《2017-2018学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 第6节 探究功和速度变化的关系课时作业（含解析）新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 第6节 探究功和速度变化的关系课时作业（含解析）新人教版必修2（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第六节 探究功和速度变化的关系 基础夯实 1小明和小帆同学利用如图所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是_ 甲_(填“甲”或者“乙”)解析：橡皮筋不能拴在钉子上，所以甲的接法正确。2下面探究“功与物体速度变化关系”的实验步骤，其合理顺序是_ _。将小车拉至图中C处，使AB和BC间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W。做出Wv、Wv2的图象，分析图象的特点，得出结论。如图所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧A
2、处钉两个小钉，小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度。用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3记下2W、3W记入表格。3下表是在探究功与物体速度变化的关系时得到的数据。请根据以下数据在图中完成Wv、Wv2、Wv3图象，并由图象确定功与速度变化的关系是_ _。W(一条橡皮筋做的功作为功的单位)12345678v(m/s)1.42.02.42.83.23.53.74.0v2(m2/s2)v3(m3/s3)解析：v2、v3的数值如下表所示：W(一条橡皮筋做的功作为功的单位)12345678v(m/s)1.42
3、.02.42.83.23.53.74.0v2(m2/s2)1.964.05.767.8410.2412.2513.6916.0v3(m3/s3)2.748.013.8221.9532.7742.8850.6564.0Wv、Wv2、Wv3图象如图所示。由图可得力对物体做的功与速度的平方成正比。4用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：(1)适当垫高木板是为了_平衡摩擦力_。(2)
4、通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_后面部分_(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。(3)若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是_W与速度v的平方成正比_。解析：(1)为使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功，需利用小车重力沿木板方向的分力平衡摩擦力。(2)实验中需要求橡皮筋做功后小车获得的速度，所以应用纸带的后面部分。(3)“过原点的直线”意味着纵横坐标轴对应的两个量成正比关系。5如图所示，汽车已成为人们外出的重要交通工具之一，评价汽车性能的主
5、要指标有动力性、经济性、稳定性、制动性等，其中制动性主要是指在良好的路面上，汽车迅速降低车速直到停车的距离，表中记录的是汽车以不同速率行驶时，制动后所经过的距离。汽车速率v/(kmh1)制动距离s/m101204401650256036请根据表中的数据，用图象分析推断克服阻力做功与汽车速率变化之间的关系。解析：制动过程中阻力不变，设每制动1m ，克服阻力做的功为W1、则制动4m、16m、25m、36m，克服阻力做的功分别为4W1、16W1、25W1、36W1，作出Wv图象如下图所示。可见W与v不是正比关系，猜想W与v2成正 比，作出Wv2图象如下图所示。可见W与v2成正比。 能力提升 1(河北
6、成安一中、永年二中、临漳一中20142015学年高一下学期期中联考)在做“探究功与物体速度变化的关系”的实验时，小车的质量为m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，实验中W、v、v2的数据已填在下面表格中。Wv/(ms1)v2/(m2s2)00010.800.6421.101.2131.281.6441.532.3451.763.1061.893.57(1)试在图中作出相应关系图象。(2)从图象可以得出的实验结论是_Wv2_。解析：(1)将表中的数据分别描在图甲、乙所示的两个坐标系中，然后在图甲中用平滑曲线连接，在图乙中用斜直线连接，并且使尽可能多的点分布在曲线上或对称分布在直线两侧，如图甲和乙所示
7、。(2)从乙图看出Wv2。2(黄冈中学20152016学年高一检测)“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，当小车在一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、4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2W、3W、4W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测出。(1)(多选)关于该实验，下列说法正确的是(A、C、D)A为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的一端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力C每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D实验中要先接通打
8、点计时器的电源再释放小车(2)如图给出了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AB1.48cm，BC1.60cm，CD1.62cm，DE1.62cm，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_0.81_m/s。(结果保留两位有效数字)解析：(1)当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，沿长木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在实验中可消除摩擦力的影响，A正确；实验仪器安装时，必须平衡摩擦力，B项错误；每次实验小车必须从同一位置由静止弹出，C项正确；使用打点计时器都必须先接通电源再释放小车，D项正确。
9、(2)小车获得的最大速度vm/s0.81m/s。3某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图甲所示的实验。将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器。先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止。然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。得到的纸带如图乙所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OAABBC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA0.12m/s，vB0.17m/s，vC0.21m/s。甲 乙根据以上数据你能否大致判断Wv2?答案：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B过程中，重力对重物所
10、做的功为2W。由O到C 过程中，重力对重物所做的功为3W。由计算可知，v1.44102m2/s2，v2.89102m2/s2，v4.41102m2/s2，2，3，即v2v，v3v由以上数据可以判定Wv2是正确的，也可以根据Wv2的图线来判断(如图所示)。4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：如图固定好轨道，让其末端保持水平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。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。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：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Wmgh，t一定，mg一定，所以h与x的关系反映了W与v的关系。在坐标纸上建立hx坐标系，描出一系列点。用平滑的曲线连接各个点。可尝试作出hx2，hx3或h图线，探究功与速度的关系。
