2020-2021学年高一下学期物理人教版必修2第七章第六节 实验：探究功与速度变化的关系 教案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一下学期物理人教版必修2第七章第六节 实验：探究功与速度变化的关系 教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 798.0KB | ||
| 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 | 2021-03-10 06:30:58 | ||
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文档简介
探究功与物体速度变化的关系
【教学目标】
一、知识与技能
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
二、过程与方法
通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
三、情感、态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。
【教学重点】
学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。
【教学难点】
实验数据的处理方法――图象法。
【教学内容】
【教学过程】
【情景导入】
1．在航空母舰上，，飞机的起飞跑道只有80～90m，而飞机起飞的速度不能低于80 m／s，仅靠飞机自身的动力是无法获得足够的速度实现起飞要求的，航空母舰利用蒸汽弹射器达到这一目的，如图5－6－1所示。你知道蒸汽弹射器是怎样帮助飞机起飞的吗？
简答：弹射器对飞机做功，可以使飞机更快地加速，从而使飞机在短距离内获得起飞所需要的速度。
2．有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2是多大？
（2）从甲处到乙处要用去多长时间？
简答：
（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2d2＝v1d1所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2＝d1vl／d2．
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出d－图象，如图5－6－2所示。由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得t＝（d1＋d2）（－）。
图5－6－2
点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果。
【课堂互动】
三点剖析 各个击破
一、探究实验是重点： 1．实验目标
本探究实验应达到两方面的学习目标：（1）了解实验要探究的内容、实验方法与实验技巧，探究实验数据的处理方法。（2）认真体会教材“探究的思路”所体现的科学探究的方法，以及“数据的处理”中提出的分析实验数据、找出功和速度变化关系的方法。
2．探究思路
本探究实验是按着如下的思路进行的：
（1）改变功的大小。采用教材图5．6-1所示实验装置，用1条、2条、3条……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W……（2）确定速度的大小。 小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。（3）寻找功与速度变化的关系。以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W—v曲线（即功—速度曲线）。分析该曲线，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。 【例1】关于探究功与物体速度变化的关系的实验，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，橡皮筋拉伸的长度投有必要保持一致
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：本实验没有必要测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实验时的多少倍就已经足够了，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实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力。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。让打点计时嚣开始工作。然后器再让小车在橡皮筋的作用下弹出。实验中若先释放纸带再接通电源，无法获得初速度为零的时刻，且不能保证能在纸带上打出较多的点。D正确。
答案：D
【例2】若再给你一架天平和砝码，你能利用本实验装置研究功与质量、速度间的关系吗？请说说你的设想。
解析：我们已经知道功与速度间的关系是W∝v2，所以功与质量、速度间的关系可能是
W∝mv2．W∝M?v2．W∝……
用天平测出小车的质量，并在小车内加不同数量的砝码以改变小车的总质量m，如教材中的探究实验那样进行操作，确定橡皮筋所做的功W，测出小车相应的速度v，画出W—mv2．W—M?v2．W—等图象，看哪一种图象是过原点的倾斜直线，即可确定相应的比例关系。
答案：橡皮筋所做的功和小车的质量与所获速度的平方的乘积成正比，即W∝mv2．
二、用图象法处理实验数据是难点： 1．根据实验测得的数据，分别作出W－v曲线、W－v2曲线、W－v3曲线……。如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。
2．图象法是解决物理问题的常见方法，因为它具有简便直观的特点。
3．图象中的曲线形状是根据实验数据，在坐标系中描出各组数据所对应的点，然后用平滑的曲线将各点连起来。
4．关于图象中的曲线，一般要弄清楚图线的斜率、图象的截距，图线与坐标轴围成的面积，所表示的物理意义。
【例3】若外力对物体做功的大小与物体速度的关系满足以下关系，试分析功与物体速度之间的关系。
v/(m·s-1)
O.OO
0.80
1．10
1．28
1．53
1．76
W／J
O.OO
1．00
2．OO
3．00
4．00
5．00
解析：画出W－v图象，如图5－6－3．
图5－6－3 图5－6－4
这样，还不能说明W与v之间的关系。把上述数据改为W与v2之间的关系，该数据如下表：
V2
O.00
0.64
1.21
1.64
2.34
3.10
w
O.00
1.00
2.00
3.OO
4.00
5.00
画出W－v2图象，如图5－6－4．
答案：功与速度的平方成正比。
三、操作中注意的事项是疑点： 1．平衡摩擦力
将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动。如果纸带上打出的点距是均匀的，说明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方向的分力就刚好平衡了小车所受的摩擦力。
2．如何选择纸带上的点距来确定速度？
由于实验器材和每次操作过程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致；小车在几条橡皮筋拉动下运动至设定点时，各条橡皮筋可能在设定点的前、后对小车不产生拉力。使得纸带上反映小车匀速运动阶段的点数和这些点的位置，可能在事先的设定点的前后。
因此，需要对纸带上的点进行分析，方法是比较设定点左右及设定点之后的若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。 【例4】本实验为什么要平衡摩擦力？能否用本实验装置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系？
解析：从实验目的与小车运动过程中的受力情况进行分析。本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度间的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平衡摩擦力。
假如不平衡摩擦力，那么当拉力与摩擦力的合力为0时小车的位置，并不是橡皮筋刚恢复为自由长度时的位置，而是在橡皮筋刚变为自由长度时的位置之前，且该位置随橡皮筋条数的增加而发生变化。也就是说，在橡皮筋恢复为自由长度前，小车以不同程度地进入了减速运动阶段，我们在纸带上很难确定相应的位置。再有，当一次次增加橡皮筋时，即拉力成倍增加时，摩擦力没有发生变化，不可能相应地成倍增加。我们无法计算合力功的大小，也不可能使合力功成倍增加，所以不能用本实验装置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系。
根据上述分析可知，为了顺利探究功与物体速度变化的关系，本实验设法平衡摩擦力是十分必要的。对探究过程多问几个为什么，多进行一些理性思考，有利于对问题的深入理解。
【类题演练1】试分析本探究实验中误差的主要来源。
解析：本探究实验的误差主要来源于以下三个方面：
（1）橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比；
（2）小车受力为0的位置，不一定在设定点；
（3）由于小车不受拉力的位置不一定在设定点，这就使拉力功W与橡皮筋的条数不成正比，而作图象时纵坐标的单位长度依然将功与橡皮筋的条数按正比关系取值，这样使作出的W、v各对应点的分布与函数图象发生偏离。
【温馨提示】实验误差分析是对实验结论精确程度的一种理性评价，是科学探究的重要组成部分。由上述误差分析可知，选择尽可能相同的橡皮筋，对本实验的成功探究至关重要。
基础达标
1．本节实验的目的是（ ）
A．探究力与物体运动速度的关系
B．探究力与物体运动加速度的关系
C．探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系
D．探究力对物体做的功与物体速度变化的关系
答案：D
2．下列说法中正确的是（ ）
A．运动的物体动能不变，该物体所受的合力必定为零
B．运动的物体动能不变，该物体所受的合外力一定不为零
C．物体做变速运动，其动能必变化
D．物体做变速运动，其动能可能不变
解析：速度方向时化时会受到外力作用，但若不改变速度的大小。则动能不变。
答案：D
3．质点在恒力的作用下，从静止开始做直线运动，则质点的动能（ ）
A．与它通过的位移成正比
B．与它通过的位移的平方成正比
C．与它通过的时间成正比
D．与它通过的时间的平方成正比
解析：W∝，且v＝，得∝，即动能和时间的平方成正比；W＝所以动能与位移成正比。
答案：A．D
4．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图5－6－5所示的纸带。这条纸带上的点两端较密。中间稀疏，出现这种情况的原因可能是（ ）
A．电源的频率不稳定
B．木板倾斜的程度太大
C．没有使木板倾斜或倾斜角太小
D．小车受到的阻力较大
解析：出现上述情况妁原因是小车先加速再减速，说明开始时橡皮筋的弹力大干摩擦力，随后又小于摩擦力，因此摩擦力较大。
答案：C．D
5．在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定的是（ ）
A．水平拉力相等
B．两物块质量相等
C．两物块速度变化相等
D．水平拉力对两物块做功相等
解析：两个物块由静止获得相同的动能，由动能定理可知，水平拉力对两物块做功相等。
答案：D
6．为了计算由于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5－6－6所示的一条纸带。在A、B、C．D中应该选用哪个点的速度才符合要求（ ）
A．A B．B
C．C D．D
解答：C点之后小车做匀速运动，橡皮筋作用结束。
答案：C
7．打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距不均匀，应该选哪些点距来确定小车的速度呢？
解析：应该选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。
8．在坐标轴上描出各组数据所对应的点，用平滑曲线将各点连起来，连点时是否要使所有的点都在该曲线上？
解析：不可以，因为实验中肯定存在实验误差，一些误差大的点可以舍去不用。也就是应该使更多的点在该曲线上。
综合运用
9．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，小车在运动中会受到阻力作用。这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外。还有阻力做功，这样便会给实验带来误差。我们在实验中想到的办法是。使木板略为倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是（ ）
A．木板只要稍微倾斜一下即可。没有什么严格要求
B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C．如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是合要求的
D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
解析：为减小实验误差，我们要平衡摩擦力，方法是使木板略为倾斜，要求小车在斜面上恰好匀速下滑。
答案：BC
10.在探究功与物体的速度有什么关系的实验中，纸带上的点距并不都是均匀的。应该选用哪些点距来确定小车的速度？为什么？
解析：纸带上的。点距并不都是均匀的，点距是开始间距为越来越大，以后间距为越来越小。这表明小车先做加速运动，后做匀速运动。小车匀速运动之后。橡皮筋才对小车不做功了。由以上分析可知：确定小车的速度应在匀速运动中。
答案：应在均匀间距的点子中选取。点距均匀表明小车做匀速运动，此时橡皮筋对小车不做功。
11．一个人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后。车继续向前运动，运动过程中受到的阻力可以认为是大小不变的。试根据人刻自行车这一运动过程，研究外力对物体做的功和物体运动速度的关系。要求写出探究思路、所需器材、测量数据，探究结果。
解析：（1）使自行车获得某一速度后，停止蹬车，让自行车沿着平直路面前进。用秒表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用妁时间t，用米尺测出自行车停止蹬车后运动的距离s
（2）设自行车无动力后受到的阻力是F1，则这一过程阻力所做的功W1＝F1s，自行车的初速度V0＝2v=2s／t，
（3）重复实验步骤（1）可以得到多组t和s的值。
（4）通过作W-v图象或者计算的方法可以获得W—v的关系。
（5）探究结果：W∝v2
拓展探究
12．如果提供你天平、气垫导轨、数字计时器及计算机辅助设备，请设计探究功与质量、速度间定量关系的实验方法。
解析：如图5－6－7所示，滑块在气垫导轨上受重力和支持力两个力的作用，当滑块沿导轨滑行时，滑块重力沿倾斜导轨方向的分力对滑块做功。
这一分力为：，
在滑块经过两光电门的过程中，这一分力所做的功为：，式中m为滑块（连同遮光条）的质量，可用天平测出；h为垫块的高度，l为垫块与导轨接触点到导轨底端的距离，s为两光电门间的距离，均可用刻度尺测出。
以v1．v2分别表示滑块经过光电门G1．G2时的速度，根据固定在滑块上的两遮光条的间距和由数字计时器显示的滑块经过光电门G1．G2的时间，即可算出v1．v2．
由m、v1．v2组成的式子可能为：m（v2－v1）、m（v2－v1）2．m（v22－v12）、m（v2－v1）3．m（v23－v13）
将实验数据分别代入以上各式，运用计算机辅助设备进行数据处理，即可发现功与质量、速度间的定量关系。
【教学目标】
一、知识与技能
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
二、过程与方法
通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
三、情感、态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。
【教学重点】
学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。
【教学难点】
实验数据的处理方法――图象法。
【教学内容】
【教学过程】
【情景导入】
1．在航空母舰上，，飞机的起飞跑道只有80～90m，而飞机起飞的速度不能低于80 m／s，仅靠飞机自身的动力是无法获得足够的速度实现起飞要求的，航空母舰利用蒸汽弹射器达到这一目的，如图5－6－1所示。你知道蒸汽弹射器是怎样帮助飞机起飞的吗？
简答：弹射器对飞机做功，可以使飞机更快地加速，从而使飞机在短距离内获得起飞所需要的速度。
2．有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2是多大？
（2）从甲处到乙处要用去多长时间？
简答：
（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2d2＝v1d1所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2＝d1vl／d2．
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出d－图象，如图5－6－2所示。由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得t＝（d1＋d2）（－）。
图5－6－2
点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果。
【课堂互动】
三点剖析 各个击破
一、探究实验是重点： 1．实验目标
本探究实验应达到两方面的学习目标：（1）了解实验要探究的内容、实验方法与实验技巧，探究实验数据的处理方法。（2）认真体会教材“探究的思路”所体现的科学探究的方法，以及“数据的处理”中提出的分析实验数据、找出功和速度变化关系的方法。
2．探究思路
本探究实验是按着如下的思路进行的：
（1）改变功的大小。采用教材图5．6-1所示实验装置，用1条、2条、3条……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W……（2）确定速度的大小。 小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。（3）寻找功与速度变化的关系。以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W—v曲线（即功—速度曲线）。分析该曲线，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。 【例1】关于探究功与物体速度变化的关系的实验，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，橡皮筋拉伸的长度投有必要保持一致
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：本实验没有必要测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实验时的多少倍就已经足够了，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实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力。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。让打点计时嚣开始工作。然后器再让小车在橡皮筋的作用下弹出。实验中若先释放纸带再接通电源，无法获得初速度为零的时刻，且不能保证能在纸带上打出较多的点。D正确。
答案：D
【例2】若再给你一架天平和砝码，你能利用本实验装置研究功与质量、速度间的关系吗？请说说你的设想。
解析：我们已经知道功与速度间的关系是W∝v2，所以功与质量、速度间的关系可能是
W∝mv2．W∝M?v2．W∝……
用天平测出小车的质量，并在小车内加不同数量的砝码以改变小车的总质量m，如教材中的探究实验那样进行操作，确定橡皮筋所做的功W，测出小车相应的速度v，画出W—mv2．W—M?v2．W—等图象，看哪一种图象是过原点的倾斜直线，即可确定相应的比例关系。
答案：橡皮筋所做的功和小车的质量与所获速度的平方的乘积成正比，即W∝mv2．
二、用图象法处理实验数据是难点： 1．根据实验测得的数据，分别作出W－v曲线、W－v2曲线、W－v3曲线……。如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。
2．图象法是解决物理问题的常见方法，因为它具有简便直观的特点。
3．图象中的曲线形状是根据实验数据，在坐标系中描出各组数据所对应的点，然后用平滑的曲线将各点连起来。
4．关于图象中的曲线，一般要弄清楚图线的斜率、图象的截距，图线与坐标轴围成的面积，所表示的物理意义。
【例3】若外力对物体做功的大小与物体速度的关系满足以下关系，试分析功与物体速度之间的关系。
v/(m·s-1)
O.OO
0.80
1．10
1．28
1．53
1．76
W／J
O.OO
1．00
2．OO
3．00
4．00
5．00
解析：画出W－v图象，如图5－6－3．
图5－6－3 图5－6－4
这样，还不能说明W与v之间的关系。把上述数据改为W与v2之间的关系，该数据如下表：
V2
O.00
0.64
1.21
1.64
2.34
3.10
w
O.00
1.00
2.00
3.OO
4.00
5.00
画出W－v2图象，如图5－6－4．
答案：功与速度的平方成正比。
三、操作中注意的事项是疑点： 1．平衡摩擦力
将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动。如果纸带上打出的点距是均匀的，说明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方向的分力就刚好平衡了小车所受的摩擦力。
2．如何选择纸带上的点距来确定速度？
由于实验器材和每次操作过程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致；小车在几条橡皮筋拉动下运动至设定点时，各条橡皮筋可能在设定点的前、后对小车不产生拉力。使得纸带上反映小车匀速运动阶段的点数和这些点的位置，可能在事先的设定点的前后。
因此，需要对纸带上的点进行分析，方法是比较设定点左右及设定点之后的若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。 【例4】本实验为什么要平衡摩擦力？能否用本实验装置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系？
解析：从实验目的与小车运动过程中的受力情况进行分析。本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度间的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平衡摩擦力。
假如不平衡摩擦力，那么当拉力与摩擦力的合力为0时小车的位置，并不是橡皮筋刚恢复为自由长度时的位置，而是在橡皮筋刚变为自由长度时的位置之前，且该位置随橡皮筋条数的增加而发生变化。也就是说，在橡皮筋恢复为自由长度前，小车以不同程度地进入了减速运动阶段，我们在纸带上很难确定相应的位置。再有，当一次次增加橡皮筋时，即拉力成倍增加时，摩擦力没有发生变化，不可能相应地成倍增加。我们无法计算合力功的大小，也不可能使合力功成倍增加，所以不能用本实验装置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系。
根据上述分析可知，为了顺利探究功与物体速度变化的关系，本实验设法平衡摩擦力是十分必要的。对探究过程多问几个为什么，多进行一些理性思考，有利于对问题的深入理解。
【类题演练1】试分析本探究实验中误差的主要来源。
解析：本探究实验的误差主要来源于以下三个方面：
（1）橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比；
（2）小车受力为0的位置，不一定在设定点；
（3）由于小车不受拉力的位置不一定在设定点，这就使拉力功W与橡皮筋的条数不成正比，而作图象时纵坐标的单位长度依然将功与橡皮筋的条数按正比关系取值，这样使作出的W、v各对应点的分布与函数图象发生偏离。
【温馨提示】实验误差分析是对实验结论精确程度的一种理性评价，是科学探究的重要组成部分。由上述误差分析可知，选择尽可能相同的橡皮筋，对本实验的成功探究至关重要。
基础达标
1．本节实验的目的是（ ）
A．探究力与物体运动速度的关系
B．探究力与物体运动加速度的关系
C．探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系
D．探究力对物体做的功与物体速度变化的关系
答案：D
2．下列说法中正确的是（ ）
A．运动的物体动能不变，该物体所受的合力必定为零
B．运动的物体动能不变，该物体所受的合外力一定不为零
C．物体做变速运动，其动能必变化
D．物体做变速运动，其动能可能不变
解析：速度方向时化时会受到外力作用，但若不改变速度的大小。则动能不变。
答案：D
3．质点在恒力的作用下，从静止开始做直线运动，则质点的动能（ ）
A．与它通过的位移成正比
B．与它通过的位移的平方成正比
C．与它通过的时间成正比
D．与它通过的时间的平方成正比
解析：W∝，且v＝，得∝，即动能和时间的平方成正比；W＝所以动能与位移成正比。
答案：A．D
4．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图5－6－5所示的纸带。这条纸带上的点两端较密。中间稀疏，出现这种情况的原因可能是（ ）
A．电源的频率不稳定
B．木板倾斜的程度太大
C．没有使木板倾斜或倾斜角太小
D．小车受到的阻力较大
解析：出现上述情况妁原因是小车先加速再减速，说明开始时橡皮筋的弹力大干摩擦力，随后又小于摩擦力，因此摩擦力较大。
答案：C．D
5．在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定的是（ ）
A．水平拉力相等
B．两物块质量相等
C．两物块速度变化相等
D．水平拉力对两物块做功相等
解析：两个物块由静止获得相同的动能，由动能定理可知，水平拉力对两物块做功相等。
答案：D
6．为了计算由于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5－6－6所示的一条纸带。在A、B、C．D中应该选用哪个点的速度才符合要求（ ）
A．A B．B
C．C D．D
解答：C点之后小车做匀速运动，橡皮筋作用结束。
答案：C
7．打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距不均匀，应该选哪些点距来确定小车的速度呢？
解析：应该选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。
8．在坐标轴上描出各组数据所对应的点，用平滑曲线将各点连起来，连点时是否要使所有的点都在该曲线上？
解析：不可以，因为实验中肯定存在实验误差，一些误差大的点可以舍去不用。也就是应该使更多的点在该曲线上。
综合运用
9．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，小车在运动中会受到阻力作用。这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外。还有阻力做功，这样便会给实验带来误差。我们在实验中想到的办法是。使木板略为倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是（ ）
A．木板只要稍微倾斜一下即可。没有什么严格要求
B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C．如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是合要求的
D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
解析：为减小实验误差，我们要平衡摩擦力，方法是使木板略为倾斜，要求小车在斜面上恰好匀速下滑。
答案：BC
10.在探究功与物体的速度有什么关系的实验中，纸带上的点距并不都是均匀的。应该选用哪些点距来确定小车的速度？为什么？
解析：纸带上的。点距并不都是均匀的，点距是开始间距为越来越大，以后间距为越来越小。这表明小车先做加速运动，后做匀速运动。小车匀速运动之后。橡皮筋才对小车不做功了。由以上分析可知：确定小车的速度应在匀速运动中。
答案：应在均匀间距的点子中选取。点距均匀表明小车做匀速运动，此时橡皮筋对小车不做功。
11．一个人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后。车继续向前运动，运动过程中受到的阻力可以认为是大小不变的。试根据人刻自行车这一运动过程，研究外力对物体做的功和物体运动速度的关系。要求写出探究思路、所需器材、测量数据，探究结果。
解析：（1）使自行车获得某一速度后，停止蹬车，让自行车沿着平直路面前进。用秒表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用妁时间t，用米尺测出自行车停止蹬车后运动的距离s
（2）设自行车无动力后受到的阻力是F1，则这一过程阻力所做的功W1＝F1s，自行车的初速度V0＝2v=2s／t，
（3）重复实验步骤（1）可以得到多组t和s的值。
（4）通过作W-v图象或者计算的方法可以获得W—v的关系。
（5）探究结果：W∝v2
拓展探究
12．如果提供你天平、气垫导轨、数字计时器及计算机辅助设备，请设计探究功与质量、速度间定量关系的实验方法。
解析：如图5－6－7所示，滑块在气垫导轨上受重力和支持力两个力的作用，当滑块沿导轨滑行时，滑块重力沿倾斜导轨方向的分力对滑块做功。
这一分力为：，
在滑块经过两光电门的过程中，这一分力所做的功为：，式中m为滑块（连同遮光条）的质量，可用天平测出；h为垫块的高度，l为垫块与导轨接触点到导轨底端的距离，s为两光电门间的距离，均可用刻度尺测出。
以v1．v2分别表示滑块经过光电门G1．G2时的速度，根据固定在滑块上的两遮光条的间距和由数字计时器显示的滑块经过光电门G1．G2的时间，即可算出v1．v2．
由m、v1．v2组成的式子可能为：m（v2－v1）、m（v2－v1）2．m（v22－v12）、m（v2－v1）3．m（v23－v13）
将实验数据分别代入以上各式，运用计算机辅助设备进行数据处理，即可发现功与质量、速度间的定量关系。