s2E/JF/NW/J10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430(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
9、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)。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
10、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
11、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小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方
12、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_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
13、做的功填写在对应的位置；橡皮筋做的功10个间距的距离x(m)10个间距的时间T(s)小车获得的速度vn小车速度的平方vn2第1次W0.2000.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)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
14、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所示是其中四次实验打出的部分纸带。试根据以上信息，填写下表。次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(ms1)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
15、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Ek_ 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Ek，请你举出导致这一结果的主要原因：_。(写出一种即可)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Epkx2，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
16、压缩的弹簧推静止的小球(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，小球在空中运动的水平距离为L。小球的初动能Ek1_。小球离开桌面的动能Ek2_。弹簧对小球做的功W_(用m、x、d、g表示)
17、。对比W和Ek2Ek1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t1和t2，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、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。(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，
18、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)。 (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Wv2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
19、9.80 m/s2)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)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。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
20、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_AW BW CWv2 DWv319.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，每相邻两计数点间
21、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各点的动能Ek/JOB0.883 8B0.884 5OC1.327 5C1.327 6ODD1.863 4OE2.485 8E2.486 5OF3.199 8F(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，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
22、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_【参考答案】1.BC2.BD3.加速度逐渐减小的加速直线匀速直线0.364.(1)交流(2)D(3)B(4)GJ5.(1)0.19
23、6 0.100(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WG物体速度的平方v2，物体速度的平方v2正比7.(1)小车释放小车减少砝码(2)0.600 J0.610 J(3)见解析图8.(1)C(2)0.6539.ABCF10.(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD11.(1)刻度尺(2)点距均匀(3)2W3W4W5W(4)vn2如图所示12(1)为了消除摩擦力，应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车在不接橡皮
24、筋时缓慢匀速下滑。(2)由匀速运动的速度公式v，可求出小车的速度，其中x可从题图中读出，分别为2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，交流电频率为50 Hz，故T0.02 s。次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v/(ms1)1.001.421.732.00v2(m2s2)1.002.022.994.00在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比。13.(1)0.500.51(2)摩擦没有完全抵消；砂与砂桶的重力大于绳的拉力(写出一种即可)14.(1)弹簧的劲度系数k(2)015.(1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否16.(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动；或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速运动(其他方法正确同样得分)(2)0.550(3)过坐标原点的一条倾斜直线17.(1)50(2)相等(3)滑块的动能(4)正比压缩量的平方18.(1)C(2)AB19.(1)1.861 53.199 2(2)见解析20.(1)AD(2)刻度尺、天平(3)mgx专心-专注-专业