1、实验：探究功与速度变化的关系1、某同学用如图甲所示装置“研究合外力做功和动能变化的关系”。1.为达到平衡阻力的目的,应取下_(填“纸带”或“细绳和托盘”),通过调整垫片的位置,改变长木板的倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做_运动。2.将装置按如图甲连接后,放入砝码,通过实验得到如图所示的纸带,纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为 T 的相邻计数点 A、B、C、D、E,计数点与 O 点的距离为h1、h 2、h 3。实验时小车所受拉力为 F,小车的质量为 M,重力加速度为 g。在从起点 O 到打下计数点 C 的过程中,小车所受合外力做功 W=_,小车动能的变化量Ek=_。2、
2、在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图甲所示的实验装置1.实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是_.(多选,填选项前的字母) A.保证钩码的质量远小于小车的质量 B.保证细线与长木板平行 C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力 D.必须先接通电源再释放小车2.如图乙所示是实验中得到的一条纸带,其中 A、B、C、D、E、F 是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为 T,相关计数点问的距离已在图中标出,测出小车的质量为 M,钩码的总质量为 m.从打 B 点到打 E 点的过程中,合
3、力对小车做的功是_,小车动能的增量是_ (用题中和图中的物理量符号表示).3、某同学用如图甲所示装置做“探究合力做功与动能改变的关系”的实验,他们将光电门固定在水平轨道上的 B 点,如图所示,并用重物通过细线拉小车,然后保持小车和重物的质量不变,通过改变小车释放点到光电门的距离(s)进行多次实验,实验时要求每次小车都从静止释放.1.用游标卡尺测出遮光条的宽度 d 如图乙所示,d=_cm.2.如果遮光条通过光电门的时间为 t,小车到光电门的距离为 s.该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系,则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求_.A.s-t B.s-t2 C.s-t-
4、1 D.s-t-23. 下列哪些实验操作能够减小实验误差_. A.必须保证小车从静止状态开始释放 B.必须满足重物的质量远小于小车的质量 C.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动 D.细线与轨道平面平行4、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
5、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办法:_4.他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,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
6、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5、在“探究功与速度变化的关系”实验中,某同学设计了如图甲所示的实验方案:使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出,第二次、第三次操作时分别改用 2 根、3 根、同样的橡皮筋将小物块弹出,测出小物块被弹出时速度,然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系.1.要测得小物块被弹出后的水平速度,需要测量哪些物理量(填正确答案标号,g 已知)( )A.小物块的质量 mB.橡皮筋的原长 xC.橡皮筋的伸长量xD.桌面到地面的高度 hE.小物块抛出点到落地点的水平距离 L2.用测量的物理量表示获得速度大小的表达式_3.能够
7、实现橡皮筋对小物块做功整数倍变化的是( )A.增加相同橡皮盘的条数,使小物块每次从同位置释放B.橡皮筋两端固定,使橡皮筋的伸长量依次加倍C.橡皮筋两端固定,使橡皮筋的长度依次加倍D.释放小物块的位置等间距的变化4.根据实验数据做出 Wv 2的图象如图乙所示,图线不通过原点的原因是_.6、“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,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,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.为消除摩擦力对本实验的影响,应
8、该将木板的_(填“左”或“右”)端稍为抬高.平衡摩擦时,小车是否要拖着纸带穿过打点计时器进行?_(填“是”或“否”)2.实验时打在纸带上的点并不都是均匀的,如图乙所示.为了测量小车获得的速度,应选用纸带的_部分进行测量(填“AE”或“EG”).3.分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度 v 1、v 2、v 3、,作出 W-v 图象,则下列符合实际的图象是(填字母序号)( )A. B. C. D. 7、某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条完全相同的橡皮筋并在
9、一起进行第 2 次、第 3 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、交流电源和_。2.实验中木板略微倾斜,这样做( )A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑B.是为了增大小车下滑的加速度C.可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动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
10、线4.实验中先后用同样的橡皮筋 1 条、2 条、3 条,并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第 1 次只挂 1 条橡皮筋对小车做的功记为 W,第 2 次挂 2 条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为 2W,;橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第 4 次实验的纸带(如图所示,图中的点皆为计时点)求得小车获得的速度为_m/s(保留三位有效数字)。5.若根据多次测量数据画出的 W-v 图象如图所示,根据图线形状可知,对 W 与 v 的关系作出猜想肯定不正确的是( )A. 1wvB. C. 2D. 3wv8、某同学做探究“合力的功和物体速度变
11、化关系”的实验装置如图,小车在橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行.用一条橡皮筋时对小车做的功记为 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.实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.1.若木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,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.橡皮筋恰好恢复原长B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车恰好运动到两个铁钉的连线处D.小车已超过两个铁钉的连线2.如图所示是某次正确操作情况下,在 50HZ 作电源下打点计时器记录的一条纸带,为了测量小车获得的速度,应
12、选用纸带的_(填 AF 或 FI)部分进行测量,速度大小为_m/s.3.通过该实验的正确操作和正确处理数据,应该得出合力做的功 W 和物体速度 v 变化的关系是_.9、做“探究功与速度变化关系”实验时1.用如图所示装置做“探究功与速度变化关系”实验时,除了图中已给出的实验器材外,还需要的测量工具有( )A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧测力计2.用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时,释放重物前有下列操作,其中正确的是( )A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上B.手提纸带任意位置C.使重物靠近打点计时器3.下图是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸,已知方格纸每小
13、格的边长均为 0.80cm。由图可知小球的初速度大小为_m/s(结果保留两位有效数字)。10、某同学用图甲所示的器材做“探究功与速度变化的关系”的实验。如图甲所示,小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时橡皮筋对小车做的功计为 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 次筋实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致,小车速度可由速度传感器测出,并经电脑处理后得出如图乙所示的一一对应的 v-t 图象,由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度并记入表中。次数 做功 速度(ms -1) 速度平方(m 2s-2)1 W 1.00 1.002 2W 1.41 1.
14、993 3W 1.73 2.994 4W X5 5W 2.24 5.021.表中“X”处的数值应该是_。2.从表格中可以得出,合力的功 W 与速度 v 的关系是_。3.作 W-v2图象时,由于实际操作过程中木板的倾角调整不当,造成实际图线与理想图线(图中虚线)存在差异,则作出的 W-v2图象可能是图中的( )A.AB.BC.C1 答案及解析：答案：1.细绳和托盘; 匀速直线; 2. ;3Fh248MT解析：2 答案及解析：答案：1.ABC; 2. mgs2211()()SMT解析：3 答案及解析：答案：1.1.075; 2.D; 3.AD解析：4 答案及解析：答案：1.刻度尺、天平（包括砝码）
15、; 2.D; 3.可在小车上加适量的砝码（或钩码）; 4.CD解析：1.计算小车的动能变化需用天平测质量;在计算小车通过的位移、小车的瞬时速度时都需用刻度尺测距离。2.只有绳与板面平行时,才能保证小车运动中与板面间的压力不变,才能保证小车所受摩擦力不变,才能保证平衡摩擦力后绳的拉力等于小车所受合力,故 D 正确。3.要增加纸带上所打下点的数目,只有减小小车运动的加速度。在所挂钩码数目不变的情况下只有增大小车的质量,即在车上增加砝码或钩码。4.当将钩码重力作为小车所受合力时,需满足几个条件:一是摩擦力被平衡,二是绳与板面平行,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,但车加速运动时钩码加速下降,钩
16、码重力大于绳上拉力,则只有当钩码质量远小于小车质量时二者才近似相等,故此情况可能是由 C、D原因造成的。5 答案及解析：答案：1.DE; 2. 2gLh3.A; 4.克服摩擦力做功解析：1.由題意知小物块被弹出后的水平速度是通过澜出小物块离开桌面后做平抛运动的初速变获得的,故需测出小物块做平抛运动过程中下降的高度办及水平方向飞行的距离 L.2.由 解得 .201,Lvthgt02gvLh3.由于橡皮筋的弹力是变力,弹力所做功与小物块在弹力作用下通过的距离不成正比,故B、C、D 皆不满足实验要求。而 A 选项中橡支筋完全相同、最大形变量相同的情况下,倍增橡支筋的条数时.弹力的平均值倍增.弹力所做
17、功倍增,故 A 正确.4.在小物块被弹开的过程中,由动能定理有 21,fWmv可见 图线在纵轴上的截距表示小物块克眼孽擦力所做的功。2Wv6 答案及解析：答案：1.左; 是; 2.EG; 3.D解析：7 答案及解析：答案：1.刻度尺; 2.CD; 3.B; 4.2.00; 5.AB解析：8 答案及解析：答案：1.B; 2.FI; 0.76; 3. 与 成正比即w2v2v解析：9 答案及解析：答案：1.C; 2.AC; 3.0.660.74解析：1.探究功与速度变化的关系实验中因为使用打点计时器测速度,不需要秒表,故 A 错误;因为运动中质量不变,在找关系时不需要天平侧质量,故 B 错误,由纸带上的点计算速度需要刻度尺测量距离,故 C 正确,每次试验时橡皮筋成倍数的增加,形变量不变,功的关系不需要测力,故 D 错误; 故选 C。 2.图 2 中利用自由落体运动验证机械能守恒定律,故 A 正确,释放前手应该提纸带不挂重锤的一端,故 B 错误;为了打上更多的点,重物应该靠近打点计时器,故 C 正确; 故选 AC。 3.由平抛运动的规律得:水平方向 3.3L=v0T,竖直方向 2L=gT2,联立解得:v 0=0.66m/s。10 答案及解析：答案：1.2.00; 2. 2Wv3.AD解析：
