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2019-2020年高一物理 7.6 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 課標(biāo)要求： 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究及∝的關(guān)系 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握平衡摩擦力的方法 3.學(xué)會(huì)運(yùn)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 重點(diǎn)：1.計(jì)算橡皮筋彈力做功的方法 2.小車最大速度的計(jì)算方法 難點(diǎn)：通過(guò)圖像法處理功與速度的關(guān)系 鞏固基礎(chǔ) 1. 在“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(méi)有必要保持一致 C．放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量水平 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 2.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，我們并不需要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍，使用的方法是 （ ） A．選用同樣的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功就是W、2W、3W…… B．用同樣的力對(duì)小車作用，讓小車通過(guò)距離s、2s、3s……則第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W…… C．讓小車通過(guò)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(shí)，力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W…… D．利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)小車的拉力F，利用直尺測(cè)量小車在力的作用下移動(dòng)的距離L,便可求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制W、2W、3W…… 3.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中作出圖象如圖所示，哪一個(gè)是符合實(shí)際的（ ） W W W W AW BW CW DW 4.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶，這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密，中間疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是（ ） A．電源的頻率不穩(wěn)定 B．木板傾斜程度太大 C．沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小 D．小車受到的阻力較大 5.探究“力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中不正確的是（ ） A．在改變橡皮筋的個(gè)數(shù)時(shí)，橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度必須一致。 B．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(lái)進(jìn)行計(jì)算。 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(méi)有使木板傾斜或傾角太小。 D．本實(shí)驗(yàn)是探究橡皮筋對(duì)小車做的功與小車的速度之間是否存在、、等關(guān)系。 0 1 3 4 2 5 6 7 6.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶，則應(yīng)根據(jù)哪段來(lái)計(jì)算小車獲得的速度？為什么？ 提升能力 7. 某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(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(zhǎng)的長(zhǎng)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)器所打的紙帶測(cè)出。 ⑴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(shuō)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(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線 （2）下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表， 橡皮筋 做功 10個(gè)間隔距離 x（m） 10個(gè)間隔時(shí)間 T（s） 小車獲得速度 vn（m/s） 小車速度的平方vn2（m/s）2 1 W 0.2880 0.2 1.44 2.07 2 2W 0.4176 0.2 2.09 4.36 3 3W 0.4896 0.2 2.45 5.99 4 4W 0.5904 0.2 2.95 8.71 5 5W 0.6480 0.2 3.24 10.50 從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn∝ 。請(qǐng)運(yùn)用表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在上圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，驗(yàn)證理論的正確性。 紙帶 小車 橡皮筋 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 木板 感悟經(jīng)典 (xx年高考廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”，如圖所示，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(guò)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?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的速度大?。≤囍锌梢苑胖庙来a． (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①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(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。 ②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(guò)A、B時(shí)的速度． ③在小車中增加砝碼，或________，重復(fù)②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，|vA2－vB2|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ΔE，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ΔE3＝__________，W3＝__________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 次數(shù) M/kg /(m/s)2 F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 解析：(1)①在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力對(duì)小車和傳感器做功使小車和傳感器的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和傳感器的總質(zhì)量；③通過(guò)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(guò)拉力傳感器的示數(shù)和AB長(zhǎng)用W＝FL可計(jì)算拉力做的功；(3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動(dòng)能定理可知W與ΔE成正比，作圖可用描點(diǎn)法。 [答案]　(1)小車　釋放小車　改變鉤碼數(shù)量 (2)0.600 J　0.610 J 第六節(jié) 實(shí)驗(yàn) ：探究功與速度變化的關(guān)系 5W 4W 3W 2W W 0 Wn 2 6 4 8 10 12 1.D 2.A 3.C 4.CD 5.B 6. 應(yīng)根據(jù)第3與第7點(diǎn)間的距離來(lái)計(jì)算，得到的速度是。因?yàn)?～7點(diǎn)比較均勻 7.解析 （1）B （2） （作圖如圖示：要求明確標(biāo)注坐標(biāo)軸的物理量，合理設(shè)置標(biāo)度，用尺規(guī)作圖，所作圖線應(yīng)通過(guò)原點(diǎn)）?？梢?jiàn)合力做的功Wn和物體速度vn變化的平方成正比，驗(yàn)證了理論的正確性。