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2019-2020年高中物理 7.6《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 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1．在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中作出W－v圖象如圖所示，符合實(shí)際的是(　　) 【解析】　由于W－v2是一條直線，所以W－v圖象應(yīng)是開口向上的拋物線，只有C對(duì)． 【答案】　C 2．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，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應(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】　理解實(shí)驗(yàn)原理與探究步驟是解題的基礎(chǔ)，回答該類問題，應(yīng)該圍繞實(shí)驗(yàn)探究原理與思路、數(shù)據(jù)處理與減少誤差等因素加以分析判斷． 本實(shí)驗(yàn)沒有必要測(cè)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實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就足夠了，A錯(cuò)．每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，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實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)．小車運(yùn)動(dòng)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)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確． 【答案】　D 3．在探究力對(duì)物體做的功與物體速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，有關(guān)小車質(zhì)量的選擇下列說法正確的是(　　) A．小車質(zhì)量應(yīng)該盡量小一些 B．小車質(zhì)量應(yīng)該大一些 C．與小車質(zhì)量無關(guān) D．以上說法都不對(duì) 【解析】　此實(shí)驗(yàn)中，如果小車質(zhì)量較輕，操作更困難；再者質(zhì)量小，小車獲得速度會(huì)大些，會(huì)造成紙帶上的點(diǎn)太少，不便于處理紙帶，所以B正確． 【答案】　B 4．探究力對(duì)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)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下： (1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W…… (2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)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－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(duì)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(shí)，橡皮筋對(duì)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(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別為2W、3W…… B．小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜 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、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使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(jì)算 【解析】　求解速度的方法是選取紙帶上點(diǎn)距均勻處來進(jìn)行計(jì)算以求得小車獲得的速度．因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤，其他選項(xiàng)都對(duì)． 【答案】　D 5．某同學(xué)在研究“對(duì)不同物體做相同功情況下，物體質(zhì)量與速度的關(guān)系”時(shí)，提出了以下四種猜想： A．m∝v B．m∝ C．m∝v2 D．m∝ 為驗(yàn)證猜想的正確性，該同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將長木板平放在水平桌面上，木塊固定在長木板一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木塊上，木塊右側(cè)固定一輕彈簧．用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，選取點(diǎn)跡均勻的一部分紙帶，計(jì)算出小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1，測(cè)出小車的質(zhì)量m1；然后在小車上加砝碼，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車，計(jì)算出小車和砝碼勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2，測(cè)出小車和砝碼的總質(zhì)量m2；再在小車上加砝碼，重復(fù)以上操作，分別測(cè)出v3、m3…… (1)每次實(shí)驗(yàn)中，都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，目的是________________________；若要消除每次實(shí)驗(yàn)中小車和紙帶受到的阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________． (2)某次實(shí)驗(yàn)采集的五組數(shù)據(jù)如下表： m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/(ms－1) 1.000 0.707 0.577 0.500 0.447 由表格數(shù)據(jù)直觀判斷，明顯不正確的兩個(gè)猜想是A、B、C、D中的________；若對(duì)某個(gè)猜想進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作圖，畫出了如圖所示的圖象，則圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)是________． 【解析】　(1)每次將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處，彈簧具有相同的彈性勢(shì)能，這樣每次對(duì)小車做的功相同，小車獲得的動(dòng)能相同；要消除阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，應(yīng)先平衡摩擦力，可墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，靜止釋放小車時(shí)，小車連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)． (2)由表中數(shù)據(jù)可知，明顯不正確的兩個(gè)猜想是A和C；由表中數(shù)據(jù)及圖象可知小車的質(zhì)量m跟成正比，故橫坐標(biāo)為. 【答案】　(1)使小車獲得相同的動(dòng)能(彈簧對(duì)小車做功相同)　墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，靜止釋放小車時(shí)，小車連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)(平衡摩擦力) (2)AC　 能力提升 1. 某研究性學(xué)習(xí)小組覺得教材中實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程較復(fù)雜，改進(jìn)如下：如圖所示，將教材實(shí)驗(yàn)中的木板放在桌子的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運(yùn)動(dòng)，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運(yùn)動(dòng)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，測(cè)出橡皮筋條數(shù)為1、2、3、……、n時(shí)的平拋距離x1、x2、x3、……、xn，則(　　) A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n為橡皮筋條數(shù)) B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n為橡皮筋條數(shù)) C．該實(shí)驗(yàn)中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產(chǎn)生新的誤差 D．該實(shí)驗(yàn)中傾斜木板會(huì)產(chǎn)生誤差 【解析】　由W∝v2，x∝v，W∝n得x2∝n，選項(xiàng)B正確．該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了平拋原理，如果木板傾斜，則變?yōu)樾睊?，將產(chǎn)生誤差．選項(xiàng)D正確． 【答案】　BD 2．某學(xué)習(xí)小組做“探究恒力做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，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)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出． (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________電源(填“交流”或“直流”)； (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)傾斜來平衡掉摩擦阻力，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．橡皮筋處于原長狀態(tài) B．橡皮筋仍處于伸長狀態(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)下面所示的紙帶回答)． 【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，故選項(xiàng)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)橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)，選項(xiàng)B正確；(4)從紙帶上看，紙帶的GK段打點(diǎn)比較均勻，所以應(yīng)選用紙帶的GK段進(jìn)行測(cè)量． 【答案】　(1)交流　(2)D　(3)B　(4)GK 3．某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝.他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來測(cè)量物體每次通過Q點(diǎn)的速度)．在剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議． (1)請(qǐng)你簡要說明為什么不需要測(cè)出物體的質(zhì)量． (2)讓小球分別從不同高度無初速釋放，測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離s1、s2、s3、s4……讀出小球每次通過Q點(diǎn)的速度v1、v2、v3、v4……并繪制了如圖乙所示的s－v圖象．若為了更直觀地看出s和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？ (3)在此實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果，為什么？ 【答案】　(1)因?yàn)閷?duì)物體做的功W與物體初始位置到測(cè)速器的距離s成正比 (2)下一步應(yīng)該繪制s－v2圖象 (3)不會(huì)，摩擦力和重力的合力對(duì)物體做功也與距離s成正比 4．如果提供給你天平、氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)探究功與質(zhì)量、速度間定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法． 【解析】　如題圖所示，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上受重力和支持力兩個(gè)力的作用，當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌滑行時(shí)，滑塊重力沿傾斜導(dǎo)軌方向的分力對(duì)滑塊做功．這一分力為F1＝ 在滑塊經(jīng)過兩光電門的過程中，這一分力所做的功為 W＝F1s＝ 式中m為滑塊(連同遮光條)的質(zhì)量，可用天平測(cè)出，h為墊塊的高度， l為墊塊與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)到導(dǎo)軌底端的距離，s為兩光電門間的距離，均可用刻度尺測(cè)出． 以v1、v2分別表示滑塊經(jīng)過光電門G1、G2時(shí)的速度，根據(jù)固定在滑塊上的兩條遮光條的間距和由數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊經(jīng)過光電門G1、G2的時(shí)間，即可算出v1、v2. 由m、v1、v2組成的式子可能為 m(v2－v1)、m(v2－v1)2、m(v－v)、m(v2－v1)3、m(v－v)…… 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別代入以上各式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可發(fā)現(xiàn)功與質(zhì)量、速度間的定量關(guān)系． 【答案】　見解析