18實驗探究功與速度變化的關(guān)系同步配套練習(xí)Word版含

課時訓(xùn)練18實驗:研究功與速度變化的關(guān)系題組一實驗原理的理解1.在利用橡皮筋“研究功與物體速度變化關(guān)系”的實驗中,每次選用紙帶后,我們應(yīng)選用紙帶上的哪些點來求小車的速度()間距平均的B.間距不平均的C.間距平均的與不平均的都可D.最好是間距平均的,若紙帶上沒有間距平均的,也可用間距不平均的分析:橡皮筋完整恢復(fù)后不再有力對小車做功,小車做勻速運動,紙帶上的點間距是平均的,故A對,B、C錯;若紙帶上沒有間距平均的點,說明紙帶很短,橡皮筋還沒完整恢還原狀紙帶已完全經(jīng)過打點計時器,在這類狀況下應(yīng)采用更長的紙帶,或許是因為沒有完整均衡摩擦力,需從頭均衡摩擦力,故D錯。答案:A2.以下圖

,在“研究功與物體速度變化的關(guān)系

”的實驗中

,對于橡皮筋做的功

,以下說法中正確的是

(

)A.橡皮筋做的功能夠直接丈量B.經(jīng)過增添橡皮筋的條數(shù)能夠使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增添C.橡皮筋在小車運動的全程中一直做功D.把橡皮筋拉伸為本來的兩倍,橡皮筋做功也增添為本來的兩倍分析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所開釋的彈性勢能,但沒法直接丈量,橡皮筋的條數(shù)成倍增添彈性勢能也會成倍增添,即做功成倍增添,但橡皮筋不過在開釋彈性勢能的一段時間內(nèi)才做功故A、C錯,B對。橡皮筋的彈性勢能與形變量不可正比,當(dāng)拉伸為本來的兩倍時,橡皮筋做的功不會變?yōu)楸緛淼膬杀?故D錯。

,

,答案:B3.我們知道,重力勢能的變化與重力做功親密有關(guān),彈性勢能的變化與彈力做功親密有關(guān)。那么,請你猜想動能的變化與什么力做功親密有關(guān)呢()A.動力B.阻力C.合外力D.不可以確立分析:物體動能的變化與它的速度的變化是親密有關(guān)的,而物體速度的變化又與加快度和時間有關(guān),加快度的大小是取決于物體所受的合外力,所以能夠猜想,動能的變化應(yīng)當(dāng)與合外力做功親密有關(guān)。答案:C題組二實驗操作及注意事項4.在研究力對物體做的功與物體速度的關(guān)系的實驗中,有關(guān)小車質(zhì)量的選擇,以下說法正確的是()小車質(zhì)量應(yīng)當(dāng)盡量小一些B.小車質(zhì)量應(yīng)當(dāng)大一些C.與小車質(zhì)量沒關(guān)D.以上說法都不對分析:假如小車質(zhì)量太小,當(dāng)用多條橡皮筋時,小車運動速度過大,可能使紙帶上打出的點數(shù)太少,難以找到適合的點計算小車的速度。答案:B5.在研究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中獲取以下圖的一條紙帶,則應(yīng)依據(jù)哪段來計算小車獲取的速度?為何?分析:求小車的速度時應(yīng)依據(jù)4~6點來計算。因為小車從靜止開始先做變速運動,從題圖中可看出,0~3點小車向來在加快,第3點到第4點間不可以確立小車加快完成的時刻。4~6點比較平均,認為是勻速運動,所以速度v=,此中s46為紙帶上第4點到第6點的距離,T為相鄰兩點間的時間間隔。答案:應(yīng)依據(jù)4~6點來計算,獲取的速度是。因為4~6點間距比較平均。題組三數(shù)據(jù)辦理及偏差剖析6.在研究功與速度變化關(guān)系的實驗中作出的

W-v曲線,應(yīng)為(

)分析:W∝v2,W-v圖象應(yīng)為張口向上的拋物線。答案:B7.(多項選擇)在“研究功與物體速度變化關(guān)系”的實驗中,某同學(xué)在一次實驗中獲取了一條以下圖的紙帶,這條紙帶上的點兩頭較密,中間稀少。出現(xiàn)這類狀況的原由可能是()開釋小車后才通電打點B.木板傾斜程度太大C.木板傾斜程度太小D.忘掉均衡摩擦力分析:從所打出的紙帶上的點跡能夠看出,小車先做加快運動,這是因為橡皮筋恢還原長前不停對小車做功;小車此后做減速運動,表示小車的協(xié)力為阻力,這是因為實驗時忘掉了均衡摩擦力,或因為木板一端墊得太低以致摩擦力均衡得不夠。應(yīng)選項C、D正確。答案:CD(建議用時:30分鐘)1.(多項選擇)在“研究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗中,以下表達正確的選項是()A.每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必需保持一致B.放小車的長木板應(yīng)當(dāng)盡量保持水平C.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出D.實驗中打出的紙帶應(yīng)取點跡平均的部分計算小車彈出后的速度分析:我們用橡皮筋拉動小車的方法來研究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系。實驗時,每次保持橡皮筋的形變量必定,當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時

,n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍,所以每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度一定要保持一致,故A錯誤;為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果,一定均衡摩擦力,長木板要適合傾斜,故B錯誤;依據(jù)打點計時器的使用規(guī)則可知C正確;實驗中我們要知道小車獲取的最大速度,即橡皮筋做完功時的速度,所以應(yīng)當(dāng)對應(yīng)紙帶上點跡平均的部分計算速度,D正確。答案:CD2.對于橡皮筋做的功來說,直接丈量是有困難的。我們能夠奇妙地避開這個難題而不影響問題的解決,只要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.用相同的力對小車做功,讓小車經(jīng)過的距離挨次為s、2s、3s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、3WB.讓小車經(jīng)過相同的距離,第1次力為F、第2次力為2F、第3次為3F實驗時,力對小車做的功就是W、2W、3WC.采用相同的橡皮筋,在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,當(dāng)用1條、2條、3條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、3WD.利用彈簧測力計丈量對小車的拉力F,利用刻度尺丈量小車在力作用下挪動的距離s,即可以求出每次實驗中力對小車做的功,可控制為W、2W、3W分析:實質(zhì)操作第一次用一根橡皮筋,此后各次分別用2根、3根且每次拉到相同的長度,即能獲取W、2W、3W的功。答案:C3.圖為研究力對物體做功與物體速度的關(guān)系的裝置圖,在實驗中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變,這樣每次橡皮筋()做的功相同B.每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢能相同C.產(chǎn)生的動能相同D.產(chǎn)生的重力勢能相同分析:實驗中每次橡皮筋的條數(shù)不一樣,所以對小車做的功不一樣,小車產(chǎn)生的動能不一樣,但每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢能相同,所以B項正確。答案:B4.以下圖為與小車相連穿過打點計時器的一條紙帶,紙帶上的點其實不都是平均的,下邊說法正確的選項是()①紙帶的左端是與小車相連的②紙帶的右端是與小車相連的③利用E、F、G、H、I、J這些點之間的距離來確立小車的速度④利用A、B、C、D這些點之間的距離來確立小車的速度A.①③B.②④C.①④D.②③分析:剛開始開釋時,與小車相連的一端打出的點應(yīng)比較密集,且點的間距漸漸變大,故右端與小車相連

;為確立小車速度應(yīng)選用間距平均的點

,這時橡皮筋已停止對小車的作用

,故②和④正確。答案:B5.(多項選擇)在“研究功與物體速度變化的關(guān)系

”的實驗中

,依據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)

,使用作圖軟件作圖

,則以下圖線可能正確的選項是

(

)分析:由本節(jié)實驗結(jié)論可知W∝v2,由此可知,選項A對。以W為橫坐標、以v為縱坐標,因為v∝,v-W圖線應(yīng)為一張口向下的拋物線,選項B錯。以W為縱坐標、以v為橫坐標,W-v圖線應(yīng)為一張口向上的拋物線,選項C對。以W為縱坐標、認為橫坐標,W-圖線應(yīng)為一反比率函數(shù)圖線,選項D錯。答案:AC6.(多項選擇)某研究性學(xué)習(xí)小組感覺教材中實驗的丈量過程較復(fù)雜,改良以下:以下圖,將教材中實驗的長木板放在桌面的邊沿,小車的前端放一小球,小車在橡皮筋作用下加快運動,到桌面邊緣后小車在擋板作用下停止運動,小球做平拋運動,測出橡皮筋的條數(shù)為1、2、3、、n時小球的平拋距離x1、x2、x3、、xn,則()A.假如忽視全部摩擦,x∝n(n為橡皮筋的條數(shù))B.假如忽視全部摩擦,x2∝n(n為橡皮筋的條數(shù))C.該實驗中小車遇到的摩擦力能夠經(jīng)過傾斜木板的方法均衡而不產(chǎn)生新的偏差D.該實驗中傾斜木板會產(chǎn)生偏差分析:由W∝v2、x∝v、W∝n得x2∝n,選項A錯誤,B正確;該實驗應(yīng)用了平拋運動的規(guī)律,如果木板傾斜,則變?yōu)樾睊?將產(chǎn)生偏差,選項C錯誤,D正確。答案:BD7.某學(xué)習(xí)小組做“研究功與速度變化的關(guān)系”的實驗以下圖,圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的,沿木板滑行,這時,橡皮筋對小車做的功記為W。當(dāng)用2條、3條完整相同的橡皮筋并在一同進行第2次、第3次實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致),每次實驗中小車獲取的速度依據(jù)打點計時器所打的紙帶上的點計算出。(1)除了圖中已有的實驗器械外

,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和

(選填“溝通”或“直流”)電源;(2)實驗中

,小車會遇到摩擦阻力的作用

,能夠使木板適合傾斜來均衡摩擦阻力

,則下邊操作正確的是

(

)A.松開小車,能夠自由下滑即可B.松開小車,能夠勻速下滑即可C.松開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可D.松開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可若木板水平擱置,小車在兩條橡皮筋作用下運動,當(dāng)小車速度最大時,對于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的地點,以下說法正確的選項是()A.橡皮筋處于原長狀態(tài)B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C.小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D.小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線(4)在正確操作狀況下,打在紙帶上的點其實不都是平均的,為了丈量小車獲取的速度,應(yīng)采用紙帶的部分進行丈量(依據(jù)以下圖的紙帶回答)。分析:(1)打點計時器使用的是溝通電源;(2)均衡摩擦力時,應(yīng)將紙帶穿過打點計時器,松開拖著紙帶的小車,小車能夠勻速下滑即可,故D正確;(3)松開小車后,小車做加快運動,當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時,小車的速度最大,此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài),B正確;(4)從紙帶上看,紙帶的GJ段打點比較平均,所以應(yīng)采用紙帶的GJ段進行丈量。答案:(1)溝通(2)D(3)B(4)GJ8.質(zhì)量為1kg的重錘自由著落,經(jīng)過打點計時器在紙帶上記錄運動過程,打點計時器所接電源為6V、50Hz的溝通電源。如圖甲所示,紙帶上O點為重錘自由著落時紙帶打點起點,選用的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G挨次間隔一個點(圖中未畫出),各計數(shù)點與O點距離挨次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,單位為mm,重力加快度取9.8m/s2。則:求出B、C、D、E、F各點速度并填入下表:計數(shù)點BCDEF速度(m·s-1)(2)求出物體著落時,從O點到圖中各點過程中重力所做的功:計數(shù)BCDEF點功(J)選擇適合坐標軸,在圖乙中畫出物體重力做的功與物體速度之間的關(guān)系。圖中縱坐標表示

,橫坐標表示,由圖可得重力所做的功與

成關(guān)系。分析:(1)各點速度由公式v=求出。vB=m/s≈1.18m/s同理vC≈1.57m/s,vD≈1.96m/s,vE≈2.35m/s,vF≈2.74m/s。(2)重力做的功由W=mgx求出。WB=mg=1×9.8×70.6×10-3J≈0.69J同理WC≈1.23J,WD≈1.92J,WE≈2.76J,WF≈3.76J。(3)以重力做的功W為縱坐標、以v2為橫坐標成立坐標系,作出W-v2圖象,由圖象看出W與v2成正比。答案:(1)(2)看法析(3)圖看法析重力做的功物體速度的二次方物體速度的二次方正比課時訓(xùn)練5向心加快度題組一對向心加快度的理解1.對于向心加快度的說法正確的選項是()A.向心加快度越大,物體速率變化越快B.向心加快度的大小與軌道半徑成反比C.向心加快度的方向一直與線速度方向垂直D.在勻速圓周運動中向心加快度是恒量2分析:向心加快度只反應(yīng)速度方向變化的快慢,A錯誤;向心加快度的大小可用表a=或a=ωr示,當(dāng)v一準時,a與r成反比,當(dāng)ω一準時,a與r成正比,可見a與r的比率關(guān)系是有條件的,故B錯誤;向心加快度的方向一直與線速度方向垂直,在圓周運動中一直指向圓心,方向在不斷地變化

,不是恒量

,故勻速圓周運動也不可以說是勻變速運動

,應(yīng)是變加快運動

,故

C正確,D

錯誤。答案:C2.對于做勻速圓周運動物體的向心加快度方向

,以下說法正確的選項是

(

)A.與線速度方向一直相同B.與線速度方向一直相反C.一直指向圓心D.一直保持不變分析:做勻速圓周運動的物體的向心加快度方向一直指向圓心。答案:C3.(多項選擇)處于北京和廣州的物體,都隨處球自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運動,對于它們的向心加快度的比較,以下說法中正確的選項是()它們的方向都沿半徑指向地心B.它們的方向都在平行赤道的平面內(nèi)指向地軸C.北京的向心加快度比廣州的向心加快度大D.北京的向心加快度比廣州的向心加快度小分析:以下圖,地球表面各點的向心加快度都在平行赤道的平面內(nèi)指向地軸,選項B正確,選項A錯誤。在地面上緯度為φ的P點,做圓周運動的軌道半徑r=R0cosφ,其向心加快度a=rω2=R0ω2cosφ。因為北京的地理緯度比廣州的地理緯度高,北京的物體隨處球自轉(zhuǎn)的半徑小,兩地的物體隨處球自轉(zhuǎn)的角速度相同,所以北京的物體隨處球自轉(zhuǎn)的向心加快度比廣州的物體小,選項D正確,選項C錯誤。答案:BD題組二有關(guān)向心加快度的計算4.圖為自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動裝置。P是輪盤的一個齒,Q是飛輪上的一個齒。以下說法中正確的選項是()A.P、Q兩點的角速度大小相等B.P、Q兩點的向心加快度大小相等C.P點的向心加快度小于Q點的向心加快度D.P點的向心加快度大于Q點的向心加快度分析:P、Q兩點的線速度大小相等,由ω=知,ω∝,ωP<ωQ,A錯;由a=知,a∝,aP<aQ,C對,B、D錯。答案:C5.一物體以4m/s的線速度做勻速圓周運動,轉(zhuǎn)動周期為2s,則物體在運動過程中的任一時刻,速度變化率的大小為()A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4πm/s2分析:由2πr=vT知r=而a=m/s2=4πm/s2。答案:D6.A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運動,A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍,A的轉(zhuǎn)速為30r/min,B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加快度之比為()A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.8∶1分析:由題意知A、B兩小球的角速度之比ωA∶ωB=nA∶nB=2∶1,所以兩小球的向心加快度之比aA∶aB=RA∶RB=8∶1,D正確。答案:D7.(多項選擇)以下圖,長為L的懸線固定在O點,在O點正下方處有一釘子C,把懸線另一端的小球m拉到跟懸點在同一水平面上無初速度開釋,小球到懸點正下方時懸線遇到釘子,則小球的()線速度忽然增大B.角速度忽然增大C.向心加快度忽然增大D.以上說法均不對分析:當(dāng)小球運動到O點正下方時,因為圓心由O點變?yōu)镃點,小球做圓周運動的半徑忽然減小,而小球的線速度不可以突變,即線速度不變,由v=ω·r,可知角速度會忽然增大由an=可知向心加快度忽然增大,故C選項正確。

,故

B選項正確

;答案:BC8.飛機由俯沖轉(zhuǎn)為拉起的一段軌跡能夠近似當(dāng)作圓弧,以下圖,假如這段圓弧的半徑2分析:飛機在最低點做圓周運動,其向心加快度最大不得超出8g才能保證飛翔員的安全an=得v=m/s=80m/s。

r=800,由答案:80m/s(建議用時:30分鐘)1.做勻速圓周運動的兩物體甲和乙

,它們的向心加快度分別為

a1和

a2,且

a1>a2,以下判斷正確的是(

)甲的線速度大于乙的線速度B.甲的角速度比乙的角速度小C.甲的軌道半徑比乙的軌道半徑小D.甲的速度方向比乙的速度方向變化快分析:因為不知甲和乙做勻速圓周運動的半徑大小關(guān)系,故不可以確立它們的線速度、角速度的大小關(guān)系,A、B、C錯。向心加快度是表示線速度方向變化快慢的物理量,a1>a2,表示甲的速度方向比乙的速度方向變化快,D對。答案:D2.以下圖一端固定,另一端系一小球,讓小球在圓滑水平面內(nèi)做勻速圓周運動,對于小球運動到P點時的加快度方向,以下圖中可能的是()分析:勻速圓周運動的物體的加快度就是向心加快度

,其方向指向圓心

,B正確。答案:B3.以下圖,A、B為嚙合傳動的兩齒輪A.角速度之比為2∶1B.向心加快度之比為1∶2

,RA=2RB,則

A、B兩輪邊沿上兩點的

(

)C.周期之比為1∶2D.轉(zhuǎn)速之比為2∶1分析:兩嚙合齒輪邊沿上的兩點應(yīng)知足vA=vB,又v=ωR,則有ωA∶ωB=RB∶RA=1∶2,A錯誤;由a=可知aA∶aB=RB∶RA=1∶2,B正確;周期TA∶TB=ωB∶ωA=2∶1,C錯誤;轉(zhuǎn)速n∝ω,則nA∶nB=1∶2,D錯誤。答案:B4.(多項選擇)一質(zhì)點做勻速圓周運動A.在時間t內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過的角度B.在時間t內(nèi)走過的行程x=·t

,軌道半徑為θ=·t

R,向心加快度為

a,則質(zhì)點(

)C.運動的線速度D.運動的周期

v=T=2π分析:由公式an=rω2得ω=,在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度θ=ωt=·t,故A項正確;由an=得v=,在時間t2內(nèi)經(jīng)過的行程(弧長)x=vt=·t,故B項錯誤,C項正確;由an=r·()=得T==2π,故D項錯誤。5.(多項選擇)A、B兩質(zhì)點做勻速圓周運動的向心加快度隨半徑變化的圖象以下圖,此中A為雙曲線的一個分支,由圖可知()A.A物體運動的線速度大小不變B.A物體運動的角速度大小不變C.B物體運動的角速度大小不變D.B物體運動的線速度大小不變分析:解此題時,應(yīng)先依據(jù)圖象確立向心加快度隨半徑r變化的函數(shù)關(guān)系,再依據(jù)這個函數(shù)關(guān)系,聯(lián)合向心加快度的計算公式作出判斷。由an=知,v一準時,an與r成反比;由an=ω2r知,ω一準時,an與r成正比;圖線A為雙曲線的一支,an與r成反比,故線速度不變,選項A正確;圖線B為過原點的直線,an與r成正比,故角速度不變,選項C正確。答案:AC6.以下圖,兩輪壓緊,經(jīng)過摩擦傳動(不打滑中點,C、D分別是大輪和小輪邊沿的一點

),已知大輪半徑是小輪半徑的2倍,E為大輪半徑的,則E、C、D三點向心加快度的大小關(guān)系正確的選項是(

)A.anC=anD=2anE

B.anC=2anD=2anEC.anC==2anE

D.anC==a

nE2分析:同軸轉(zhuǎn)動,C、E兩點的角速度相等,由an=ωr,有=2,即anC=2anE;兩輪邊沿點的線速度大小相等,由an=,有,即anC=anD,應(yīng)選C。7.(多項選擇)以下圖,一小球以大小為a=4m/s2的