探究功與速度變化的關(guān)系習題

/1．如圖所示為與小車相連、穿過打點計時器的一條紙帶.紙帶上的點距并不都是均勻的.下列說法正確的是〔。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定小車的速度④利用A、B、C、D、E這些點之間的距離來確定小車的速度A．①③B．②④C．①④D．②③2．用如圖所示的裝置.探究功與物體速度變化的關(guān)系。實驗時.先適當墊高木板.然后由靜止釋放小車.小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出.沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶.記錄其運動情況。觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不勻.后面部分點跡比較均勻.回答下列問題：〔1適當墊高木板是為了________?！?通過紙帶求小車速度時.應使用紙帶的________〔填"全部""前面部分"或"后面部分"?！?若實驗做了n次.所用橡皮筋分別為1根、2根……n根.通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2……vn.用W表示橡皮筋對小車所做的功.作出的Wv2圖線是一條過坐標原點的直線.這說明W與v的關(guān)系是________。4．為了探究受到空氣阻力時.物體運動速度隨時間的變化規(guī)律.某同學采用了"加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系"的實驗裝置〔如圖所示。實驗時.平衡小車與木板之間的摩擦力后.在小車上安裝一薄板.以增大空氣對小車運動的阻力。〔1往砝碼盤中加入一小砝碼.在釋放小車____〔選填"之前"或"之后"接通打點計時器的電源.在紙帶上打出一系列的點。〔2從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量.得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：時間t/s00．501．001．502．002．50速度v/〔m·s－10．120．190．230．260．280．29請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象?！?通過對實驗結(jié)果的分析.該同學認為：隨著運動速度的增加.小車所受的空氣阻力將變大。你是否同意他的觀點？請根據(jù)v-t圖象簡要闡述理由。答案與解析1.答案：B2.答案：〔1平衡摩擦力〔2后面部分〔3W與速度v的平方成正比3.答案：〔1先接通電源再釋放小車關(guān)閉打點計時器電源〔25．100．494.〔1之前,實驗時.應先接通打點計時器.待打點計時器正常工作后再釋放小車。〔2見下圖〔3同意。在v-t圖象中.速度越大時.加速度越小.小車受到的合力越小.則小車受空氣阻力越大。1、關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中.下列敘述正確的是<>A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．每次實驗中.橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C．放小車的長木板應該盡量使其水平D．先接通電源.再讓小車在橡皮筋的作用下彈出2、在"探究功與速度變化的關(guān)系"的實驗中.得到的紙帶如圖所示.小車的運動情況可描述為：A、B之間為________運動；C、D之間為________運動.應選________來計算小車的速度v.3、〔多選在做"探究功與物體速度變化關(guān)系"的實驗時.下列說法正確的是<>A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度4、在課本實驗中.小車會受到阻力.但可使木板傾斜作為補償．則下列操作正確的是<>A．放開小車.能夠自由下滑即可B．放開小車.能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車.能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車.能夠勻速下滑即可5、在"探究力對物體做功與速度變化的關(guān)系"的實驗中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變.這樣每次<>A．做的功一樣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6.如圖所示為與小車相連、穿過打點計時器的一條紙帶.紙帶上的點距并不都是均勻的.下列說法正確的是〔。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定小車的速度④利用A、B、C、D、E這些點之間的距離來確定小車的速度A．①③B．②④C．①④D．②③7.用如圖所示的裝置.探究功與物體速度變化的關(guān)系。實驗時.先適當墊高木板.然后由靜止釋放小車.小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出.沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶.記錄其運動情況。觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不勻.后面部分點跡比較均勻.回答下列問題：1適當墊高木板是為了________。〔2通過紙帶求小車速度時.應使用紙帶的________〔填"全部""前面部分"或"后面部分"?！?若實驗做了n次.所用橡皮筋分別為1根、2根……n根.通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2……vn.用W表示橡皮筋對小車所做的功.作出的Wv2圖線是一條過坐標原點的直線.這說明W與v的關(guān)系是________。8.某實驗小組采用圖甲所示的裝置探究"功與速度變化的關(guān)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.打點計時器工作頻率為50Hz。〔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.________。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。測量點x/cmv/〔m·s－1O0．000．35A1．510．40B3．200．45CD7．150．54E9．410．60〔2如圖所示是鉤碼質(zhì)量為0．03kg.砝碼質(zhì)量為0．02kg時得到的一條紙帶.在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(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(jié)果填在表中的相應位置。1、在探究"動能定理"的實驗中.下列物理量中需要直接測量的是：〔A、重錘的質(zhì)量；B、重力加速度；C、重錘下落的高度；D、重錘下落某一高度所對應的瞬時速度。2、〔10分某同學安裝如圖甲的實驗裝置.探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系．①此實驗中.應當是讓重物做運動.〔"需要"、"不需要"測出重物的質(zhì)量；②該同學選取如圖乙所示的一段紙帶.對BD段進行研究．求得B點對應的速度＝m/s.若再求得D點對應的速度為.測出重物下落的高度為.則還應計算與大小是否相等〔填字母表達式；③但該同學在上述實驗過程中存在明顯的問題．安裝實驗裝置時存在的問題是.研究紙帶時存在的問題是.實驗誤差可能較大．3、某探究學習小組的同學欲驗證動能定理.他們在實驗室組裝了一套如圖實－5－11所示的裝置.另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶.用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時.釋放小桶.滑塊處于靜止狀態(tài)．圖實－5－11若你是小組中的一位成員.要完成該項實驗.則：<1>你認為還需要的實驗器材有____________．<2>實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等.沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是__________________________.實驗時首先要做的步驟是________________．<3>在<2>的基礎上.某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙.用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動．用打點計時器記錄其運動情況.在打點計時器打出的紙帶上取兩點.測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2<v1＜v2>．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________．<用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量>4、〔13分某實驗小組采用圖11所示的裝置探究"動能定理"。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。打點計時器工作頻率為50Hz.〔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.打點計時器上打下一列點.；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?！?圖12是鉤碼質(zhì)量為0.03kg.砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶.在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點.可獲得各計數(shù)點到O的距離S及對應時刻小車的瞬時速度v.請將C點的測量結(jié)果填在表1中的相應位置?！?在小車的運動過程中.對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng).做正功.做負功。〔4實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖13中的圖線〔其中。根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是。要驗證"動能定理"還需測量的物理量是摩擦力和。5、〔10分某試驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究"動能原理"。如圖12.他們將拉力傳感器固定在小車上.用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平面上相距50.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器.記錄小車通過A、B時的速度大小、小車中可以放置砝碼。〔1試驗主要步驟如下：①測量和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細線的一端固定在拉力傳感器上.另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在C點..小車在細線拉動下運動.記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度；③在小車中增加砝碼.或.重復②的操作．〔2表1是他們測得的一組數(shù)據(jù).期中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和.是兩個速度傳感器記錄速度的平方差.可以據(jù)此計算出動能變化量△E.F是拉力傳感器受到的拉力.W是F在A、B間所做的功。表格中的△E3=.W3=．〔結(jié)果保留三位有效數(shù)字〔3根據(jù)表1.請在圖13中的方格紙上作出△E-W圖線．圖圖13答案：1、CD2、①自由落體〔1分、不需要〔1分；②0.19〔2分、〔2分、〔2分〔上兩式同乘了m不扣分.若只有其中一式乘m扣該式的2分；③重物會落在桌面上〔或"紙帶打點過短"等與此類似的答案〔1分、BD兩點間隔過短〔1分。3、<1>天平、刻度尺<2>沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力<3>mgL＝eq\f<1,2>Mv22－eq\f<1,2>Mv124、〔1=2\*GB3②接通電源、釋放小車斷開開關(guān)〔25．060．49〔3鉤砝的重力小車受摩擦阻力〔4小車初末速度的平方差與位移成正比小車的質(zhì)量5、〔1①小車；②由靜止開始釋放小車；③改變小車質(zhì)量.〔20.600J.0.610J.〔3△E-W圖線如圖所示1．在"驗證機械能守恒定律"的實驗中.下列物理量中需要用工具測量的有<>A．重錘的質(zhì)量B．重力加速度C．重錘下落的高度D．與重錘下落高度對應的重錘的瞬時速度[答案]C[解析]由機械能守恒定律列方程.等式兩邊都有質(zhì)量可消去.故不用測質(zhì)量.只需測重錘下落高度.計算出對應點的速度.故選C.2．某同學在做利用橡皮筋探究功與速度變化關(guān)系的實驗時.拖著紙帶的小車在橡皮筋的作用下由靜止運動到木板底端.在此過程中打點計時器在紙帶上打下的相鄰點間的距離變化情況是<>A．始終是均勻的B．先減小后增大C．先增大后減小D．先增大后均勻不變[答案]D[解析]橡皮筋對小車作用過程中小車速度增大.所以點間距增大.當小車離開橡皮筋后做勻速直線運動.點的間距不再變化.所以選D.3．用如圖所示實驗裝置來驗證機械能守恒定律時.某同學的以下說法中正確的是<>A．必須用秒表測出重物下落的時間B．實驗操作時.注意手提著紙帶使重物靠近計時器.先接通計時器電源.然后松開紙帶C．如果打點計時器不豎直.重物下落時.其重力勢能有一部分消耗在紙帶摩擦上.就會造成重力勢能的變化小于動能的變化D．驗證時.可以不測量重物的質(zhì)量或重力[答案]BD[解析]因為實驗中運用打點計時器.不需要測時間.A錯誤；打點計時器不豎直.重物下落時.其重力勢能有一部分消耗在紙帶摩擦上.造成重力勢能的減少大于動能的增量.C錯誤；實驗時.為節(jié)約紙帶.便于測量.應使重物靠近計時器.應先通電后放手.B正確；因為動能和勢能表達式中都含有質(zhì)量.可以消去.故不需測質(zhì)量.D正確．4．用橡皮筋探究功與速度變化的實驗中小車會受到阻力.可以使木板傾斜作為補償.則下面操作正確的是<>A．使拖著紙帶的小車由靜止釋放.小車不下滑即可B．使拖著紙帶的小車由靜止釋放.小車能下滑即可C．沿木板推小車<后面拖著紙帶>.打點計時器在紙帶上打下的點均勻分布D．不用掛紙帶.輕推小車.小車能勻速下滑即可[答案]C[解析]因為紙帶在運動中也會受到摩擦力.恰好平衡摩擦力的情況.應是小車拴有紙帶時所受的阻力與重力的分力平衡.故D錯C對；平衡摩擦力后小車應是勻速下滑.A、B不能說明小車處于受力平衡狀態(tài).所以不正確．5．某同學在進行"驗證機械能守恒定律"實驗時.獲得了數(shù)條紙帶.則正確的是<>A．必須挑選第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶進行測量B．在紙帶上選取點跡清楚的、方便測量的某點作計數(shù)點的始點C．用毫米刻度尺量出各計數(shù)點到始點點跡之間的距離.得出重物下落的相應高度h1、h2…h(huán)nD．用公式vn＝eq\f<hn＋1－h(huán)n－1,2T>.計算出各計數(shù)點對應的重物的瞬時速度[答案]CD[解析]由實驗的原理和操作知道.CD都是正確的.對于A.無論何時釋放紙帶.只要方法正確.則仍能驗證機械能守恒定律.不必選第一、二兩點之間的距離接近2mm的紙帶.故A錯．始點應是打的第一個點.不能從中間選取.故B錯．6．<2010·XX>"驗證機械能守恒定律"的實驗中.使用電磁式打點計時器<所用交流電的頻率為50Hz>.得到如圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點.相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來.下列說法正確的是<>A．實驗時應先放開紙帶再接通電源B．<s6－s1>等于<s2－s1>的6倍C．由紙帶可求出計數(shù)點B對應的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s[答案]C[解析]使用打點計時器時應先接通電源后松開紙帶.選項A錯；T＝5×eq\f<1,50>s＝0.1s.s6－s1＝5aT2.s2－s1＝aT2.所以<s6－s1>＝5<s2－s1>.選項BD錯誤；由于s2、s3已知.計數(shù)點間的時間T＝0.1s.所以可求得計數(shù)點B對應的速度.選項C正確．二、非選擇題7．<1>用公式eq\f<1,2>mv2＝mgh時對紙帶上起點的要求是____.為此.所選擇的紙帶第一、第二兩點間距離應接近________．<2>若實驗中所用重物的質(zhì)量m＝1kg.打點紙帶如圖甲所示.打點時間間隔為0.02s.則記錄B點時.重物的速度vB＝________.重物動能EkB＝________.從開始下落到至B點.重物的重力勢能減少量是________.因此可得出的結(jié)論是________．<3>根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v.量出下落距離h.則以eq\f<v2,2>為縱軸.以h為橫軸畫出的圖線應是如圖乙中的________．[答案]<1>初速為零2mm<2>0.59m/s0.17J0.17J在實驗誤差范圍內(nèi).重物動能的增加等于重物重力勢能的減少<3>C[解析]<1>若重物是從初速度為零開始下落.由自由落體運動規(guī)律s＝eq\f<1,2>gt2.t取0.02s.g取9.8m/s2.可計算得s＝1.96mm≈2mm.<2>由勻變速直線運動規(guī)律可知vB＝AC/2T.EkB＝eq\f<1,2>mvB2.ΔEpB＝mgOB由此可求得vB＝0.59m/sEkB＝0.17J；ΔEpB＝0.17J在實驗誤差范圍內(nèi).重物動能的增加等于重物重力勢能的減少．<3>因為eq\f<1,2>mv2＝mgh.約去m.得eq\f<v2,2>＝gh.所以eq\f<v2,2>－h(huán)圖象應是一條過原點的有斜率的直線.直線的斜率大小等于g.所以C正確．8．<2010·XX理綜>利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時.需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶.設計了以下四種測量方案：a．用刻度尺測出物體下落的高度h.并測出下落時間t.通過v＝gt計算出瞬時速度v.b．用刻度尺測出物體下落的高度h.并通過v＝eq\r<2gh>計算出瞬時速度v.c．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度.等于這點前后相鄰兩點間的平均速度.測算出瞬時速度v.并通過h＝eq\f<v2,2g>計算出高度h.d．用刻度尺測出物體下落的高度h.根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度.等于這點前后相鄰兩點間的平均速度.測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確.正確的是________．<填入相應的字母>[答案]d[解析]本題考查驗證機械能守恒定律實驗的原理．根據(jù)實驗原理.h是用刻度尺從紙帶測量得到的.而某點速度由相鄰兩點的平均速度相等得出的.故選項d正確．9．<2010·XX><1>在"探究功與物體速度變化的關(guān)系"的實驗中.為了平衡小車運動中受到的阻力.應該采用下面所述的________方法<填"a"、"b"或"c">．<a>逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度.使靜止的小車開始運動<b>逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度.使小車在木板上保持靜止<c>逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度.使夾在小車后面的紙帶上所打的點間隔均勻<2>在上述實驗操作中.打點計時器使用的交流電頻率為50Hz.某同學打出的一段紙帶如圖所示.O、A、B……E為打點計時器連續(xù)打出的計時點.則小車勻速運動時的速度大小為________m/s.<計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字><3>若某同學分別用1根、2根…5根相同橡皮筋進行實驗.測得小車勻速運動時的速度分別為0.52m/s、0.78m/s、0.96m/s、1.08m/s、1.22m/s.請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在下面的坐標紙上畫出橡皮筋所做功<W>與小車獲得的速度<v>之間的關(guān)系圖象．[答案]<1>C<2>1.40<3>如圖所示10．<2010·XX省級名校聯(lián)考>某實驗小組用"落體法"驗證機械能守恒定律.在用正確的方法進行實驗后：<1>有關(guān)該實驗的注意事項及結(jié)論.下列說法正確的是<>A．打點計時器安裝時.必須使紙帶跟兩限位孔在同一豎直線上.以減小摩擦阻力B．實驗時.需保持提紙帶的手不動.待接通電源.讓打點計時器正常工作后再松開紙帶讓重錘下落C．由于摩擦和空氣阻力的影響.本實驗的系統(tǒng)誤差總是重力勢能的減少量小于動能的增加量D．為了增加實驗的可靠性.可以重復多次實驗<2>實驗小組中有同學提出.在處理實驗數(shù)據(jù)時.所選紙帶必須要求第一、二點間距離接近2mm且第一個點跡要清楚.你是否贊同這位同學的觀點？說出你的理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________.[答案]<1>ABD<2>不贊同[解析]<1>ABD<2>因為紙帶上某兩點<不一定包含第一個點>的距離等于重物下落的高度.這樣就能計算出重物下落過程中重力勢能的減少量.如果再分別算出這兩點的速度.便可以算出這兩點對應重錘的動能.進一步計算出此過程中動能的增加量.若在實驗誤差允許的范圍內(nèi).重力勢能的減少量和相應過程動能的增加量相等.便可以驗證機械能守恒定律．這樣.重力勢能減少的計算不必從起始點開始計算．于是.紙帶打出的起始點O后的第一個0.02s內(nèi)的位移是否接近2mm.以及第一個點是否清晰也就無關(guān)緊要了．11．<2010·XXXX一模>某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．該同學經(jīng)正確操作得到打點紙帶.在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點.依次為1、2、3、4、5、6、7.測量各計數(shù)點到第一個打點的距離h.并正確求出打相應點時的速度v.各計數(shù)點對應的數(shù)據(jù)見下表：計數(shù)點1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/<m·s－1>1.942.332.733.133.50v2/<m·s－1>23.765.437.459.8012.3<1>請在圖乙坐標中.描點作出v2－h(huán)圖線；由圖線可知.重錘下落的加速度g′＝________m/s2<保留三位有效數(shù)字>；<2>若當?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.根據(jù)作出的圖線.能粗略驗證自由下落的重錘機械能守恒的依據(jù)是________．[答案]<1>如圖所示9.75<9.69～9.79均可><2>g′與g基本相等[解析]由機械能守恒定律得.eq\f<1,2>mv2＝mg′h.即v2＝2g′h.圖線的斜率k＝2g′＝eq\f<Δv2,Δh>.代入數(shù)據(jù).得g′＝9.75m/s2.12．如圖所示.兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B.分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端.已知m1>m2.現(xiàn)要利用此裝置驗證機械能守恒定律．<1>若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量.則需要測量的物理量有________<填選項前編號>．①物塊的質(zhì)量m1、m2；②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間；④繩子的長度．<2>為提高實驗結(jié)果的準確程度.某小組同學對此實驗提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕；②在"輕質(zhì)繩"的前提下.繩子越長越好；③盡量保證物塊只沿豎直方向運動.不要搖晃；④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能?。陨辖ㄗh中確實對提高準確程度有作用的是______<填選項前編號>．<3>寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準確程度有益的建議：________________________________________________________________________.[答案]<1>①②或①③<2>①③<3>例如："對同一高度進行多次測量取平均值"；"選取受力后相對伸長盡量小的繩"等．<任選一條即可>[解析]A和B在運動過程中.速度大小始終相等．需要驗證的式子為<m1－m2>gh＝eq\f<1,2>m1v2＋eq\f<1,2>m2v2即<m1－m2>gh＝eq\f<1,2><m1＋m2>v2因此.必須測出m1、m2、h并利用v＝at求得速度.其中由于m1g－FT＝m1a.FT－m2g＝m2a.所以a＝eq\f<m1－m2,m1＋m2>g.因此選①②或①③均可．結(jié)合此實驗原理易知繩子適當長一些便于操作.但不可過長；m1與m2越接近.摩擦力等阻力對實驗測量的影響越明顯.為提高實驗結(jié)果的準確度.應選①③.多次測量求平均值的方法在測量型實驗中經(jīng)常應用．另外選取受力后相對伸長盡量小的繩也可提高實驗結(jié)果準確程度．13．為了"探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系".查資料得知.彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f<1,2>kx2.其中k是彈簧的勁度系數(shù).x是彈簧長度的變化量．某同學就設想用壓縮的彈簧推靜止的小球<質(zhì)量為m>運動來探究這一問題．為了研究方便.把小鐵球O放在水平桌面上做實驗.讓小球O在彈力作用下運動.即只有彈簧推力做功．該同學設計實驗如下：首先進行如圖甲所示的實驗：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來.在彈簧的另一端掛上小鐵球O.靜止時測得彈簧的伸長量為d.在此步驟中.目的是要確定物理量________.用m、d、g表示為________．接著進行如圖乙所示的實驗：將這根彈簧水平放在桌面上.一端固定.另一端被小鐵球O壓縮.測得壓縮量為x.釋放彈簧后.小鐵球O被推出去.從高為h的水平桌面上拋出.小鐵球O在空中運動的水平距離為L.小鐵球O的初動能Ek1＝________.小鐵球O的末動能Ek2＝________.彈簧對小鐵球O做的功W＝________.<用m、x、d、g表示>對比W和Ek2－Ek1就可以得出"外力做功與物體動能變化的關(guān)系".即在實驗誤差允許范圍內(nèi).外力所做的功等于物體動能的變化．[答案]彈簧勁度系數(shù)keq\f<mg,d>0eq\f<mgL2,4h>eq\f<mgx2,2d>[解析]該題也是探究做功與物體動能變化的關(guān)系.但是在課本實驗的基礎上進行了變化和創(chuàng)新.主要考查了靈活應用知識的能力和創(chuàng)新能力．在圖甲所示的步驟中.目的是確定彈簧的勁度系數(shù)k.由平衡條件得：mg＝kd即k＝eq\f<mg,d>.在圖乙所示的實驗中.小鐵球的初動能Ek1＝0.又根據(jù)小球做平拋運動得：h＝eq\f<1,2>gt2L＝vt所以EK2＝eq\f<1,2>mv2＝eq\f<1,2>m<Leq\r<g/2h>>2＝eq\f<mgL2,4h>彈簧對小鐵球做的功等于彈性勢能的減少所以W＝eq\f<1,2>kx2＝eq\f<mgx2,2d>.2．在"探究功與物體速度變化關(guān)系"的實驗中.若畫出W－v的圖象.應為圖實－5－9中的哪一個<>圖實－5－93．<2009·XX高考>探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實驗裝置如圖實－5－10所示.實驗主要過程如下：圖實－5－10<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－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∝eq\r<v>等關(guān)系．以下關(guān)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.補償?shù)姆椒?可以使木板適當傾斜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、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因.可能是沒有使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4．<2010·XX模擬>某探究學習小組的同學欲驗證動能定理.他們在實驗室組裝了一套如圖實－5－11所示的裝置.另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶.用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時.釋放小桶.滑塊處于靜止狀態(tài)．圖實－5－11若你是小組中的一位成員.要完成該項實驗.則：<1>你認為還需要的實驗器材有____________．<2>實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等.沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是__________________________.實驗時首先要做的步驟是________________．<3>在<2>的基礎上.某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙.用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動．用打點計時器記錄其運動情況.在打點計時器打出的紙帶上取兩點.測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2<v1＜v2>．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________．<用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量>5．在"探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系"的實驗中備有下列器材：A.打點計時器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板．<1>其中多余的器材是____________.缺少的器材是__________________．<2>測量時間的工具是__________________；測量質(zhì)量的工具是____________________．<3>圖實－5－12所示是打點計時器打出的小車<質(zhì)量為m>在恒力F作用下做勻加速直線運動的紙帶．測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中.打點計時器的打點周期為T.請分析.利用這些數(shù)據(jù)能否驗證動能定理？若不能.請說明理由；若能.請說出做法.并對這種做法做出評價．圖實－5－126．<2010·XX模擬>某同學為探究"恒力做功與物體動能改變的關(guān)系".設計了如下實驗.他的操作步驟是：①連接好實驗裝置如圖實－5－13所示．②將質(zhì)量為200g的小車拉到打點計時器附近.并按住小車．③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中.他挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上．④釋放小車.打開打點計時器的電源.打出一條紙帶．圖實－5－13<1>在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條．經(jīng)測量、計算.得到如下數(shù)據(jù)：①第一個點到第N個點的距離為40.0cm.②打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s.該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力.拉力對小車做的功為________J.小車動能的增量為________J.<2>此次實驗探究結(jié)果.他沒能得到"恒力對物體做的功等于物體動能的增量".且誤差很大.顯然.在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助分析一下.造成較大誤差的主要原因有：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.7．<2010·XX模擬>為了探究功與物體速度變化的關(guān)系.現(xiàn)提供如圖實－5－14所示的器材.讓小車在橡皮筋的作用下彈出后.沿木板滑行.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50Hz>圖實－5－14<1>為了消除摩擦力的影響應采取什么措施？________________________________________________________________________.<2>當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進行第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.如圖實－5－15所示是其中四次實驗打出的部分紙帶．圖實－5－15<4>試根據(jù)第<2>、<3>項中的信息.填寫下表.次數(shù)1234橡皮筋對小車做功W小車速度v<m/s>v2<m2/s2>從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：__________________________________________________.8．<2009·上海高考>利用圖實－5－16<a>所示實驗裝置可粗略測量人吹氣產(chǎn)生的壓強．兩端開口的細玻璃管水平放置.管內(nèi)塞一潮濕小棉球.實驗者從玻璃管的一端A吹氣.棉球從另一端B飛出.測得玻璃管內(nèi)部截面積S.距地面高度h.棉球質(zhì)量m.開始時棉球的靜止位置與管口B的距離x.落地點C與管口B的水平距離l.然后多次改變x.測出對應的l.畫出l2－x關(guān)系圖線如圖<b>所示.并由此得出相應的斜率k.圖實－5－16<1>若不計棉球在空中運動時的空氣阻力.根據(jù)以上測得的物理量可得.棉球從B端飛出時速度v0＝________.<2>假設實驗者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強始終為恒定值.不計棉球與管壁的摩擦.重力加速度g、大氣壓強p0均為已知.利用圖<b>中擬合直線的斜率k可得.管內(nèi)氣體壓強p＝________.<3>考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦力.則<2>中得到的p與實際壓強相比________<填：偏大、偏小>．3．在"探究功與速度變化的關(guān)系"的實驗中.某同學是用下面的方法和器材進行實驗的:放在長木板上的小車由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運動.小車拉動固定在它上面的紙帶.紙帶穿過打點計時器.關(guān)于這一實驗.下列說法中正確的是<>A．長木板要適當傾斜.以平衡小車運動中受到的阻力B．.重復實驗時.雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同.但每次應使橡皮筋拉伸的長度相同C．利用紙帶上的點計算小車的速度時.應選用紙帶上打點最密集的部分進行計算D．利用紙帶上的點計算小車的速度時.應選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算答案：3.ABD4.在課本實驗中.小車會受到阻力.但可使木板傾斜作為補償．則下列操作正確的是<>A．放開小車.能夠自由下滑即可B．放開小車.能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車.能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車.能夠勻速下滑即可答案：4.D5.在"探究力對物體做功與速度變化的關(guān)系"的實驗中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變.這樣每次<>A．做的功一樣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)生的重力勢能相同答案：5.B6.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.具體做法是<>A．用同樣的力對小車做功.讓小車通過的距離依次為x、2x、3x……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……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．利用彈簧秤測量對小車的拉力F.利用直尺測量小車在力F作用下移動的距離x.便可以求出每次實驗中力對小車做的功.可控制為W、2W、3W……答案：6.C7.探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系.實驗裝置如圖1-7-8所示.實驗主要過程如下：圖圖1-7-8〔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、、、……；〔3作出草圖；〔4分析圖象.如果圖象是一條直線.表明W∝；如果不是直線.可考慮是否存在∝、∝、∝等關(guān)系.以下關(guān)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.補償?shù)姆椒?可以使木板適當傾斜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、中間疏.出現(xiàn)這種情況的原因.可能是沒有使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答案：7.D8.在"探究恒力做功與動能改變的關(guān)系"實驗中.某實驗小組采用如圖1-7-12甲所示的裝置.實驗步驟如下：圖1-7-12⑴把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點計時器；⑵改變木板的傾角,以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；⑶用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連；⑷接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,測出x、x1、x2<如圖乙所示>,查得打點周期為T.判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是;本實驗還需直接測量的物理量是:<用相應的符號表示>.探究結(jié)果的表達式是<用相應的符號表示>.答案：8.紙帶上點跡間距相等小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的總質(zhì)量m9．小明同學設計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力做功的關(guān)系.實驗的主要步驟是：①找一段平直的路面.并在路面上畫一道起點線；②騎上自行車用較快速度駛過起點線.并從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬.讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；④待車停下.記錄自行車停下時的位置；⑥用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h.若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定.〔1自行車經(jīng)過起點線時的速度〔用己知的物理量和所測量得到的物理量表示；〔2自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功〔用己知的物理量和所測量得到的物理量表示；〔3多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度.重復上述實驗步驟②~④.則每次只需測量上述物理量中的和.就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的.答案：9.⑴⑵fL<3>sL解析:〔1本題是對探究動能定理實驗的實際拓展.綜合性較強.自行車經(jīng)過起點線時的速度可以看成打點計時器打下的點.；〔2根據(jù)定義.自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功；〔3多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度.重復多次測量.則每次只需用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L。10.為了探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖1-7-13所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請思考探究思路并回答下列問題<打點計時器所用交流電頻率為50Hz>:圖1-7-13<1>為了消除摩擦力的影響應采取什么措施?<2>①當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進行第1次、第2次、第3次……實驗時,每次實驗中橡皮筋拉伸的長度應都保持一致,我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W.②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1-7-14所示是其中四次實驗打出的部分紙帶.圖1-7-14試根據(jù)第①、②項中的信息,填寫下表.從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:.答案：10.<1>可將木板一端墊高,使重力沿斜面的分力與摩擦力平衡.<2>橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比11.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究"動能定理".如圖1-7-3所示.他們將拉力傳感器固定在小車上.用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器.記錄小車通過A、B時的速度大小.小車中可以放置砝碼.圖1-7-3〔1實驗主要步驟如下：①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細線的一端固定在拉力傳感器上.另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在C點.__________.小車在細線拉動下運動.記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度.③在小車中增加砝碼.或_______________.重復②的操作.〔2表1是他們測得的一組數(shù)據(jù).其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和.|v22－v21|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差.可以據(jù)此計算出動能變化量△E.F是拉力傳感器受到的拉力.W是F在A、B間所做的功.表格中△E3=__________.W3=________.<結(jié)果保留三位有效數(shù)字>表1數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|v21－v22/<m/s>2△E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40△E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43〔3根據(jù)表1.請在圖1-7-4中的方格紙上作出△E-W圖線.圖圖1-7-4答案：11.〔1①小車、砝碼②接通電源.釋放小車③減少砝碼〔20.6000.610〔3如圖1-7-5所示.圖1-7-512.某探究學習小組的同學欲驗證"動能定理".他們在實驗室組裝了一套如圖1-7-6所示的裝置.另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源一臺.導線、復寫紙、紙帶、細沙若干．當滑塊連接上紙帶.用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時.釋放小桶.滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員.要完成該項實驗.則：圖圖1-7-6〔1還需要補充的實驗器材是．〔2某同學的實驗步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況.用天平稱出此時沙和