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1、 实验实验 5 探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系1关于“探究功与速度变化的关系”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：选 D.本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每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每次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的数值难以测定，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
2、度，才能减小误差，C 错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D 正确2在“探究功与速度变化的关系”的实验中，每次选取纸带后，我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度( )A间距均匀的点B间距不均匀的点C间距均匀的与不均匀的都可D最好是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的解析：选 A.橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功，小车做匀速运动，纸带上的点间距变的均匀，故 A 对，B、C 错；若纸带上没有间距均匀的点说明纸带太短，橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器，这种情况下应选用更长的纸带，或者是因为摩擦力没被平衡掉，故 D 错3
3、(2011 年江苏徐州调研)在“探究功与速度变化的关系”的实验中，若画出 Wv 的图象，应为图 558 中的哪个图( )图 558解析：选 B.通过实验可知，做的功 W 与小车速度 v2成正比，故与 v 应是二次函数关系，故 B 正确，A、C、D 均错4在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某同学在一次实验中得到一条如图559 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( )图 559A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：选 CD.可能是没有平衡摩擦力或平衡不够，故 C、D 正确5(2011 年富阳二中检测)如图
4、 5510 所示为在“探究功与速度变化的关系”的实验中小车在运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为 0.02 s，小车运动情况 A、B 之间可描述为_运动，C、D 之间可描述为_运动小车离开橡皮筋后的速度为_m/s.图 5510解析：由 A 到 B 的点迹可以看出点的距离越来越大，因时间相同，可知 A、B 间小车做加速度逐渐减小的加速直线运动，C、D 间为匀速直线运动，小车离开橡皮筋后的速度 v m/s0.36 m/s.xt7.2 1030.02答案：加速度逐渐减小的加速直线 匀速直线 0.366科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究下面我们
5、追寻科学家的研究足迹用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系(1)某同学的实验设计方案如图 5511 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 5511(2)如图 5512 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，距离如图则打 C 点时小车的速度为_；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有_图 5512解析：(1)只有钩码的重力远小于小车的总重力时，才能近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力；(2)C
6、点的速度等于 BD 段的平均速度，故 vC；x2x32T要验证合外力做的功和动能变化间的关系，需要测出小车受到的拉力大小(钩码的重力)和小车位移(WFx)，以及小车的质量和速度(Ek mv2)，所以还需要测出钩码的重力和小车12的总质量答案：(1)钩码的重力远小于小车的总重力(2) 钩码的重力和小车的总质量x2x32T7某探究学习小组的同学欲验证“功与速度变化的关系” ，他们在实验室组装了一套如图 5513 所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要
7、完成该项实验，则：图 5513(1)你认为还需要的实验器材有_(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_，实验时首先要做的步骤是_(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量 M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量 m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距 L 和这两点的速度大小 v1与v2(v1v2)则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析：(1)测量滑块质量 M 及沙和沙桶的总质量 m 必须用到天平，而
8、根据纸带测滑块运动的位移和对应速度要用到刻度尺(2)平衡摩擦力以后，由牛顿第二定律可求出滑块受到的合力 F，可见MmgMmmg1mM只有 mM 时，F 才基本等于 mg.(3)对滑块来说，合外力的功 WmgL此过程中动能的增加量 Ek Mv Mv122 2122 1故最终要验证的“功与速度变化的关系”表达式为：mgL Mv Mv .122 2122 1答案：(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力(3)mgL Mv Mv122 2122 18(2011 年湖北黄冈模拟)某实验小组采用图 5514 所示的装置“探究功与速度变化的关系” ，图中小车中可放置砝码实验中，小
9、车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面打点计时器工作频率为 50 Hz.图 5514(1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，_；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作(2)图 5515 所示是钩码质量为 0.03 kg，砝码质量为 0.02 kg 时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点 O 及 A、B、C、D 和 E 五个计数点，可获得各计数点到 O 的距离 x 及对应时刻小车的瞬时速度 v，请将 C 点的测量结果填在下表中的相应位置图 5515测量点
10、x/cmv/(ms1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60(3)在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，_做正功，_做负功(4)实验小组根据实验数据绘出了图 5516 中的图线(其中 v2v2v )，根据图线2 0可获得的结论是_要验证“功与速度变化的关系” ，还需测量的物理量是摩擦力和_图 5516解析：(1)为了使打第 1 点时速度为零，应先接通打点计时器电源，再释放小车小车停在打点计时器附近的目的是充分利用纸带，在纸带上打出尽可能多的点在小车停止运动后，应及时关闭打点计时器电源，使打点计时器停止工作(2)对于 C 点到
11、 O 点的距离 xC，可由纸带分析得出为 6.08 cm1.00 cm5.08 cm.C 点对应小车的瞬时速度可用 B、D 两点间的平均速度来求，即 vC cm/s49 xBD4T07.153.204 0.02cm/s0.49 m/s.(3)对于钩码、砝码和小车组成的系统，有钩码的重力对系统做正功，系统所受的摩擦阻力对其做负功(4)根据 v2x 图象为过坐标原点的一条直线可得出 v2x 的结论要验证动能定理需明确合外力所做的功和物体(小车和砝码)动能的变化合外力做功应为 W合mgxFfx(其中 Ff为小车受的摩擦力，x 为小车的位移)；而求物体(小车和砝码)动能的变化时，还需测出小车的质量答案：(1)接通打点计时器电源 释放小车 关闭打点计时器电源(2)5.055.10 0.480.50(答案在此范围都对)(3)重力(钩码的重力) 摩擦力(阻力)(4)v2x(速度平方的变化与位移成正比) 小车的质量
