《备战2020年高考物理实验专题复习《探究功与物体速度变化的关系》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2020年高考物理实验专题复习《探究功与物体速度变化的关系》（解析版）（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 探究功与物体速度变化的关系一、实验题1. 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图1所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是_(填写字母代号)。A.为了释放小车后小车能做匀加速运动B.为了增大橡皮筋对小车的弹力C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D.为了使小车获得较大的动能(2)图2是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=_m/s
2、(保留3位有效数字)。(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度vm的数据，并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的是_。2. 如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。思考该探究方案并回答下列问题：(1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是_。A.防止小车不能被橡皮筋拉动B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功C.便于小车获得较大的弹射速度D.防止纸带上打点不清晰(2)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相
3、同位置释放；乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。你认为_(填“甲”或“乙”)同学的方法可行。(3)本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。若所作的Wv的图象如图所示，则下一步应作_(填“Wv2”或“Wv”)的关系图象。3. 某物理兴趣小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用的实验装置如图甲所示。(1)用游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，游标卡尺主尺的最小刻度为1mm，则由该图可得遮光条的宽度d=_cm。(2)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平；并把实验所需的器材都安装无误。将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离
4、均相同。现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速运动的速度表达式为v=_(用对应物理量的字母表示)。(3)保持橡皮条的拉伸距离不变，逐根增加橡皮条的数目，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则在操作正确的情况下，作出的Wv2图象应为_(填“过坐标原点的一条倾斜直线”或“过坐标原点的一条抛物线”)。4. “探究功与速度变化的关系”的实验装置如图甲。当小车在1条橡皮筋作用下弹出时，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进行第2次第3次实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次第3次实验中橡皮筋对小车做的功分别为2W
5、、3W。每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。 (1)关于该实验，下列说法正确的是_和_。(填选项序号字母) A.打点计时器可以用干电池供电B.必须平衡摩擦力C.每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出D.可以选用规格不相同的橡皮筋(2)图乙为某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.60cm，BC=1.62cm，CD=1.64cm，DE=1.64cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=_m/s。(结果保留两位有效数字) 5. (一)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得
6、的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下： (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、；(3)作出Wv草图；(4)分析Wv图象，如果Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、Wv等关系以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是_A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2
7、W、3W、 B.小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C.某同学在一次实验中，得到一条记录纸带纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D.根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算(二)某实验小组用图甲所示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒：将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置，重物通过细绳水平牵引小车沿轨道运动，利用打点计时器和纸带记录小车的运动 (1)本实验中小车质量_(填“需要”、“不需要”)远大于重物质量； (2)将小车靠近打点计时器，将穿好的纸带拉直，接通电源，释放小车图
8、乙是打出的一条清晰纸带，O点是打下的第一个点，1、2、3、4、5是连续的计数点，O点和计数点1之间还有多个点(图中未画出)，相邻计数点间的时间间隔为0.02s.在打计数点4时小车的速度v=_m/s(保留三位有效数字).若已知重物的质量为m，小车的质量为M，则从点O到点4的过程中，系统减少的重力势能为_J，增加的动能为_J(g取9.8m/s2 ).6. 某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间。实验步骤是
9、：用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m。平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H。保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1。保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤数次。.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g)：(1)滑块通过光电门时的动能Ek=_。(2)滑块克服摩擦力
10、做的功Wf=_。(3)合力对滑块做的功W合=_。.某学生以铁架台竖起杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间平方倒数1t2为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图乙所示直线，直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是_。7. 某研究性学习小组为了探究功与速度变化的关系，同学们设计了如图1所示的实验装置，在长木板的左端固定了一个挡板，挡板上拴一只轻质弹簧，用一个装有遮光片的小木块压缩弹簧的右端，小木块能在弹力的作用下由静止开始运动，当弹簧的长度为原长时，小木块恰好处于O点，O点的正上方安装有一个光电门，光电门连接计时器(图中未画出)可记录遮光片通过光电门的时间t，该小组的同
11、学首先根据胡克定律作出了弹力F随弹簧的压缩量x变化的图象如图2所示，利用图象与坐标轴围成的面积S就能求出弹簧对小木块所做的功。将小木块向左压缩x1，x2，x3后从静止释放，小木块在弹簧的作用下被弹出，分别记下遮光片通过光电门的时间t1，t2，t3 (1)关于实验过程中的相关操作，以下说法中正确的是：( ) A.实验开始前需要平衡摩擦力B.实验开始前需要称量小木块的质量C.实验开始前需要测量遮光片的宽度D.实验开始前需要计算出弹簧的劲度系数(2)该小组的同学希望用图象来直观地体现出功与速度变化的关系，他们应该建立的图象是：A.xt图象B.x1/t2图象C.x2t2图象D.x21/t2图象(3)请
12、你为该小组同学提出2条合理的建议来减小实验误差_ _8. 在探究“动能定理”实验时，某同学设计了如图1所示的实验，其实验操作如下：先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出沙和沙桶的总质量m；保持平板倾角不变，去掉沙和沙桶，小车即在平板上沿斜面向下运动并打出一纸带，以此来探究小车的合力做功与其动能变化的关系。(1)在本实验中_(选填“需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量；(2)某次实验中，小车的质量为0.60kg，沙和沙桶的为0.05kg。得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点
13、A、B、C、D、E、F.取g=9.8m/s2，小车从O到E，所受合力做的功W=_J；在记录E点时小车的速度为vE=_m/s。(计算结果保留三位有效数字)(3)实验中该同学发现W总小于Ek，其主要原因是_(写出一条即可)。(4)该同学想改变小车的质量重新进行实验，_(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角。9. 某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。(1)下列关于该实验的操作，正确的有_。A.砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量B.实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池C.实验时，应先让打点计时器正常工作，
14、后释放小车D.平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑(2)图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v=_m/s(保留三位有效数字)。(3)该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_。10. 某实验小组用如图所示装置做“探究动能定理”实验，重力加速度为g。(1)实验中用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要_，其次钩码和小车还需要满足的条件是_。(2)按实验要求安装好装置，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示。已知所挂钩码的质量为m，则从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_，打B点时小车的速度v=_(3)求出从打O点到其他各点过程中拉力做的功，并算出打其他各点时小车的速度v，则下图中正确反映v2W关系的是_(4)如果实验操作和数值计算的过程都正确无误，但实验结果W和Ek、在误差允许范围内总是不相等，你认为主要原因是：_。11. 用图甲
