2022高中物理第七章机械能守恒定律6实验：探究功与速度变化的关系课时作业含解析新人教版必修2.doc

实验：探究功与速度变化的关系
1．(多项选择)在“探究做功与速度变化的关系〞的实验中，小车在运动中会受到阻力作用。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方法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面的说法中正确的选项是________。
A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求
B．木板的倾斜角度在理论上应满足以下条件，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．如果小车在木板上滑行能做匀速直线运动，那么木板的倾斜程度是符合要求的
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：　本实验需要平衡摩擦力，方法是使木板倾斜，使重力分力等于滑动摩擦力，表现为小车能匀速运动，B、C正确。
答案：　BC
2．(多项选择)在完成“探究功与速度变化的关系〞的实验时，改变橡皮筋的条数后，也必须保证每次将小车由同一位置静止释放，这样做的目的是________。
A．每次都应使每条橡皮筋的形变量相同
B．每次都应使小车获得相同的动能
C．每次都应使橡皮筋产生的弹性势能成倍数地增加
D．每次对小车都做相同的功
解析：　在完本钱实验时，橡皮筋对小车做功的具体数值没必要求出，但应满足橡皮筋对小车所做的功成倍数地增加，因此在完本钱实验时应保证小车的释放点的位置不变，即每条橡皮筋的形变量不变，橡皮筋储存的弹性势能成倍数地增加，A、C正确。
答案：　AC
3．某同学用如下图的实验装置探究外力做功与小车动能变化的关系。
(1)实验中，该同学让小车从静止开始运动一段位移，利用打点计时器测得了小车的速度v和位移x，读取了弹簧测力计的示数F，还测得了小车的质量M，沙桶的质量m，那么细线对车做的功可以用W＝________来计算。
(2)实验中，该同学改变拉力，仍让小车从静止开始运动，保持位移一定，测得W与v对应的多组数据，得到如下图的Wv2关系图象，但与预期的过原点直线不符，经检查测量、计算与作图均无误。你认为主要原因是
________________________________________________________________________；
实验操作中改良的具体措施是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)不计滑板摩擦时，测力计的示数F即等于绳子对小车的拉力，所以W＝Fx。(2)由于小车和木板间及纸带与计时器间存在摩擦力对小车做负功，因此绳子拉力对小车做的功并不是合外力对小车做的功，故所作Wv2的图象与预想的不相符。改良措施是先将木板左端适当垫高以平衡摩擦力。
答案：　(1)Fx
(2)未平衡摩擦力，适当将木板左端垫高，开启打点计时器，轻推小车使小车能做匀速直线运动。
4．某实验小组的同学采用如图甲所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系，如图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图乙所示。所用交流电源的频率为50 Hz，那么：
(1)打B点时，小车的瞬时速度vB＝________m/s。(结果保存两位有效数字)
(2)实验中，该小组的同学画出小车位移l与速度v的关系图象如图丙所示。根据该图线形状，某同学对W与v的关系作出的猜测，肯定不正确的选项是________。(填写选项字母代号)
A．W∝v2　　　　　　　 B．W∝v
C．W∝ D．W∝v3
(3)本实验中，假设钩码下落高度为h1时合力对小车所做的功为W0，那么当钩码下落h2时，合力对小车所做的功为______。(用h1、h2、W0表示)
解析：　(1)vB＝＝ m/s＝0.80 m/s。
(2)由题图丙知，位移与速度的关系图象很像抛物线，所以可能l∝v2或l∝v3，又因为W＝Fl，F恒定不变，故W∝v2或W∝v3，A、D正确，B、C错误。
(3)设合力为F，由W0＝Fh1，得F＝，所以当钩码下落h2时W＝Fh2＝W0。
答案：　(1)0.80　(2)BC　(3)W0
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