2018-2019学年人教版高中物理 必修二 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 同步练习
一、单选题
1．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，若画出W－v的图象，应为图中的哪一个（ ）
A． B．
C． D．
2．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，计算小车的速度时，应选择纸带上的哪些点进行计算（ ）
A．小车开始运动的点 B．纸带上远离小车的点
C．纸带上靠近小车的点 D．确定小车做匀速运动的点
3．为了计算因橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用哪个点的速度才符合要求
A．B点 B．C点 C．D点 D．E点
4．（2017高二上·江西开学考）在探究功与速度变化的关系的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力
B．重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同
C．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算
D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算
5．运用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．由于本实验中的摩擦力较小，所以没必要平衡摩擦力
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车匀速运动时的速度
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
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
二、实验题
6．如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是（ ）
A．橡皮筋做的功可以直接测量
B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍
7．在“探究功与速度变化的关系实验”中，如图所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的，下面说法正确的是
纸带的左端是与小车相连的
纸带的右端是与小车相连的
利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度．
A． B． C． D．
8．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确 甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图线，即 图，如图甲所示，并由此图线直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即 图，如图乙所示，并由此图线也直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是
A．甲的分析比乙科学合理 B．乙的分析比甲科学合理
C．甲和乙的分析同样科学合理 D．甲和乙的分析都不科学合理
9．利用如图所示装置可以做力学中的许多实验，则下列利用此装置进行相关实验时哪一个说法是正确的 （ ）
A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响
B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出小车的加速度a随质量M变化的 图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力
D．实验时不需要调整滑轮高度，不用管细线与木板是否平行
10．在探究功与速度变化的关系的实验中得到如图所示的纸带，纸带与小车相连且足够长，由图可知纸带上的间距明显不均匀，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是（ ）
A．若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
B．若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
C．若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力
D．若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力
11．在“探究恒力做功和物体动能变化关系”实验中。某同学的实验方案如图所示,他想用钩码的重 力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实 验误差，正确的措施是（ ）(选出所有正确选项）
A．取下钩码，抬高滑板一端，让小车匀速下滑，平衡摩擦力
B．实验中要保持钩码质量远大于小车的质量
C．实验中要保持钩码质量远小于小车的质量
D．要先接通电源，然后释放小车
12．探究做功与速度变化的关系实验中，某同学利用如图所示的装置，通过数根相同的橡皮条和打点计时器，来探究橡皮条做功与小车获得速度之间的关系，得到数据如表所示，则下述说法中正确的是
A B C
橡皮条数 速度 速度的平方
1
2
3
4
A．利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加
B．每次改变橡皮条的根数，必须将小车拉到相同位置由静止释放
C．从表格A列和B列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度成正比例关系
D．从表格A列和C列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度平方成正比例关系
13．图甲中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系．倾角为θ的斜面体固定在实验台上，将光电门固定在斜面体的底端O点，将小球从斜面上的不同位置由静止释放．释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm．
（1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，钢球的直径D= cm
（2）该实验 （选填“需要”或者“不需要”）测量小球质量；小球通过光电门经历的时间为△t，小球通过光电门的速度为 （填字母），不考虑误差的影响，从理论上来说，该结果 （选填“＜”，“＞”或“=”）球心通过光电门的瞬时速度．
（3）为了探究做功与速度变化的关系，依次记录的实验数据如表所示．
实验次数 1 2 3 4 5 6
d/×10﹣2m 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
v/（m s﹣1） 0.69 0.98 1.20 1.39 1.55 1.70
v2/（m s﹣1）2 0.48 0.97 1.43 1.92 2.41 2.86
/（m s﹣1） 0.83 0.99 1.10 1.18 1.24 1.30
从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是： ．
14．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中。某实验探究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿水平长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并将此过程中弹簧对木块做的功记为W．用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……，弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……，做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W-L图象，如图乙所示．
①根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为 ．
A．W与v0成正比
B．W与v0成线性关系
C．W与v0的二次方成正比
D．W与v0的二次方成线性关系
②图线与纵轴交点的物理意义是 ．
15．某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L＝0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取H＝L－h，g＝9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下表所示.
h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 ……
H/m 0.70 0.60 0.50 0.40 ……
F/N 26.88 24.45 22.00 19.56 ……
（1）当H＝0.60 m时，小球的最大动能为 J，此过程中外力做功为 J；
（2）实验结论是：
（3）根据实验结论，推导出F与H之间的关系为： .
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理 可知当初速度 时有 ，B符合题意。
故答案为：B
【分析】利用动能定理可以判别功和动能关系的图像。
2．【答案】D
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】当橡皮筋恢复原长时，小车合外力为零，做匀速运动，此时速度最大，因此此时速度即为小车最终获得的速度，所以应选择纸带上确定小车做匀速运动的点，故D符合题意.
故答案为：D。
【分析】小车释放后开始做加速运动，当橡皮筋恢复到原长后小车做匀速直线运动，此时的速度为小车的最大速度，所以在选取纸带时应选取点分布均匀的纸带进行测量。
3．【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】橡皮条做功完毕小车速度最大，做匀速直线运动，点迹均匀，选C点，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】橡皮筋做功完小车速度最大继续做匀速运动所以应该从匀速运动开始的点进行求速度。
4．【答案】A,B,D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：A、实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是用一个小木块垫高长木板的一端，A符合题意；
B、橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，故橡皮筋每次拉伸长度必须保持一致．B符合题意；
C、D、当橡皮筋恢复原长时，小车合外力为零，做匀速运动，此时速度最大，因此此时速度即为小车最终获得的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算．C不符合题意，D符合题意．
故答案为：ABD
【分析】实验方案中，对功的大小并没有直接测量，而是根据一个橡皮筋伸长一定长度做功和多条同样的橡皮筋伸长同样长度做功的比例关系来确定的，测量速度时，应该选取最后橡皮筋恢复原长后匀速直线运动的速度，即选择点迹均匀的那一段来测量速度。
5．【答案】A,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：A、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难．A符合题意；
B、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，B不符合题意；
C、实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．C符合题意；
D、实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．不是测量小车加速阶段的平均速度，D不符合题意．
E、实验中要先接通打点计时器的电源再释放纸带．E不符合题意．
故答案为：AC
【分析】实验对象是橡皮筋做功，是利用改变条数改变做功的数值大小；实验应该平衡摩擦力，弹力做功才不会受到影响；打点计时器应该测出弹力做功后小车匀速过程的速度大小，实验细节应该先通电源再释放纸带。
6．【答案】B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C不符合题意，B符合题意。橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】此题属于常识性问题，橡皮筋做的功的具体数值是不能测量出来的，试验中保证每次拉伸的长度一致从而确保每次橡皮筋所做的功都为原先的整数倍，橡皮筋做功的过程只存在于释放的时间开始到橡皮筋恢复原长结束。
7．【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】纸带右端密集，故纸带的右端是与小车相连的，故①错误，②正确；要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的A、B、C、D部分进行测量，故④正确，③错误。所以B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】小车的运动应该是先加速后匀速所以纸带应该是右端与小车相连；也应该利用匀速段测出小车的速度。
8．【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】根据甲图，得到 ，式子中a为常系数，n为指数；当 时，图线为直线；当 时，图线向下弯曲；当 时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式 中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与 成正比，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】一维直线可以直接反应出正比关系，曲线的含义可能是二次或者是三次函数关系。
9．【答案】C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，A不符合题意；曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若 图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出 图象 B不符合题意；探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，C符合题意；实验时需要调整滑轮高度，让细线与木板平行，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】探究小车的匀变速运动，就算有摩擦力作用也是匀变速直线运动；探究小车加速度和质量的关系不成直线关系，就应该找出加速度和质量倒数的关系；实验必须调整滑轮的高度导致细绳和木板平行此时绳子的拉力才不会产生多余分力。
10．【答案】B,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】若纸带左端与小车相连，从纸带间距可以判断小车做减速运动，小车有一定初速度，减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力，C符合题意，A不符合题意．若纸带右端与小车相连，小车一直做加速运动，说明可能平衡摩擦力时，倾角太大，B符合题意，D不符合题意.
故答案为：BC
【分析】从纸带上的点分布再与小车相连可以判断小车做的运动，假如做减速运动说明平衡摩擦力不足，假如加速运动则说明平衡摩擦力过度。
11．【答案】A,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】用如图装置做探究恒力做功和物体动能变化关系实验时，为减少实验误差，要先平衡摩擦力，实验中要保持钩码质量远小于小车的质量。
故答案为：AC，D是正确的实验步骤，但不是减少本实验误差的方法。
故答案为：AC
【分析】实验探究的是拉力做功所以要平衡摩擦力；实验要保持重力等于拉力的大小则必须满足钩码总质量远小于小车的总质量；实验应该先接通电源后释放纸带。
12．【答案】A,B,D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】相同的橡皮条形变程度相同时对外做的功也相同，故可以利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加，A符合题意；每次改变橡皮条的根数，必须将小车拉到相同的位置释放，这样做功才能成倍增加，B符合题意；从表格C列，可判断速度的平方分别为1、2、3、4，再与A列对比可知，橡皮条做功与小车速度平方成正比，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：ABD
【分析】从A列和B列的数据对比看不出做功和速度成正比，应该看A列和C列的数据；实验是通过改变橡皮筋的数量来改变做功的数值，要确保每条橡皮筋的做功相同则必须拉到同一位置。
13．【答案】（1）0.5625
（2）不需要；；＜
（3）合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：（1）螺旋测微器：固定刻度为5.5mm，可动刻度为12.5×0.01mm=0.200mm，则读数为5.5+0.125=5.625mm=0.5625cm．（2）根据动能定理 ，本实验要验证v2=2gd，故不需要测量小球的质量．
由平均速度表示经过光电门时的速度，故小球通过光电门的速度为v=
根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度，（3）根据表格中记录的数据可得，物体的位移d与物体的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的关系，与速度的平方接近正比例关系，所以可选择v2为坐标系的纵坐标．将表格中的数据在d﹣v2坐标系中描点连线如图．从图象得到的直接结论是d与v2成正比；从而间接得到做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比．
故答案为：（1）0.5625；（2）不需要； ；＜；（3）合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比．
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构可以读出钢球的直径；
（2）利用实验原理可以判别不需要测量钢球的质量；小球过光电门的速度为钢球直径除以对应时间；由于钢球的速度为中间时刻的瞬时速度小于末速度所以导致测量值偏小；
（3）利用d与v2的关系可以得出做功的和动能大小变化的关系。
14．【答案】D；A到O克服摩擦力所做的功
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】 ①木块在平衡位置处获得最大速度，之后与弹簧分离，在摩擦力作用下运动到B位置停下，由O到B根据动能定理： ，故L∝v02；由图线知W与L成线性变化，因此W与v02也应成线性．②根据动能定理全过程的表达式 ， ，所以W-L图线不通过原点，是因为未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功或AO段木块克服摩擦力所做的功，则图线与纵轴交点的物理意义是AO段木块克服摩擦力所做的功．
【分析】（1）利用位移和速度的关系可以判别做功和速度的关系；
（2）利用做功的表达式可以判别纵截距的含义。
15．【答案】（1）5.86；5.88
（2）外力所做的功等于物体动能的增量
（3）F＝24.5H＋9.8.
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)根据实验中得到的数据可知，H＝0.60 m，F＝24.45 N，
小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，
在最低点，根据牛顿第二定律得：F－mg＝m 解得： mv2＝5.86 J，
此过程中外力做功为W＝mg(L－h)＝1.00×9.80×0.60 J＝5.88 J.(2)实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量.(3)根据实验结论可知，F－mg＝m ， mv2＝mg(L－h)，解得：F＝ H＋mg，
代入数据得：F＝24.5H＋9.8.
【分析】（1）利用牛顿第二定律可以求出最大的动能，利用动能定理可以求出外力做的功；
（2）利用做功和动能增加的关系可以到处实验结论；
（3）利用牛顿第二定律结合动能定理可以推出表达式。
1 / 12018-2019学年人教版高中物理 必修二 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 同步练习
一、单选题
1．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，若画出W－v的图象，应为图中的哪一个（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理 可知当初速度 时有 ，B符合题意。
故答案为：B
【分析】利用动能定理可以判别功和动能关系的图像。
2．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，计算小车的速度时，应选择纸带上的哪些点进行计算（ ）
A．小车开始运动的点 B．纸带上远离小车的点
C．纸带上靠近小车的点 D．确定小车做匀速运动的点
【答案】D
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】当橡皮筋恢复原长时，小车合外力为零，做匀速运动，此时速度最大，因此此时速度即为小车最终获得的速度，所以应选择纸带上确定小车做匀速运动的点，故D符合题意.
故答案为：D。
【分析】小车释放后开始做加速运动，当橡皮筋恢复到原长后小车做匀速直线运动，此时的速度为小车的最大速度，所以在选取纸带时应选取点分布均匀的纸带进行测量。
3．为了计算因橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用哪个点的速度才符合要求
A．B点 B．C点 C．D点 D．E点
【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】橡皮条做功完毕小车速度最大，做匀速直线运动，点迹均匀，选C点，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】橡皮筋做功完小车速度最大继续做匀速运动所以应该从匀速运动开始的点进行求速度。
4．（2017高二上·江西开学考）在探究功与速度变化的关系的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力
B．重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同
C．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算
D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算
【答案】A,B,D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：A、实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是用一个小木块垫高长木板的一端，A符合题意；
B、橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，故橡皮筋每次拉伸长度必须保持一致．B符合题意；
C、D、当橡皮筋恢复原长时，小车合外力为零，做匀速运动，此时速度最大，因此此时速度即为小车最终获得的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算．C不符合题意，D符合题意．
故答案为：ABD
【分析】实验方案中，对功的大小并没有直接测量，而是根据一个橡皮筋伸长一定长度做功和多条同样的橡皮筋伸长同样长度做功的比例关系来确定的，测量速度时，应该选取最后橡皮筋恢复原长后匀速直线运动的速度，即选择点迹均匀的那一段来测量速度。
5．运用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．由于本实验中的摩擦力较小，所以没必要平衡摩擦力
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车匀速运动时的速度
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
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
【答案】A,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：A、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难．A符合题意；
B、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，B不符合题意；
C、实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．C符合题意；
D、实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．不是测量小车加速阶段的平均速度，D不符合题意．
E、实验中要先接通打点计时器的电源再释放纸带．E不符合题意．
故答案为：AC
【分析】实验对象是橡皮筋做功，是利用改变条数改变做功的数值大小；实验应该平衡摩擦力，弹力做功才不会受到影响；打点计时器应该测出弹力做功后小车匀速过程的速度大小，实验细节应该先通电源再释放纸带。
二、实验题
6．如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是（ ）
A．橡皮筋做的功可以直接测量
B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍
【答案】B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C不符合题意，B符合题意。橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】此题属于常识性问题，橡皮筋做的功的具体数值是不能测量出来的，试验中保证每次拉伸的长度一致从而确保每次橡皮筋所做的功都为原先的整数倍，橡皮筋做功的过程只存在于释放的时间开始到橡皮筋恢复原长结束。
7．在“探究功与速度变化的关系实验”中，如图所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的，下面说法正确的是
纸带的左端是与小车相连的
纸带的右端是与小车相连的
利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度．
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】纸带右端密集，故纸带的右端是与小车相连的，故①错误，②正确；要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的A、B、C、D部分进行测量，故④正确，③错误。所以B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】小车的运动应该是先加速后匀速所以纸带应该是右端与小车相连；也应该利用匀速段测出小车的速度。
8．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确 甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图线，即 图，如图甲所示，并由此图线直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即 图，如图乙所示，并由此图线也直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是
A．甲的分析比乙科学合理 B．乙的分析比甲科学合理
C．甲和乙的分析同样科学合理 D．甲和乙的分析都不科学合理
【答案】B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】根据甲图，得到 ，式子中a为常系数，n为指数；当 时，图线为直线；当 时，图线向下弯曲；当 时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式 中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与 成正比，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】一维直线可以直接反应出正比关系，曲线的含义可能是二次或者是三次函数关系。
9．利用如图所示装置可以做力学中的许多实验，则下列利用此装置进行相关实验时哪一个说法是正确的 （ ）
A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响
B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出小车的加速度a随质量M变化的 图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力
D．实验时不需要调整滑轮高度，不用管细线与木板是否平行
【答案】C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，A不符合题意；曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若 图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出 图象 B不符合题意；探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，C符合题意；实验时需要调整滑轮高度，让细线与木板平行，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】探究小车的匀变速运动，就算有摩擦力作用也是匀变速直线运动；探究小车加速度和质量的关系不成直线关系，就应该找出加速度和质量倒数的关系；实验必须调整滑轮的高度导致细绳和木板平行此时绳子的拉力才不会产生多余分力。
10．在探究功与速度变化的关系的实验中得到如图所示的纸带，纸带与小车相连且足够长，由图可知纸带上的间距明显不均匀，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是（ ）
A．若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
B．若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
C．若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力
D．若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力
【答案】B,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】若纸带左端与小车相连，从纸带间距可以判断小车做减速运动，小车有一定初速度，减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力，C符合题意，A不符合题意．若纸带右端与小车相连，小车一直做加速运动，说明可能平衡摩擦力时，倾角太大，B符合题意，D不符合题意.
故答案为：BC
【分析】从纸带上的点分布再与小车相连可以判断小车做的运动，假如做减速运动说明平衡摩擦力不足，假如加速运动则说明平衡摩擦力过度。
11．在“探究恒力做功和物体动能变化关系”实验中。某同学的实验方案如图所示,他想用钩码的重 力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实 验误差，正确的措施是（ ）(选出所有正确选项）
A．取下钩码，抬高滑板一端，让小车匀速下滑，平衡摩擦力
B．实验中要保持钩码质量远大于小车的质量
C．实验中要保持钩码质量远小于小车的质量
D．要先接通电源，然后释放小车
【答案】A,C
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】用如图装置做探究恒力做功和物体动能变化关系实验时，为减少实验误差，要先平衡摩擦力，实验中要保持钩码质量远小于小车的质量。
故答案为：AC，D是正确的实验步骤，但不是减少本实验误差的方法。
故答案为：AC
【分析】实验探究的是拉力做功所以要平衡摩擦力；实验要保持重力等于拉力的大小则必须满足钩码总质量远小于小车的总质量；实验应该先接通电源后释放纸带。
12．探究做功与速度变化的关系实验中，某同学利用如图所示的装置，通过数根相同的橡皮条和打点计时器，来探究橡皮条做功与小车获得速度之间的关系，得到数据如表所示，则下述说法中正确的是
A B C
橡皮条数 速度 速度的平方
1
2
3
4
A．利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加
B．每次改变橡皮条的根数，必须将小车拉到相同位置由静止释放
C．从表格A列和B列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度成正比例关系
D．从表格A列和C列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度平方成正比例关系
【答案】A,B,D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】相同的橡皮条形变程度相同时对外做的功也相同，故可以利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加，A符合题意；每次改变橡皮条的根数，必须将小车拉到相同的位置释放，这样做功才能成倍增加，B符合题意；从表格C列，可判断速度的平方分别为1、2、3、4，再与A列对比可知，橡皮条做功与小车速度平方成正比，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：ABD
【分析】从A列和B列的数据对比看不出做功和速度成正比，应该看A列和C列的数据；实验是通过改变橡皮筋的数量来改变做功的数值，要确保每条橡皮筋的做功相同则必须拉到同一位置。
13．图甲中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系．倾角为θ的斜面体固定在实验台上，将光电门固定在斜面体的底端O点，将小球从斜面上的不同位置由静止释放．释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm．
（1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，钢球的直径D= cm
（2）该实验 （选填“需要”或者“不需要”）测量小球质量；小球通过光电门经历的时间为△t，小球通过光电门的速度为 （填字母），不考虑误差的影响，从理论上来说，该结果 （选填“＜”，“＞”或“=”）球心通过光电门的瞬时速度．
（3）为了探究做功与速度变化的关系，依次记录的实验数据如表所示．
实验次数 1 2 3 4 5 6
d/×10﹣2m 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
v/（m s﹣1） 0.69 0.98 1.20 1.39 1.55 1.70
v2/（m s﹣1）2 0.48 0.97 1.43 1.92 2.41 2.86
/（m s﹣1） 0.83 0.99 1.10 1.18 1.24 1.30
从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是： ．
【答案】（1）0.5625
（2）不需要；；＜
（3）合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：（1）螺旋测微器：固定刻度为5.5mm，可动刻度为12.5×0.01mm=0.200mm，则读数为5.5+0.125=5.625mm=0.5625cm．（2）根据动能定理 ，本实验要验证v2=2gd，故不需要测量小球的质量．
由平均速度表示经过光电门时的速度，故小球通过光电门的速度为v=
根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度，（3）根据表格中记录的数据可得，物体的位移d与物体的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的关系，与速度的平方接近正比例关系，所以可选择v2为坐标系的纵坐标．将表格中的数据在d﹣v2坐标系中描点连线如图．从图象得到的直接结论是d与v2成正比；从而间接得到做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比．
故答案为：（1）0.5625；（2）不需要； ；＜；（3）合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比．
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构可以读出钢球的直径；
（2）利用实验原理可以判别不需要测量钢球的质量；小球过光电门的速度为钢球直径除以对应时间；由于钢球的速度为中间时刻的瞬时速度小于末速度所以导致测量值偏小；
（3）利用d与v2的关系可以得出做功的和动能大小变化的关系。
14．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中。某实验探究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿水平长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并将此过程中弹簧对木块做的功记为W．用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……，弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……，做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W-L图象，如图乙所示．
①根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为 ．
A．W与v0成正比
B．W与v0成线性关系
C．W与v0的二次方成正比
D．W与v0的二次方成线性关系
②图线与纵轴交点的物理意义是 ．
【答案】D；A到O克服摩擦力所做的功
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】 ①木块在平衡位置处获得最大速度，之后与弹簧分离，在摩擦力作用下运动到B位置停下，由O到B根据动能定理： ，故L∝v02；由图线知W与L成线性变化，因此W与v02也应成线性．②根据动能定理全过程的表达式 ， ，所以W-L图线不通过原点，是因为未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功或AO段木块克服摩擦力所做的功，则图线与纵轴交点的物理意义是AO段木块克服摩擦力所做的功．
【分析】（1）利用位移和速度的关系可以判别做功和速度的关系；
（2）利用做功的表达式可以判别纵截距的含义。
15．某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L＝0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取H＝L－h，g＝9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下表所示.
h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 ……
H/m 0.70 0.60 0.50 0.40 ……
F/N 26.88 24.45 22.00 19.56 ……
（1）当H＝0.60 m时，小球的最大动能为 J，此过程中外力做功为 J；
（2）实验结论是：
（3）根据实验结论，推导出F与H之间的关系为： .
【答案】（1）5.86；5.88
（2）外力所做的功等于物体动能的增量
（3）F＝24.5H＋9.8.
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)根据实验中得到的数据可知，H＝0.60 m，F＝24.45 N，
小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，
在最低点，根据牛顿第二定律得：F－mg＝m 解得： mv2＝5.86 J，
此过程中外力做功为W＝mg(L－h)＝1.00×9.80×0.60 J＝5.88 J.(2)实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量.(3)根据实验结论可知，F－mg＝m ， mv2＝mg(L－h)，解得：F＝ H＋mg，
代入数据得：F＝24.5H＋9.8.
【分析】（1）利用牛顿第二定律可以求出最大的动能，利用动能定理可以求出外力做的功；
（2）利用做功和动能增加的关系可以到处实验结论；
（3）利用牛顿第二定律结合动能定理可以推出表达式。
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