2019-2020年高中物理 第7章 机械能守恒定律 6 实验 探究功与速度变化的关系课时作业 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第7章 机械能守恒定律 6 实验 探究功与速度变化的关系课时作业 新人教版必修21(多选)(xx济南高一检测)关于“探究恒力做功与动能变化”的实验，下列说法中正确的是()A应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角【解析】实验中调整定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力，A对，B错；纸带上打出的点越来越密，表明小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C对，D错【答案】AC2关于“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列叙述正确的是()A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出【解析】本实验没有必要算出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，B错；小车运动过程中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始稳定工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确【答案】D3在“探究功与速度变化的关系”的实验中，得到的纸带如图767所示，小车的运动情况可描述为：A、B之间为_运动；C、D之间为_运动小车离开橡皮筋后的速度为_m/s.图767【解析】由图可知小车在A、B之间做加速运动，由于相邻计数点间位移之差不等，由xaT2知，小车的加速度是变化的，故做变加速运动在C、D之间计数点均匀分布，说明小车做匀速运动小车离开橡皮筋后做匀速运动，由CD段纸带求出速度为：v m/s0.36 m/s.【答案】变加速匀速0.364某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图768所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，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)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算图768(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(选填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(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线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图769所示的纸带回答)图769【解析】(1)打点计时器使用的是交流电源；(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故D正确；(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确；(4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ段进行测量【答案】(1)交流(2)D(3)B(4)GJ5在“探究恒力做功和物体速度变化的关系”实验中：(1)某同学的实验设计方案如图7610所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)，还需要满足的条件是_图7610(2)如图7611所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是该同学确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示则打C点时小车的速度为_；要验证合外力的功与速度变化的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有_图7611【解析】(1)只有当钩码的重力远小于小车的总重力时，才能近似地认为小车受到的拉力等于钩码的重力(2)C点的速度等于BD段的平均速度，故vC.要探究合外力做的功和速度变化间的关系，需要测出小车受到的拉力大小(钩码的重力)和小车位移，所以除位移、速度外，还需要测出钩码的重力【答案】(1)钩码的重力远小于小车的总重力(2)钩码的重力6(xx扬州高一检测)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图7612所示图7612将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上接通电磁打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.打下第N个点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_ J.(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：_.【解析】(1)拉力Fmg0.0509.8 N0.49 N拉力对小车做的功WFl0.490.400 J0.196 J小车动能的增量Ekmv20.2001.002 J0.100 J.(2)误差很大的可能原因：小车质量不满足远大于钩码质量，使钩码的重力与小车受到的拉力差别较大；没有平衡摩擦力【答案】(1)0.196 0.100(2)小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力7某同学利用图7613甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(ms1)0.711.231.421.581.87(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)图7613(1)由表可得出定性结论：_.(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象(画在图7613乙中)(3)由图大致可判断出W与v的关系是_.(4)填写下表的空白部分.实验次数12345橡皮筋做功W0v2/(m2s2)W与v的关系【解析】每条橡皮筋拉长的长度都一样，一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，则做功与拉长橡皮筋条数成正比，第2、3、4、5次拉长橡皮筋做功应分别为3W0、4W0、5W0、7W0.(1)定性结论：橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越大，小车获得的速度越大(2)W与v关系的图象为抛物线，如图所示(3)可能Wv2.(4)如表.实验次数12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2s2)0.501.512.022.503.50W与v的关系Wv2【答案】见解析8某实验小组利用拉力传感器和速度传感器“探究功与速度变化的关系”如图7614所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B点时的速度大小，小车中可以放置砝码图7614(1)实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度在小车中增加砝码或_，重复的操作(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|vv|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功表格中的E3_，W3_.(结果保留三位有效数字)数据记录表次数M/kg|vv|/ m2/s2E/JF/NW/J10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430(3)根据表格，请在图7615中的方格纸上作出EW图线图7615【解析】(1)在实验过程中拉力对小车和拉力传感器做功使小车和拉力传感器的动能增加，所以需要测量小车和拉力传感器的总质量；通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；(2)通过拉力传感器的示数和A、B间距用WFL可计算拉力做的功；(3)利用图象法处理数据，可知W与E成正比，作图可用描点法，图线如图所示【答案】(1)小车释放小车减少砝码(2)0.600 J0.610 J(3)见解析图