第7章 訓(xùn)練7 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系

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1、 訓(xùn)練7　實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 1． 對于橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的．我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍，使用的方法是 (　　) A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次為l、2l、3l……進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F，第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… C．選用同樣的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條

2、……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W…… D．利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離l，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W…… 2． 在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動中會受到阻力作用．這樣，在小車沿長木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是使長木板略微傾斜．對于長木板的傾斜程度，下列說法中正確的是 (　　) A．長木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴(yán)格的要求 B．長木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面的條件，即重力使物體沿斜面下

3、滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力 C．如果小車在傾斜的長木板上能做勻速運(yùn)動，則長木板的傾斜程度是符合要求的 D．其實(shí)長木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的 3． 在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的W—v圖象，下列符合實(shí)際的是 (　　) 4． 探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下： 圖1 (1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……； (2)分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、……； (3)作出W—v草圖； (4)分析W

4、—v圖象．如果W—v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系． 以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是 (　　) A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、…… B．小車運(yùn)動中會受到阻力，可以使長木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力 C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、

5、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使長木板傾斜或傾角太小 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計算的 5． 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖2所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計時器的工作頻率為50 Hz. 圖2 (1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點(diǎn)計時器附近，______________，________________，小車拖動紙帶，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，____

6、__________； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作． (2)圖3是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D、E計數(shù)點(diǎn)，可獲得各計數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置． 圖3 紙帶的測量結(jié)果 測量點(diǎn) x/cm v/(m·s－1) O 0.00 0.35 A 1.51 0.40 B 3.20 0.45 C D 7.15 0.53 E 9.41 0.60 (3)本實(shí)驗(yàn)，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了

7、減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采取的兩項(xiàng)措施是： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________. 6． 為了探究對物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖4所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿長木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計時器交流電頻率為50 Hz) 圖4 (1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施： ___

8、_____________________________________________________________________. (2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并用來進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都應(yīng)保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計時器和紙帶測出，如圖5所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶． 圖5 (4)試根據(jù)(2)、(3)中的信息，填寫下表. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 W 小車速度v/(

9、m·s－1) v2/(m2·s－2) 從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：__________________________________________________. 答案 1．C　2．BC　3．B　4．D　 5．(1)②先接通電源　再釋放小車　關(guān)閉打點(diǎn)計時器電源　(2)5.18(5.16～5.19均可)　0.49　(3)①平衡摩擦力　②鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的重力和 6． (1)將長木板固定有打點(diǎn)計時器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，使小車勻速下滑? (4)由勻速運(yùn)動的速度公式v＝，其中x可從題圖上讀出，分別為2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm,4.00 cm.t＝T＝＝0.02 s，即可求出小車的速度. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 W 2W 3W 4W 小車速度v/(m·s－1) 1.0 1.415 1.73 2.0 v2/(m2·s－2) 1.0 2.0 3.0 4.0 從表中數(shù)據(jù)可以得出：橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比．