第7章 訓練7 實驗：探究功與速度變化的關系

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1、 訓練7　實驗：探究功與速度變化的關系 1． 對于橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的．我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍，使用的方法是 (　　) A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次為l、2l、3l……進行第1次、第2次、第3次……實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F，第2次力為2F、第3次力為3F……實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… C．選用同樣的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條

2、……同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W…… D．利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離l，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W…… 2． 在本實驗中，小車在運動中會受到阻力作用．這樣，在小車沿長木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是使長木板略微傾斜．對于長木板的傾斜程度，下列說法中正確的是 (　　) A．長木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴格的要求 B．長木板的傾斜角度在理論上應滿足下面的條件，即重力使物體沿斜面下

3、滑的分力應等于小車受到的阻力 C．如果小車在傾斜的長木板上能做勻速運動，則長木板的傾斜程度是符合要求的 D．其實長木板不傾斜，問題也不大，因為實驗總是存在誤差的 3． 在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的W—v圖象，下列符合實際的是 (　　) 4． 探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖1所示，實驗主要過程如下： 圖1 (1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……； (2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、……； (3)作出W—v草圖； (4)分析W

4、—v圖象．如果W—v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關系． 以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是 (　　) A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、…… B．小車運動中會受到阻力，可以使長木板適當傾斜來平衡摩擦力 C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、

5、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使長木板傾斜或傾角太小 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算的 5． 某實驗小組采用如圖2所示的裝置探究功與速度變化的關系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器的工作頻率為50 Hz. 圖2 (1)實驗的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點計時器附近，______________，________________，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，____

6、__________； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復②的操作． (2)圖3是鉤碼質量為0.03 kg、砝碼質量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D、E計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離x及對應時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結果填在表中的相應位置． 圖3 紙帶的測量結果 測量點 x/cm v/(m·s－1) O 0.00 0.35 A 1.51 0.40 B 3.20 0.45 C D 7.15 0.53 E 9.41 0.60 (3)本實驗，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了

7、減小這種做法帶來的實驗誤差，應采取的兩項措施是： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________. 6． 為了探究對物體做功與物體速度變化的關系，現(xiàn)提供如圖4所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿長木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題(打點計時器交流電頻率為50 Hz) 圖4 (1)為了消除摩擦力的影響應采取的措施： ___

8、_____________________________________________________________________. (2)當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并用來進行第1次、第2次、第3次……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都應保持一致，我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如圖5所示是其中四次實驗打出的部分紙帶． 圖5 (4)試根據(jù)(2)、(3)中的信息，填寫下表. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 W 小車速度v/(

9、m·s－1) v2/(m2·s－2) 從表中數(shù)據(jù)可得出結論：__________________________________________________. 答案 1．C　2．BC　3．B　4．D　 5．(1)②先接通電源　再釋放小車　關閉打點計時器電源　(2)5.18(5.16～5.19均可)　0.49　(3)①平衡摩擦力?、阢^碼的重力遠小于小車及砝碼的重力和 6． (1)將長木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨龋剐≤噭蛩傧禄? (4)由勻速運動的速度公式v＝，其中x可從題圖上讀出，分別為2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm,4.00 cm.t＝T＝＝0.02 s，即可求出小車的速度. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 W 2W 3W 4W 小車速度v/(m·s－1) 1.0 1.415 1.73 2.0 v2/(m2·s－2) 1.0 2.0 3.0 4.0 從表中數(shù)據(jù)可以得出：橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比．