7.6 实验：探究功与速度变化的关系 每课一练（人教必修2）
文档属性
| 名称 | 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 每课一练（人教必修2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 110.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-12-27 21:19:25 | ||
图片预览
文档简介
7.6 实验：探究功与速度变化的关系
1．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的。我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( )
A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为x、2x、3x……进行第1次、第2次、第3次……，实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
B．让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F、第3次为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……
D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离x，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……
解析：实际操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分别用2根、3根、……且每次拉到同样的长度，即能得到W、2W、3W、……的功，故C正确。
答案：C
2.某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂，改进如下：如图7－6－7所示，将教材实验中的木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在橡皮筋作用下加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平抛运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、
xn，则( ) 图7－6－7
A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n为橡皮筋条数)
B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n为橡皮筋条数)
C．该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差
D．该实验中倾斜木板会产生误差
解析：由W∝v2，x∝v，W∝n得x2∝n，选项B正确。该实验应用了平抛原理，如果本板倾斜，则变为斜抛，将产生误差。选项D正确。
答案：BD
3．在用图7－6－8所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法正确的是( )
图7－6－8
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
解析：实验通过增加橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功成倍增加，故A正确，B错误。小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕时的最大速度，故C正确，D错误。
答案：AC
4．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图7－6－9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的纸带上的点计算出。
图7－6－9
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)；
(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
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。
答案：(1)交流 (2)D (3)B
5．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图7－6－10所示，当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。
图7－6－10
(1)关于该实验，下列说法正确的是( )
A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 V
B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出W－vmax、W－v、W－v、W2－vmax、W3－vmax、…的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系。
(2)如图7－6－11给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vmax＝________ m/s。
图7－6－11
解析：(1)实验应用交流电源，A错；实验中使用的橡皮筋原长应相等，B错；每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出，C正确；作出各种不同形式的图像，才能判断做功与速度变化的关系，D正确。
(2)由纸带计算得AB＝1.47 cm，BC＝1.66 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.51 cm，小车从打B点到打D点的过程中做匀速运动，则小车的最大速度
vmax＝＝ m/s＝0.82 m/s。
答案：(1)CD (2)0.82
6．现有以下器材：小球、弧形光滑轨道、刻度尺、铅笔、白纸、复写纸、铁架台、重锤等，试探究能否设计一个实验，探究合外力的功与物体速度的关系。并说明：
(1)实验方案；
(2)探究功与速度的方法。
解析：(1)实验方案：
①如图固定好轨道，让其末端保持水平
②让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下，最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上。
③记下小球释放点及最后落点的位置，用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x。
④多次改变小球的释放点位置，记录并测量每次的h、x的值。
(2)探究方法：
①由小球的落点P到O点的距离可求得平抛的初速度v＝，由下落的高度h，可求沿轨道运动中合力(重力)的功W＝mgh，t一定，mg一定，所以h与x的关系反映了W与v的关系。
②在坐标纸上建立h－x坐标系，描出一系列点。
③用平滑的曲线连接各个点。
④可尝试作出h－x2，h－x3或h－图线，探究功与速度的关系。
答案：见解析
1．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的。我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( )
A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为x、2x、3x……进行第1次、第2次、第3次……，实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
B．让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F、第3次为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……
D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离x，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……
解析：实际操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分别用2根、3根、……且每次拉到同样的长度，即能得到W、2W、3W、……的功，故C正确。
答案：C
2.某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂，改进如下：如图7－6－7所示，将教材实验中的木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在橡皮筋作用下加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平抛运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、
xn，则( ) 图7－6－7
A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n为橡皮筋条数)
B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n为橡皮筋条数)
C．该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差
D．该实验中倾斜木板会产生误差
解析：由W∝v2，x∝v，W∝n得x2∝n，选项B正确。该实验应用了平抛原理，如果本板倾斜，则变为斜抛，将产生误差。选项D正确。
答案：BD
3．在用图7－6－8所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法正确的是( )
图7－6－8
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
解析：实验通过增加橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功成倍增加，故A正确，B错误。小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕时的最大速度，故C正确，D错误。
答案：AC
4．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图7－6－9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的纸带上的点计算出。
图7－6－9
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)；
(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
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。
答案：(1)交流 (2)D (3)B
5．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图7－6－10所示，当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。
图7－6－10
(1)关于该实验，下列说法正确的是( )
A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 V
B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出W－vmax、W－v、W－v、W2－vmax、W3－vmax、…的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系。
(2)如图7－6－11给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vmax＝________ m/s。
图7－6－11
解析：(1)实验应用交流电源，A错；实验中使用的橡皮筋原长应相等，B错；每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出，C正确；作出各种不同形式的图像，才能判断做功与速度变化的关系，D正确。
(2)由纸带计算得AB＝1.47 cm，BC＝1.66 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.51 cm，小车从打B点到打D点的过程中做匀速运动，则小车的最大速度
vmax＝＝ m/s＝0.82 m/s。
答案：(1)CD (2)0.82
6．现有以下器材：小球、弧形光滑轨道、刻度尺、铅笔、白纸、复写纸、铁架台、重锤等，试探究能否设计一个实验，探究合外力的功与物体速度的关系。并说明：
(1)实验方案；
(2)探究功与速度的方法。
解析：(1)实验方案：
①如图固定好轨道，让其末端保持水平
②让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下，最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上。
③记下小球释放点及最后落点的位置，用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x。
④多次改变小球的释放点位置，记录并测量每次的h、x的值。
(2)探究方法：
①由小球的落点P到O点的距离可求得平抛的初速度v＝，由下落的高度h，可求沿轨道运动中合力(重力)的功W＝mgh，t一定，mg一定，所以h与x的关系反映了W与v的关系。
②在坐标纸上建立h－x坐标系，描出一系列点。
③用平滑的曲线连接各个点。
④可尝试作出h－x2，h－x3或h－图线，探究功与速度的关系。
答案：见解析