2019-2020年高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 6 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 6 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版必修21(多選)(xx濟(jì)南高一檢測(cè))關(guān)于“探究恒力做功與動(dòng)能變化”的實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)繩與木板平行B應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)繩保持水平C平衡摩擦力時(shí)，若紙帶上打出的點(diǎn)越來越密，就應(yīng)調(diào)大斜面傾角D平衡摩擦力時(shí)，若紙帶上打出的點(diǎn)越來越疏，就應(yīng)調(diào)大斜面傾角【解析】實(shí)驗(yàn)中調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，這樣能使細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于它受的合力，A對(duì)，B錯(cuò)；紙帶上打出的點(diǎn)越來越密，表明小車做減速運(yùn)動(dòng)，摩擦力平衡不夠，這時(shí)需要墊高木板一端，使斜面傾角增大，直到打出的點(diǎn)均勻?yàn)橹?，C對(duì)，D錯(cuò)【答案】AC2關(guān)于“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致C放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出【解析】本實(shí)驗(yàn)沒有必要算出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，B錯(cuò)；小車運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始穩(wěn)定工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確【答案】D3在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖767所示，小車的運(yùn)動(dòng)情況可描述為：A、B之間為_運(yùn)動(dòng)；C、D之間為_運(yùn)動(dòng)小車離開橡皮筋后的速度為_m/s.圖767【解析】由圖可知小車在A、B之間做加速運(yùn)動(dòng)，由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移之差不等，由xaT2知，小車的加速度是變化的，故做變加速運(yùn)動(dòng)在C、D之間計(jì)數(shù)點(diǎn)均勻分布，說明小車做勻速運(yùn)動(dòng)小車離開橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng)，由CD段紙帶求出速度為：v m/s0.36 m/s.【答案】變加速勻速0.364某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖768所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算圖768(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和_(選填“交流”或“直流”)電源(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是()A放開小車，能夠自由下滑即可B放開小車，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是()A橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)C小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖769所示的紙帶回答)圖769【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源；(2)平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可，故D正確；(3)放開小車后，小車做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時(shí)，小車的速度最大，此時(shí)橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，B正確；(4)從紙帶上看，紙帶的GJ段打點(diǎn)比較均勻，所以應(yīng)選用紙帶的GJ段進(jìn)行測(cè)量【答案】(1)交流(2)D(3)B(4)GJ5在“探究恒力做功和物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖7610所示，該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為此，實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)，還需要滿足的條件是_圖7610(2)如圖7611所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是該同學(xué)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，距離如圖所示則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為_；要驗(yàn)證合外力的功與速度變化的關(guān)系，除位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有_圖7611【解析】(1)只有當(dāng)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力時(shí)，才能近似地認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力(2)C點(diǎn)的速度等于BD段的平均速度，故vC.要探究合外力做的功和速度變化間的關(guān)系，需要測(cè)出小車受到的拉力大小(鉤碼的重力)和小車位移，所以除位移、速度外，還需要測(cè)出鉤碼的重力【答案】(1)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力(2)鉤碼的重力6(xx揚(yáng)州高一檢測(cè))某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖7612所示圖7612將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，釋放小車，打出一條紙帶(1)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，經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm.打下第N個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)做小車所受的拉力，算出拉力對(duì)小車做的功為_ J，小車動(dòng)能的增量為_ J.(2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是：_.【解析】(1)拉力Fmg0.0509.8 N0.49 N拉力對(duì)小車做的功WFl0.490.400 J0.196 J小車動(dòng)能的增量Ekmv20.2001.002 J0.100 J.(2)誤差很大的可能原因：小車質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，使鉤碼的重力與小車受到的拉力差別較大；沒有平衡摩擦力【答案】(1)0.196 0.100(2)小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力7某同學(xué)利用圖7613甲探究力對(duì)物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了下表的數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(ms1)0.711.231.421.581.87(注：每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣)圖7613(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7613乙中)(3)由圖大致可判斷出W與v的關(guān)系是_.(4)填寫下表的空白部分.實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋做功W0v2/(m2s2)W與v的關(guān)系【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，則做功與拉長(zhǎng)橡皮筋條數(shù)成正比，第2、3、4、5次拉長(zhǎng)橡皮筋做功應(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)，并且做功越大，小車獲得的速度越大(2)W與v關(guān)系的圖象為拋物線，如圖所示(3)可能Wv2.(4)如表.實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2s2)0.501.512.022.503.50W與v的關(guān)系Wv2【答案】見解析8某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器“探究功與速度變化的關(guān)系”如圖7614所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B點(diǎn)時(shí)的速度大小，小車中可以放置砝碼圖7614(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B點(diǎn)時(shí)的速度在小車中增加砝碼或_，重復(fù)的操作(2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|vv|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功表格中的E3_，W3_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|vv|/ m2/s2E/JF/NW/J10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430(3)根據(jù)表格，請(qǐng)?jiān)趫D7615中的方格紙上作出EW圖線圖7615【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對(duì)小車和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量；通過控制變量法只改變小車的質(zhì)量或只改變拉力大小得出不同的數(shù)據(jù)；(2)通過拉力傳感器的示數(shù)和A、B間距用WFL可計(jì)算拉力做的功；(3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，可知W與E成正比，作圖可用描點(diǎn)法，圖線如圖所示【答案】(1)小車釋放小車減少砝碼(2)0.600 J0.610 J(3)見解析圖