2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第2講 恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系題組訓(xùn)練 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第2講 恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系題組訓(xùn)練 魯科版必修2 [時(shí)間:60分鐘] 題組一 借助變力做功探究功與速度變化的關(guān)系 1.小明和小帆利用如圖1所示的裝置探究功與速度的變化關(guān)系,對(duì)于橡皮筋和小車連接的問題,小明和小帆各有一種接法,你認(rèn)為正確的是________(填“甲”或者“乙”). 圖1 2.在探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖2所示的紙帶,這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密,中間稀疏,出現(xiàn)這種情況的原因可能是( ) 圖2 A.電源的頻率不穩(wěn)定 B.木板的傾斜程度太大 C.沒有使木板傾斜或木板傾斜的程度太小 D.小車受到的阻力較大 3.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確.甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功和速度的關(guān)系圖線,即Wv圖,如圖3甲所示,并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論.乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功與速度平方的關(guān)系圖線,即Wv2圖,如圖乙,并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論.關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的分析,你的評(píng)價(jià)是( ) 圖3 A.甲的分析不正確,乙的分析正確 B.甲的分析正確,乙的分析不正確 C.甲和乙的分析都正確 D.甲和乙的分析都不正確 4.“探究彈力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示,當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W0.當(dāng)用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W0、3W0、4W0…每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出. 圖4 (1)該實(shí)驗(yàn)________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力. (2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是( ) A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用直流電源供電,電壓為4~6 V B.實(shí)驗(yàn)中使用的若干根橡皮筋的原長(zhǎng)可以不相等 C.每次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出 D.利用每次測(cè)出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-v、W-v、W2-vm、W3-vm…的圖象,得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系 (3)如圖5給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶,從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一段紙帶,測(cè)得O點(diǎn)到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別為OA=5.65 cm,OB=7.12 cm,OC=8.78 cm,OD=10.40 cm,OE=11.91 cm.已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s,則小車獲得的最大速度vm=________m/s. 圖5 5.用如圖6所示的裝置探究功與物體速度變化的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí),先適當(dāng)墊高木板,然后由靜止釋放小車,小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出,沿木板滑行.小車滑行過程中帶動(dòng)通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,記錄運(yùn)動(dòng)情況.觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻,后面部分點(diǎn)跡比較均勻,回答下列問題: 圖6 (1)適當(dāng)墊高木板是為了_______________________________________________; (2)通過紙帶求小車速度時(shí),應(yīng)使用紙帶的________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”); (3)若實(shí)驗(yàn)做了n次,所用橡皮筋分別為1根、2根…n根,通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn,用W表示橡皮筋對(duì)小車所做的功,作出的Wv2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,這說明W與v2的關(guān)系是____________________. 6.某同學(xué)利用圖7甲所示裝置探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系,得到了下表的數(shù)據(jù): 圖7 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋條數(shù) 1 3 4 5 7 小車速度v/(ms-1) 0.71 1.23 1.42 1.58 1.71 (注:每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣) (1)由表可得出定性結(jié)論: ________________________________________________________________________. (2)設(shè)一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功為W0,大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象.(畫在圖乙中) (3)根據(jù)以上的W-v圖象對(duì)W與v的關(guān)系作出初步判斷:_________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)根據(jù)數(shù)據(jù)完成下表的空白部分: 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 v2/(m2s-2) W與v的關(guān)系 題組二 借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系 7.某同學(xué)為探究“合力做功與物體速度變化的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),他的操作步驟是: ①按圖8擺好實(shí)驗(yàn)裝置,其中小車質(zhì)量M=0.20 kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05 kg. ②釋放小車,然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f=50 Hz),打出一條紙帶. 圖8 (1)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條,如圖9所示.把打下的第一點(diǎn)記作0,然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1=0.004 m,d2=0.055 m,d3=0.167 m,d4=0.256 m,d5=0.360 m,d6=0.480 m…,他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2)作為小車所受合力算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W=________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),打下第5點(diǎn)時(shí)小車的速度v5=________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). 圖9 (2)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果,他沒能得到“合力對(duì)物體做的功與速度的關(guān)系為W∝v2”的結(jié)論,且誤差很大.通過反思,他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是________. A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多 B.沒有平衡摩擦力,使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多 C.釋放小車和接通電源的次序有誤,使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小 D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因 8.為了探究“合力做功與速度變化的關(guān)系”某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖10所示的裝置,備有下列器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙.他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m.當(dāng)滑塊連接上紙帶,讓細(xì)線跨過滑輪并懸掛空的小桶時(shí),滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).請(qǐng)回答下列問題: 圖10 (1)要完成本實(shí)驗(yàn),還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是______________. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證滑塊受到的合力與沙和小桶的總重力大小基本相等,沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是________________________________________,實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力,首先要做的步驟是________________. (3)在滿足(2)問的條件下,讓小桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng),如圖11所示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分,圖中A、B、C、D、E是按時(shí)間先后順序確定的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離標(biāo)注在圖上,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則在B、D兩點(diǎn)間對(duì)滑塊進(jìn)行研究,合力對(duì)滑塊做的功為________,vB=________,vD=________(用題中所給的表示數(shù)據(jù)的字母表示). 圖11 答案精析 第2講 實(shí)驗(yàn):探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系 1.甲 2.CD [電源頻率不穩(wěn)定的可能性不大,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是沒有平衡阻力或平衡阻力不夠,以致小車在橡皮筋作用下做加速運(yùn)動(dòng),在橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)以后做減速運(yùn)動(dòng),且受到的阻力較大.故選項(xiàng)C、D正確.] 3.A [圖甲中Wv圖象是曲線,不能說明功與速度的平方一定成正比,圖乙中Wv2圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線,說明功與速度的平方一定成正比,故A正確.] 4.(1)需要 (2)CD (3)0.83 解析 (1)由于實(shí)驗(yàn)中要求橡皮筋對(duì)小車做的功是合外力做的功,故需要平衡摩擦力.(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器只能用電壓為4~6 V的交流電源供電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中使用的若干根橡皮筋的原長(zhǎng)必須相等,否則實(shí)驗(yàn)誤差太大,甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出,才能保證橡皮筋的形變量相同,選項(xiàng)C正確;利用圖象可以減小實(shí)驗(yàn)誤差,能更直觀地反映出合力做功與物體速度變化的關(guān)系,選項(xiàng)D正確.(3)由圖及所給數(shù)據(jù)可知小車一定在BC間獲得最大速度,所以vm==0.83 m/s. 5.(1)平衡摩擦力 (2)后面部分 (3)W與v2成正比 解析 (1)用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋將小車?yán)酵晃恢冕尫?,橡皮筋拉力?duì)小車所做的功依次為W、2W、3W…探究橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功W與小車速度v的定量關(guān)系.將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高,小車不連橡皮筋,尾部固定一紙帶,輕推小車使小車沿木板向下運(yùn)動(dòng),如果紙帶上打出的點(diǎn)間距是均勻的,說明紙帶的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力. (2)橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功全部完成后,打出來的點(diǎn)才能反映物體的速度,所以應(yīng)使用紙帶的后面部分. (3)Wv2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可確定W與v2成正比. 6.見解析 解析 每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣,一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功為W0,由做功與拉長(zhǎng)橡皮筋條數(shù)成正比得,第2、3、4、5次拉長(zhǎng)橡皮筋所做的功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0. (1)定性結(jié)論:橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān),并且做功越多,小車獲得的速度越大. (2)W與v的圖象如圖所示. (3)W與v的圖象很像拋物線,可能W∝v2. (4)如下表 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 W0 3W0 4W0 5W0 7W0 v2/(m2s-2) 0.50 1.51 2.02 2.50 2.92 W與v的關(guān)系 W∝v2 7.(1)0.176 1.12 (2)AB 解析 (1)根據(jù)題意物體所受合外力為: F=mg=0.059.8 N=0.49 N, 根據(jù)功的定義可知:W=Fd5≈0.176 J; 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程的平均速度,可以求出第5個(gè)點(diǎn)的速度大小為: v5== m/s=1.12 m/s. (2)設(shè)繩子上拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律有: 對(duì)小車:F=Ma① 對(duì)鉤碼:mg-F=ma② 可得F==,由此可知當(dāng)M?m時(shí),鉤碼的重力等于繩子的拉力,因此當(dāng)鉤碼質(zhì)量太大時(shí),會(huì)造成較大誤差,故A正確;實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行平衡摩擦力操作,若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當(dāng)做小車合外力做的功,會(huì)造成較大誤差,故B正確;釋放小車和接通電源的順序有誤,影響打點(diǎn)多少,不一定會(huì)使動(dòng)能的測(cè)量值偏小,故C錯(cuò)誤;距離的測(cè)量產(chǎn)生的誤差不是該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的主要誤差,故D錯(cuò)誤. 8.(1)毫米刻度尺 (2)沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 平衡摩擦力 (3)mg(s2+s3)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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