高一物理必修2同步檢測(cè)7-6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系

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1、第7章 第6課時(shí) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 基礎(chǔ)夯實(shí) 1．(2011·洛陽(yáng)市高一檢測(cè))如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，可用于探究力對(duì)靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系． (1)選用同樣的橡皮筋，每次在同一位置釋放小車(chē)，如果用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W；用2條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為_(kāi)_______W. (2)小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作以消除這種影響________． 答案：(1)2　(2)使木板適當(dāng)傾斜 2．在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中作出W－v圖象如圖所示，哪一個(gè)是符合實(shí)際的(　　) 答案：C 3．下面是本實(shí)驗(yàn)的步驟，其

2、合理順序是________． ①將小車(chē)?yán)翀D中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，放開(kāi)小車(chē)，小車(chē)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打下一系列的小點(diǎn)，由紙帶分析求出小車(chē)通過(guò)B位置時(shí)的速度v，設(shè)第1次橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W. ②作出W－v、W－v2的圖象，分析圖象的特點(diǎn)，得出結(jié)論． ③如圖所示，先固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在長(zhǎng)木板的兩側(cè)A處釘兩個(gè)小釘，小車(chē)放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長(zhǎng)度． ④用2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)保持橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度不變，用同樣的方法測(cè)出v2、v3…記下2W、3W…記入表格． 答案：③①④② 4．通過(guò)第4、5節(jié)的

3、學(xué)習(xí)，我們知道，重力勢(shì)能的變化與重力做功密切相關(guān)，彈性勢(shì)能的變化與彈力做功密切相關(guān)．那么，請(qǐng)你猜測(cè)動(dòng)能的變化與什么力做功密切相關(guān)呢？(　　) A．動(dòng)力　　　　　　　 B．阻力 C．合外力 D．不能確定 答案：C 解析：物體動(dòng)能的變化與它的速度的變化是密切相關(guān)的，而物體速度的變化又與加速度和時(shí)間有關(guān)，加速度的大小是取決于物體所受的合外力的，所以可以猜測(cè)，動(dòng)能的變化應(yīng)該與合外力做的功密切相關(guān)． 5．某同學(xué)利用圖(甲)探究力對(duì)物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了下表的數(shù)據(jù)： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋條數(shù) 1 3 4 5 7 小車(chē)速度v/(m·s－1)

4、 0.71 1.23 1.42 1.58 1.71 (注：每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣) (1)由表可得出定性結(jié)論：__________________________________________. (2)設(shè)一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做功為W0，大致畫(huà)出橡皮筋所做的功W與小車(chē)速度v的圖象．(畫(huà)在圖(乙)中) (3)由圖大致可判斷出W與v的關(guān)系是__________________________________． (4)填寫(xiě)下表的空白部分 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 v/(m2·s－2) W與

5、v的關(guān)系 答案：(1)定性結(jié)論：橡皮筋做的功與小車(chē)獲得的速度有關(guān)，并且做功越大，小車(chē)獲得的速度越大． (2)W與v關(guān)系的圖象為拋物線(xiàn)，如圖所示． (3)可能W∝v2. (4)如下表. 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 3W0 4W0 5W0 7W0 v2/(m2·s－2) 0.50 1.50 2.00 2.50 3.50 W與v的關(guān)系 W∝v2 解析：每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣，一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功可為W0，則做功與拉長(zhǎng)橡皮筋條數(shù)成正比，第2、3、4、5次拉長(zhǎng)橡皮筋做功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0.

6、 能力提升 1．(2011·唐山一中高一檢測(cè))在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中： (1)如果實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示的紙帶，應(yīng)用________段計(jì)算小車(chē)獲得的速度． (2)如果根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的W－v2圖象如圖所示，出現(xiàn)這種情況的原因是：______. 答案：(1)DH　(2)平衡摩擦力過(guò)度 2．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系時(shí)得到了W與v的一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并確定W與v之間的關(guān)系. W 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v(m/s) 0.00 0.80 1.10 1.28 1.53

7、 1.76 1.89 v2 0.00 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57 解析：以W為縱坐標(biāo)，v為橫坐標(biāo)，作出W－v曲線(xiàn)．以W為縱坐標(biāo)，v2為橫坐標(biāo)，作出W－v2曲線(xiàn)． 由圖象可看出：W∝v2. 3．為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測(cè)量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)組 1 2 3 4 5 6 v/(m·s－1) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49 x/m 0 0.045 0.075

8、 0.111 0.163 0.442 (1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出x－v圖象如圖甲所示．觀察該圖象，該同學(xué)作出如下推理：根據(jù)x－v圖象大致是一條拋物線(xiàn)，可以猜想，x可能與v2成正比．請(qǐng)?jiān)趫D乙所示坐標(biāo)紙上選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸作出圖線(xiàn)驗(yàn)證該同學(xué)的猜想． (2)根據(jù)你所作的圖象，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關(guān)系是________． 答案：(1)見(jiàn)解析圖　(2)x∝v2 解析：(1)做出x－v2圖線(xiàn)如圖所示 (2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比．即x∝v2. 4．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

9、將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．先用手提著紙帶，使重物靠近計(jì)時(shí)器靜止．然后接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)．得到的紙帶如圖所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理；取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)的速度分別為vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s. 根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2? 答案：設(shè)由O到A的過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為W，那么由O到B過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為2W.由O到C 過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為3W. 由計(jì)算可知， vA2＝1.44×10－2m2/s2，vB2＝2.89×10－2m2/s2， vC2＝4.41×10－2m2/s2，≈2，≈3， 即vB2≈2vA2，vC2≈3vA2 由以上數(shù)據(jù)可以判定W∝v2是正確的，也可以根據(jù)W－v2的圖線(xiàn)來(lái)判斷(如圖所示)．