高三物理实验复习—探究功与速度变化的关系习题选编 含答案

峙对市爱惜阳光实验学校第四讲：探究功与速度变化的关系1．在“探究动能理〞的中，某同学是用下面的方法和器材进行的：放在长木板上的小车，由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动，小车拉动固在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器，关于这一，以下说法中正确的选项是( )A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力B．重复时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次使橡皮筋拉伸的长度相同C．利用纸带上的点计算小车的速度时，选用纸带上打点最密集的进行计算D．利用纸带上的点计算小车的速度时，选用纸带上打点最稀疏的进行计算答案ABD2．在“探究恒力做功与动能改变的关系〞中，某小组采用如图①所示的装置．步骤如下：①把纸带的一端固在小车的后面，另一端穿过打点计时器；②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力；③用细线将木板上的小车通过一个滑轮与悬吊的沙桶相连；④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一的点，测出x、x1、x2(如图②所示)，查得打点周期为T.判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是________________________________________；本还需直接测量的物理量是：________________________.(用相的符号表示)探究结果的表达式是_________________． (用相的符号表示)答案不挂重物时纸带上点迹间距相小车的质量M、沙及沙桶的质量mmgx＝12M⎝⎛⎭⎪⎫x22T2－12M⎝⎛⎭⎪⎫x12T23．在探究功和动能改变之间的关系时，初动能为零，试判断以下各图像正确的选项是( )解析由W＝12mv2－0知W－v图线当是抛物线，应选A.答案A4．在探究恒力做功与物体的动能改变量的关系的中备有以下器材：A．打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．(1)其中多余的器材是________(填对字母)，缺少的器材是________________．(2)测量时间的工具是________；测量质量的工具是________．(填对字母)(3)以下图是打点计时器打出的小车(质量为m )在恒力F 作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T .请分析，利用这些数据能否验证动能理？假设不能，请说明理由；假设能，请说出做法，并对这种做法做出评价．解析 (1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表．打点计时器使用低压交流电源，不需要电池，故多余的器材是C 、E.测量点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．(2)测量时间的工具是A 打点计时器，测量质量的工具是B 天平．(3)能 从A 到B 的过程中，恒力做的功为W AB ＝Fx AB 物体动能的变化量为 E k B －E k A ＝12mv 2B －12mv 2A ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x B 2T 2－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x A 2T 2＝12m x 2B －x 2A4T 2只要验证Fx AB ＝12m x 2B －x 2A4T2即可．优点：A 、B 两点的距离较远，测量时的相对误差较小； 缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强． 答案 (1)C 、E 毫米刻度尺 (2)A B (3)见解析5．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系〞的前，提出以下几种猜测：①W ∝v ，②W ∝v 2，③W ∝v ，….他们的装置如图①所示，PQ 为一块倾斜放置的木板，在Q 处固一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q 点的速度)．在刚开始时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，经过讨论采纳了该同学的建议．(1)本中不需要测量物体质量的理由是什么？(2)让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L 1、L 2、L 3、L 4…，读出物体每次通过速度传感器Q 的速度v 1、v 2、v 3、v 4、…，并绘制了如图②所示的L －v 图像．根据绘制出的L －v 图像，假设为了更直观地看出L 和v 的变化关系，他们下一步该作出( )A ．L －v 2图像 B ．L －v 图像 C ．L －1v图像D ．L －1v图像(3)本中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？解析 (1)因为W ＝ΔE k ，而W ＝mg (sin θ－μcos θ)L ，ΔE k ＝12mv 2，式两边都有m ，所以探究W 与v 的关系可以不用测量质量m .(2)由于题图②是关于“L －v 〞的图像，该图像为曲线，不便于直观地看出L 和v 的变化关系，所以，下一步作出“L －v 2”的图像，选A.(3)在中，由于物体在斜面上运动时，所受的合力是确的，即F合＝mg(sinθ－μcosθ)，所以摩擦力的大小不会影响L和v的关系．答案(1)见解析(2)A(3)不会6．某探究学习小组的同学欲验证“动能理〞，他们在室组装了一套如下图的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细砂．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．假设你是小组中的一位成员，要完成该项，那么：(1)你认为还需要的器材有 __________________________．(2)时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小根本相，沙和沙桶的总质量满足的条件是_________________，时首先要做的步骤是____________________________________．(3)在(2)的根底上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)．那么本最终要验证的数学表达式为_________________(用题中的字母表示中测量得到的物理量)．解析(1)测量滑块质量M及沙和沙桶的总质量m必须用到天平，而根据纸带测滑块运动的位移和对速度要用到刻度尺．(2)平衡摩擦力以后，由牛顿第二律可求出滑块受到的合力F＝MmgM＋m＝mg1＋mM，可见，只有m≪M时，F才根本于mg.(3)对滑块来说，合外力的功W＝mgL此过程中动能的增加量ΔE k＝12Mv22－12Mv21故最终要验证的“动能理〞表达式为mgL＝12Mv22－12Mv21.答案(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力(3)mgL＝12Mv22－12Mv217．探究能力是进行物理学研究的重要能力之一．物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能E k与角速度ω的关系，某同学采用了下述方法进行探索：如下图，先让砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n，通过分析数据，得出结论．经测得的几组ω和n如下表所示：N.另外已测得砂轮转轴的直径为1 cm，转轴间的摩擦力为π(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中．(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能E k与角速度ω的关系式为________．解析(1)从脱离动力到最后停止转动，由动能理得－F f·n·πD＝0－E k0，即E k0＝nF fπD＝0.1n将n的不同数值代入，可得到相的转动动能如下表：答案(1)(2)E k＝2ω2。

人教版物理必修二第七章 6探究功与速度变化的关系精选练习习题（附答案解析）1．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的．我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是()A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为x、2x、3x……进行第1次、第2次、第3次……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……B．让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离x，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……解析实际操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分别用2根、3根、……且每次拉到同样的长度，即能得到W、2W、3W、……的功，故C正确．答案 C2．在“探究功与速度变化的关系”实验中，小车在运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是()A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即使物体沿斜面下滑的重力分力应等于小车受到的阻力C．如果小车在木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的解析平衡摩擦力常用垫高长木板固定打点计时器的一端的方法．若小车可在长木板上做匀速运动，则表明重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力，B、C正确．答案BC3．橡皮筋释放后，关于小车的运动，下列说法正确的是()A．一直做匀速直线运动B．先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动C．先做加速度减小的变加速直线运动，再做匀速直线运动D．先做加速度增大的变加速直线运动，再做匀速直线运动解析橡皮筋对小车的拉力是变力且逐渐变小，所以小车先做加速度减小的变加速直线运动，橡皮筋对小车做功完毕后，小车将做匀速直线运动，故选项C正确．答案 C4．在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间较疏但间隔不均匀，出现这种情况的原因可能是()A．电源的频率不稳定B．木板倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力较大解析电源频率不稳定不会出现这样的结果，出现这一现象的原因是小车在橡皮筋作用下加速运动，在橡皮筋恢复原长后小车做减速运动，且受的阻力较大．答案CD5．某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂，改进如下：如图所示，将教材实验中的木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在橡皮筋作用下加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平抛运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、x n，则()A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n为橡皮筋条数)B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n为橡皮筋条数)C．该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差D．该实验中倾斜木板会产生误差解析由W∝v2，x∝v，W∝n得x2∝n，选项B正确．该实验应用了平抛原理，如果木板倾斜，则变为斜抛，将产生误差．选项D正确．答案BD6．为了探究功与物体速度变化的关系，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：(1)该同学作出如下推理：根据x－v图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比．请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．甲乙(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________．解析(1)做出x－v2图线如图所示(2)由图可以看出，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比，即x∝v2.答案(1)见解析图(2)x∝v27．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．(1)关于该实验，下列说法正确的是()A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 VB．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度v max和橡皮筋做的功W，依次作出W－v max、W－v2max、W－v3max、W2－v max、W3－v max、…的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系．(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA ＝5.65 cm、OB＝7.12 cm、OC＝8.78 cm、OD＝10.40 cm、OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v max＝______ m/s.解析(1)实验应用交流电源，A错；实验中使用的橡皮筋原长应相等，B 错；每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出，C正确；作出各种不同形式的图象，才能判断做功与速度变化的关系，D正确．(2)由纸带计算得AB＝1.47 cm，BC＝1.66 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.51 cm，小车从打B点到打D点的过程中做匀速运动，则小车的最大速度v max＝BD2T＝3.28×10－22×0.02m/s＝0.82 m/s.答案(1)CD (2)0.828．质量为1 kg 的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6 V 、50 Hz 的交流电源，如图所示，纸带上O 点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O 点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm ，重力加速度为9.8 m/s 2，则(1)求出B 、C 、D 、E 、F 各点速度并填入下表.(2).(3)比．在下图中作出图线，其中纵坐标表示________，横坐标表示________．解析 (1)各点速度由公式v ＝v ＝Δx Δt求出 v B ＝AC Δt ＝(125.4－31.4)×10－34×0.02m/s ≈1.18 m/s. 同理：v C ≈1.57 m/s ，v D ≈1.96 m/s ，v E ≈2.35 m/s ，v F ≈2.74 m/s.(2)重力做的功由W＝mgΔx求出W B＝mg OB＝1×9.8×70.6×10－3 J≈0.69 J.同理：W C≈1.23 J，W D≈1.92 J，W E≈2.76 J，W F≈3.76 J.(3)如图所示重力所做的功W G与速度的平方v2成正比关系．答案(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76(3)图线如图所示重力所做的功W G速度的平方v2。

3探究功与速度变化的关系（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．现要利用如图1的装置做“探究做功与物体速度变化的关系”的实验：（1）电磁打点计时器与电源相接，接线正确的是（填“图2”或“图3”）；（2）利用图1装置，小车在橡皮筋的作用下运动，打下其中一条纸带如图4，分析这条纸带可以得出：A．正确测量前对小车可能没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够B．正确测量前对小车已经平衡摩擦力且平衡摩擦力过度C．小车达到最大速度时橡皮筋处于伸长状态D．小车达到最大速度时橡皮筋处于原长状态（3）某同学对该实验进行了精确平衡摩擦力后，再操作如下：a、将橡皮筋固定在小车前端．拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置．接通打点计时器电源，释放小车．b、用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验．c、在上述实验中打出的6条纸带中，分别找出小车开始做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6．d、把1根橡皮筋对小车做的功记为W，2根橡皮筋对小车做的功记为2W …，以功W为纵0 0 坐标，小车获得的速度的平方为横坐标，作出图象如图5．从图中可看出第4次实验误差最大，问题可能出在该次实验小车在释放前橡皮筋的伸长量偏（填“大”或“小”）2．某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是（请填写选项前对应的字母）．A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是（请填写选项前对应的字母）．A．作出“t﹣F图象”B．作出“t2﹣F图象”C．作出“t2﹣图象”D．作出“t=3s图象”3．某学生用图甲所示的实验装置测量物块在斜面上向下匀加速滑动的某段过程中摩擦力所做的功．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中得到纸带的一部分如图乙所示，图中的s1、s2、s3、s4、s5是6个连续点A、B、C、D、E、F两相邻点间的距离．（1）根据纸带可计算打点计时器在打下各点时物块的速度大小．要计算v B，已经测得s1，还需要测量．A．s2B．s3C．s4D．s5（2）要测量物块在BD段运动过程中摩擦力所做的功W BD，已经测得s1、s2、s3、s4，已知重力加速度为g．①下列器材，还需要的是．A．秒表B．天平C．弹簧秤②下列物理量，还需要测量是．A．纸带的总长度B．斜面的高度C．斜面的倾角．4．为验证动能定理，某同学设计了如下实验．将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处（从传感器所在平面算起）自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图所示．多次改变滑块的下滑高度h（斜面的倾角不变），对应的速度值记录在表中：要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是，本实验是否需要平衡摩擦力（填“是”或“否”）．5．图甲所示是探究外力做功与物体速度变化的关系的装置，分别让小车在1条，2条，3条橡皮筋的作用下弹出，小车眼模板滑行，获得的速度v可以有打点计时器测出和纸带测出．①实验过程中，下列操作正确的是A．实验仪器安装时，必须平衡摩擦力B．实验过程中必须求出小车加速过程的平均加速度C．增加橡皮筋条数时，小车必须从同一个位置开始释放D．小车释放前要远离打点计时器②图乙给出了某次试验打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得A，B，C，D，E相邻两点间距离分别为AB=1.48cm，BC=1.56cm，CD=1.60cm，DE=1.60cm，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度为v A=③小海同学实验时将木板水平放置，最后用图象法处理实验所得数据，他将得到图丙的哪个图象6．利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，细线拉力的大小可由拉力传感器测出，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m 进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放（g取10m/s2）．（1）完成该实验时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（2）在正确规范操作后，实验时读出拉力传感器的示数F，测出小车质量M，遮光条宽度d，挡光时间t及AB间的距离L，则验证动能定理的表达式为（用测得的物理量表示）．7．为验证“拉力做功与气体动能改变的关系”，某同学到实验室找到了以下器材：一端带有滑轮的长木板、电磁打点计时器、小车（质量为300g）、质量分别为10g、2g和50g的钩码、学生电源（有“直流”和“频率为50Hz的交流”两挡）、导线、开关、细线等．同学们进行如下操作：A．用导线连接打点计时器、开关和学生电源“50Hz交流挡”，然后按图a所示组装实验装置B．将质量为300g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车C．选用50g的钩码挂在拉线上D．释放小车，然后接通打点计时器的电源，打出一条纸带E．在多次重复实验得到的纸带中，选出一条点迹清晰的纸带，如图b所示F．进行数据采集与处理G．实验完毕，整理复位实验器材请同学们完成下列问题：（1）该同学的操作过程哪步是明显错误的（填相应的字母）（2你认为该同学的操作过程中缺漏的环节是．（3）该同学把纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打该点时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6（相邻两个计数点间还有四个点未画），如图b所示．该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图b上．则在打计数点4时，小车的速度为m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为J，小车的动能增量为J．取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）（4）由（3）中数据发现，该同学并没有得到“拉力对消除做的功等于小车动能的增量”的结论，且对其它点（如2、3、5）点进行计算的结果与“4”计数点相似，你认为产生这种实验结果的主要原因有（写出一条即可）．8．在“探究功与速度变化的关系”实验中，某实验小组同学采用如图1所示的实验装置进行实验，他们利用打点计时器记录小车从静止释放后的运动情况，把盘及盘中砝码总重力大小作为小车受到的拉力大小．拉力对小车做的功记为W，对应的小车末速度记为v，则（1）该小组同学实验前需要平衡小车的摩擦力吗？（填“是”或“否”）．盘及盘中砝码的总质量m和小车质量M之间必须满足的关系是．（2）该组同学在下表中分别列出了拉力对小车做的功W、小车的速度v、小车速度的平方v2、小车速度的倒数的实验数据．如果你是该小组的成员，请你根据表中数据，在图2中建立恰当的横坐标，并画出相应的图象．/（m﹣1•s）（3）该实验装置还可以用于以下哪些实验：A．研究匀变速直线运动B．探究求合力的方法C．探究加速度与力、质量的关系D．验证机械能守恒定律．9．某实验小组用图甲所示的实验装置“探究功与速度变化的关系”，实验前通过垫高长木板平衡摩擦力，然后用一根橡皮筋勾住小车，橡皮筋两端固定在木板两侧，将小车从橡皮筋原长位置（橡皮筋刚好伸直恰没形变）的P点移到O点，启动打点计时器并释放小车，小车拖动纸带越过P点能到达M点；用2条、3条…同样的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验，使每次实验开始时橡皮筋拉伸长度都保持一致，第2次、第3次…实验中橡皮筋对小车做的功是第一次的2倍、3倍…实验后纸带上点迹分布如图乙所示，从纸带上测出橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动的位移，便可计算出小车匀速运动的速度，实验时记录数据如下表：（1）在第3次实验时，测出纸带上EH之间的距离为5.70cm，已知纸带上相邻点之间时间间隔为0.02s，请写出表中空格处相应的数据．（2）以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，以v2为横坐标作出W﹣v2图象．（3）从W﹣v2图象可得出的结论为：．10．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图1）：（1）除图中已给出的实验器材外，还需要的器材有（填选项前字母）A．停表B．交流电源C．橡皮筋D．刻度尺（2）打出的纸带如图2，小车是与纸带的端连接（填“左”或“右”）（3）下列说法哪一项是正确的（填选项前字母）A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放D．本实验细线要与木板平行．11．回答下列问题：（1）甲同学准备做“研究匀变速直线运动”实验，乙同学准备做“探究功与速度变化的关系”实验．甲同学应该选择下图中的装置（填A或B）．（2）甲乙两位同学需要平衡摩擦力的是．A．甲乙均需要B．甲C．乙（3）下图是甲、乙同学通过正确操作得到的纸带，乙同学得到的纸带是（填A或B）．（4）根据下面纸带A的放大图，点a的读数为m．计算打下a点时小车的瞬时速度m/s（此空保留两位有效数字，使用的交流电频率为50Hz）．12．用如图a所示装置做“验证动能定理”的实验．实验时，通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落，小铁球依次通过两个光电门甲、乙，测得遮光时间分别为△t1和△t2，两光电门中心点间的高度差为h．（1）用游标卡尺测得小铁球直径的示如图b所示，则小铁球的直径d= mm；（2）为验证动能定理，还需知道的物理量是（填物理量名称及符号），验证动能定理的表达式为：；（3）由于光电门甲出现故障，某同学实验时只改变光电门乙的高度，进行多次实验获得多组数据，分别计算出各次小铁球通过光电门乙时的速度v，并作出并作出v2﹣h图象．图（c）中给出了a、b、c三条直线，他作出的图象应该是直线；由图象得出，小铁球到光电门甲中心点的高度差为cm，小铁球通过光电门甲时的速度为m/s．13．某同学通过实验探究物体绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关．他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系．分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，得到数据如下表所示：（1）每次至少利用三组以上实验数据完成以下分析：①为研究转动动能与质量的关系，选用实验序号为进行分析②为研究转动动能与半径的关系，选用实验序号为进行分析③为研究转动动能与角速度的关系，选用实验序号为进行分析（2）由上述分析可推导出转动动能E k与质量m、角速度ω、半径r的关系式为（比例系数用k表示），k的值为．14．用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验．实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面．①为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是（选填选项前的字母）．A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行D．所加钩码的质量尽量大一些②图2是某次实验中打出纸带的一部分．O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为m/s．③甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带．他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v．图3是根据这些实验数据绘出的v2﹣s图象．已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，则由图象可知小车的质量为kg（结果保留两位有效数字）．15．①中学物理实验有很多用相同的装置说明不同的原理，如图甲的装置可以做很多力学实验，下列说法正确的是A．用此实验装置做“研究匀变速直线运动”时必须平衡摩擦力．B．用此实验装置在探究“加速度a与质量m的关系”在增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度．C．用此实验装置在探究“加速度a与合外力F的关系”在增减钩码的个数时，不必保证钩码的总质量远小于小车的质量．D．用此装置在探究“功与动能变化的关系”时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高．②某同学用图乙装置探究电磁感应现象的实验中，拿一条形磁铁插向其中左小环，后又取出插向右小环看到的现象是16．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（填“需要”或“不需要”）（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=mm （3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是．17．某同学利用如图所示的装置验证动能定理，将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y．改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：（1）表格中空缺的数据应为（2）已知木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是（3）若仅仅换一形状完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽（其余装置，位置均不变），表格中竖直位移y的数值与上表相比会（填“变大”、“变小”或“不变”）18．如图甲为利用一端有定滑轮的长木板“验证动能定理”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空．（1）将长木板放在水平桌面上，安装实验装置，并调节定滑轮的高度．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，用游标卡尺测出挡光条的宽度L，如图乙所示，L为cm．用米尺测量光电门1、2的距离为s．（2）滑块通过细线连接轻质托盘（内放砝码），改变内放砝码的质量，给滑块一个初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间．测出这时砝码和轻质托盘的总质量m0．（3）实验时，再用天平称量质量为m1的钩码放入托盘内开始实验，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，外力对滑块和挡光条做的总功W=（已知重力加速度为g）．滑块和挡光条动能的增量△E K=，若在实验误差允许的范围内两者相等，即可认为验证了动能定理．（4）实验时为减少误差，使用的砝码和托盘的总质量m与滑块和挡光条的总质量M的数值关系应该满足m M（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）19．用图1所示装置“探究功与速度变化的关系”，交流电源的频率为50Hz．（1）实验目的可细化A“探究细线拉力对小车做功与小车速度变化的关系”或B“探究合外力对小车做功与小车速度变化的关系”．从降低实验操作难度的角度，应把实验目的确定为（填“A”或“B”）（2）图2为实验中得到的一条纸带．纸带上O是起点，A、B、C、D、E是计数点，还有C点附近放大图．小组同学处理了部分实验数据（如下表所示），请将他余下的数据补充完整：x c，νc．（3）小组同学在小车上加不同数量的砝码，挂不同数量的钩码，进行了多次实验．是否要求小车总质量远大于所挂钩码总质量？（填“是”或“否”）20．某学习小组利用如图1所示的实验装置探究合外力与速度的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离s，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小．（1）实验中钩码的质量（填“需要”或“不需要”）远小于滑块的质量．（2）根据实验数据作出v2﹣F图象，如图2图象中最符合实际情况的是．（3）根据实验已测得数据及v2﹣F图象，（填“能”或“不能”）测出滑块与长木板间的动摩擦因数．21．某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系．铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q，P处放置一光电门．实验步骤是：①用游标卡尺测出滑块的挡光片宽度L，用天平测出滑块的质量m②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动．在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上．用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从木板上的Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次Ⅰ．滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题（已知重力加速度为g）：（1）滑块动能的变化量△E k=（2）滑块克服摩擦力做的功W f=（3）合力对滑块做的功W=合Ⅱ．某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线，若图线过原点，且图线斜率k=，则能证明合外力做的功等于物体动能增量．22．某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，实验前组员们提出了以下几种猜想：①W∝v；②W∝v2；③W∝．为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置．PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）．在刚开始实验时，小刚同学提出“不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离L和读出速度传感器的读数v就行了”，大家经过讨论采纳了小刚的建议．（1）请你说明小刚建议的理由：．（2）让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…，读出物体每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、…，并绘制了如图乙所示的L﹣v图象．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出；A．L﹣v2图象B．L﹣图象C．L﹣图象D．L﹣图象（3）实验中，木板与物体间摩擦力（会”或“不会”）影响探究的结果．23．下面几个实验都用到了打点计时器或电火花计时器：A．运用装置甲可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验B．运用装置乙完成“探究功与速度变化的关系”实验C．运用装置丙完成“验证机械能守恒定律”实验（1）运用装置乙完成“探究功与速度变化的关系”实验是否需要平衡摩擦阻力？（填“是”或“否”）（2）如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分，若所用电源的频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，F点由于不清晰而未画出．试根据纸带上的数据，推测F点在刻度尺上的位置，其读数应记为cm．（3）由如图丁的测量可知，该条纸带可能是以上三个实验哪个实验时得到的？（填序号）24．某学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，设计了如图甲所示的装置，图甲中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P 为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置．（1）如果忽略滑轮与绳间的摩擦，图中弹簧秤的示数（填“等于”或“不等于”）小车受到的拉力大小．（2）要顺利完成该实验，除图中所给实验仪器和交流电源外，还必需的两个实验仪器是和．（3）该实验中发现小车受到的阻力不能忽略，为顺利完成实验是否必须平衡摩擦力（填“是”或“不是”）．（4）在上述实验操作中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，某同学打出的一段纸带如图乙所示，O、A、B…F为打点计时器连续打出的计时点，根据图中数据求出小车运动时与纸带上E点相对应的瞬时速度v E=m/s．（结果保留3位有效数字）25．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某实验探究小组的实验装置如图甲所示．木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿水平长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并将此过程中弹簧对木块做的功记为W．用完全相同的弹簧2根、3根…并在一起进行第2次、第3次…实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3…停下，测得OB2、OB3…的距离分别为L2、L3…，弹簧对木块做的功分别记为2W、3W…，做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W﹣L图象，如图乙所示．①根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为．A．W与v0成正比B．W与v0成线性关系C．W与v0的二次方成正比D．W与v0的二次方成线性关系②图线与纵轴交点的物理意义是．26．为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下．请思考并回答下列问题（1）实验中木板略微倾斜，这样做（填答案前的字母）．A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动（2）据以上数据，在坐标纸中作出W﹣v2图象．（3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与．。

专题7.6 实验：探究功与速度变化的关系一、实验题〔共6大题，每题10分，共60分。

〕1．〔1〕实验小组用如下列图的装置“探究功与物体速度变化的关系〞，某同学分别取1条、2条、3条…同样的橡皮筋进展第1次、第2次、第3次…实验，每次每根橡皮筋拉伸的长度都保持一致，如此每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0…，如下说法正确的答案是_____________A．为减小实验误差，长木板应水平放置B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度〔2〕某同学把每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0……，对每次打出的纸带进展处理，获得v，v2的数值记录在表格中。

W 0 W0 2W0 3W0 4W0 5W0 6W0v/(m·s－1) 0 1.0 1.4 1.7 2.0 2.2 2.4v2/〔m2·s－2〕0 1 1.9请你根据表中的数据作出W－v、W－v2图线。

由图线探究功与物体速度变化的关系是。

【答案】〔1〕BD；〔2〕图线如图；W∝v2或做功与物体速度平方成正比。

〔2〕图线如图；由图线探究功与物体速度变化的关系是：W ∝v 2或做功与物体速度平方成正比。

2．某学习小组欲验证动能定理，他们在实验室找到了打点计时器、学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙与沙桶，组装了一套如下列图的实验验证装置．假设你是小组中的一位成员，为了完成该验证实验，〔1〕你认为还需要的器材有______________________；〔2〕实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力，应做两方面减少误差的措施： a ．细沙和沙桶的总质量应满足_____________________________，b ．将长木板左端适当垫高的目的是_________________________；〔3〕在〔2〕的根底上，某同学测量出滑块的质量为M ，往沙桶中装入适量的细沙，测出此时细沙和沙桶的总质量为m ．让沙桶带动滑块加速运动，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距s 与对应的速度大小v 1与v 2〔v 1＜v 2〕，实验最终要验证的数学表达式为___________________．〔用题中的字母表示〕【答案】〔1〕天平、刻度尺；〔2〕细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量； 平衡摩擦力； 〔3〕22211122mgs Mv Mv =-【名师点睛】此题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法；对实验中关键的步骤要理解.3．某兴趣小组利用如图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系〞．小车与车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，在木板上的小车的运动速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．〔1〕〔多项选择题〕在实验中，如下说法正确的有A．将木板的右端适当垫起，以平衡小车的摩擦力B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力C．平衡摩擦力的过程中打点计时器不需接通电源D．该实验不一定要满足M远大于m〔2〕如图乙所示是某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放时沙桶纸带上打的第一个点，速度为0．相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点D时的速度Dυ=．〔3〕假设用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为：〔用所测物理量的符号表示〕．【答案】〔1〕AD；〔2〕T ss 235-；〔3〕23524))((81ssmMTmgs-+=沙桶打点计时器小车纸带甲s1O A B C D E F s2s3s4s5s6乙4．某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系〞实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．〔1〕为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是．A．实验前要对装置进展平衡摩擦力的操作B．实验操作时要先放小车，后接通电源C．在利用纸带进展数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量（2）除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有，。

1探究功与速度变化的关系（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．现提供了如图甲所示的实验器材，来“探究合外力做的功与静止物体速度变化的关系”的实验，由图可知：（1）为了消除摩擦力对实验次数的系统误差，应采取的方法是应将．（2）在某次实验中，得到如图乙所示的一条纸带，在A、B、C三个计数点中应该选用（选填A、B、C）点的速度才符合实验要求．（3）某同学采用如图甲所示的装置来做实验，先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑，那么，在橡皮筋弹力的作用下，合外力对小车所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）橡皮筋弹力所做的功．2．如图所示是某同学在“探究动能定理”和“验证机械能守恒定律”的实验中分别得到的两条纸带。

已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，纸带上各点是打点计时器打出的计时点，纸带上记录的数据的单位均为厘米。

（1）纸带（选填“甲”或“乙”）是在“验证机械能守恒定律”的实验中得到的。

（2）任选一条纸带，计算在记录计时点5时，物体运动的速度v5=m/s．（结果保留3三位有效数字）3．利用如图2所示的装置做“探究合外力做功与物体动能变化的关系”实验，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．小车（包括挡光板和拉力传感器）质量为M，砝码和砝码盘的总质量m，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离为s．改变放人砝码盘的砝码质量，进行多次实验．（1）实验时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车（包括挡光板和拉力传感器）质量M．（2）如图1所示，用游标卡尺测得挡光板的宽度d=mm．（3）实验时，读出拉力传感器的示数为F，测出小车的质量M，遮光条宽度d，经过光电门1、2的挡光时间分别为△t1、△t2，光电门1和2的中心距离为s，则验证动能定理的表达式为（用以上测得的物理量表示）．4．为了探究动能定理，某同学在实验室组装了如图甲所示的装置。

6.实验:探究功与速度变化的关系基础巩固1.关于外力对物体所做功与速度关系的表达正确的是 ()A.W∝vB.W∝C.W∝v2D.以上都错误答案:C2.(多选)在用如图所示装置做探究做功与速度变化的关系的实验时,下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度解析:实验通过增加橡皮筋的条数,使橡皮筋对小车做的功成倍增加,故A正确,B错误;小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕的速度,故C正确,D错误。

答案:AC3.关于探究功与速度变化的关系的实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通打点计时器的电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析:本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少,只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A错误。

每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,只有这样才能保证以后各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,B错误。

小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差,C错误。

实验时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,D正确。

答案:D4.(多选)在探究功与速度变化的关系的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长木板上的小车,由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动,小车拉动固定在它上面的纸带,纸带穿过打点计时器。

关于这一实验,下列说法正确的是()A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算解析:在本题的实验中,由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力),所以要使长木板适当倾斜,以平衡小车运动过程中受到的阻力,重复实验时,为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比,所以用到橡皮筋的条数虽然不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同,利用纸带上的点计算小车的速度时,由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度,所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算,故选项A、B、D是正确的。

第6节实验：探究功与速度变化的关系一、选择题1．(多项选择)(2019·济南高一检测)关于“探究恒力做功与动能变化〞的实验，如下说法中正确的答案是( )A．应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B．应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C．平衡摩擦力时，假设纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D．平衡摩擦力时，假设纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角解析：选AC 实验中调整定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力，A对，B错；纸带上打出的点越来越密，明确小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C对，D错．2．(多项选择)在“探究功与物体速度变化的关系〞的实验中，根据所获得的数据，使用Excel作图，如此如下图线可能正确的答案是( )解析：选AC 由本节实验结论可知W∝v2，由此可知，选项A正确；以W为横坐标、以v为纵坐标，由于v∝W，v­W图线应为一开口向右的抛物线，选项B错误；以W为纵坐标、以v为横坐标，W­v图线应为一开口向上的抛物线，选项C正确；以W为纵坐标、以1v2为横坐标，W­1v2图线应为一反比例函数图线，选项D错误．3．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如下列图，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3…(3)作出W­v图象；(4)分析W­v图象．如果W­v图象是一条直线，明确W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系．以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是( ) A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1根橡皮筋进展实验时，橡皮筋对小车做的功为W ，用2根、3根…橡皮筋并在一起进展第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W 、3W …B ．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C ．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D ．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进展计算解析：选D 本实验的目的是探究橡皮筋做的功与物体获得的速度的关系．这个速度是指橡皮筋做功完毕时小车的速度，而不是整个过程的平均速度，所以D 是错误的．二、非选择题4．某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如下列图，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．用1根橡皮筋时对小车做的功记为W ，当用2根、3根…完全一样的橡皮筋并在一起进展第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．如下列图是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz 的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(填“A ～F 〞或“F ～I 〞)局部进展测量，速度大小为________m/s.解析：小车的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度，此时小车做匀速直线运动，故应选F ～I 段．速度大小v ＝1.52×10－20.02m/s ＝0.76 m/s. 答案：F ～I 0.765．用如下列图的装置做“探究功与速度变化的关系〞的实验时：(1)如下说法正确的答案是________(填字母代号)．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带下滑时能保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要一样，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度(2)假设在实验中，我们用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进展1次、2次、3次…实验．实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进展处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据见下表：功W 0W 2W 3W 4W 5W 6Wv/(m·s－1)0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45 据以上数据，在坐标纸中作出W­v2图象．(3)根据(2)题中的图象可以得出的结论是________．解析：(1)小车在水平面上运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化．所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所获得动能完全来源于橡皮筋做的功，故A正确；实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须一样，且伸长的长度也一样，故B正确；每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，如此一根做功记为W，两根如此为2W，故C正确；实验中是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故D错误；只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故E错误；由于小车在橡皮筋的作用下运动，橡皮筋对小车做的功与小车能获得的最大速度有关，故F正确，G错误．(2)根据描点法可得，如下列图．(3)由W­v2图线可知，图象为过原点的直线，因此W和v2成正比关系．答案：(1)ABCF (2)见解析(3)外力做功与物体速度平方成正比6．测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理〞实验要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如下列图，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．请回答如下问题：(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是________．(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小________(填“大于〞“等于〞或“小于〞)钩码的重力大小．解析：(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移，当滑块做匀速直线运动时，点痕的分布应该是等间距或均匀的．(2)悬挂钩码，滑块匀速下滑时，根据滑块的平衡条件有mg sin θ－F f－G码＝0，所以Gmg sin θ－F f；当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀码＝加速直线运动时，滑块受到的合外力F合＝mg sin θ－F f.显然，F合＝G码．答案：(1)等间距(或均匀)的(2)等于7．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图甲所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花打点计时器或电磁式打点计时器．先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图乙所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进展了如下处理；取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A＝0.12 m/s，v B ＝0.17 m/s，v C＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2?解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B过程中，重力对重物所做的功为2W.由O到C过程中，重力对重物所做的功为3W.由计算可知，v A2＝1.44×10－2 m2/s2，v B2＝2.89×10－2 m2/s2，v C2＝4.41×10－2 m2/s2，v B2 v A2≈2，v C2v A2≈3，即v B2≈2v A2，v C2≈3v A2，由以上数据可以判定W∝v2是正确的，也可以根据W­v2的图线来判断(如下列图)．答案：见解析8．在课外兴趣小组实验时，某同学利用如下列图的装置探究功与速度变化的关系．操作步骤如下：a．小物块在1条橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；b．在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，从同一位置释放，重复步骤a，小物块落点分别记为M2，M3，M4…；c．测量相关数据，进展数据处理．(1)为求出小物块抛出时的速度大小，需要测量如下物理量中的________(填正确答案标号)．A．橡皮筋的原长xB．橡皮筋的伸长量ΔxC．桌面到地面的高度hD．小物块抛出点到落地点的水平距离L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3….假设功与速度的平方成正比，如此假设以W为横坐标、以L2为纵坐标作图，得到的图象是________．A．直线B．抛物线C．双曲线D．无法确定(3)假设考虑物块从释放位置到桌子边沿抑制阻力做的功，请在图中画出(2)中的大致图象形状．解析：(1)小物块在橡皮筋的作用下离开桌面做平抛运动，由水平位移和竖直位移就能求出平抛的初速度，v＝L2hg＝Lg2h，所以要测量桌面的高度h，小物块抛出点与落地点的水平距离L，故A、B错误，C、D正确．(2)根据v2＝g2hL2，假设W∝v2，如此W∝L2，由此看出W与L2是一次函数的关系，画出的L2­W图象是直线．(3)假设考虑桌面阻力所做的负功，如此外力做的总功为W－W f；画出图象如下列图．答案：(1)CD (2)A (3)。

7.6实验：探究功与速度变化的关系练习题一、单选题1．用竖直向上大小为30 N的力F，将质量为2 kg的物体由沙坑表面静止抬升1 m时撤去力F，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm.若忽略空气阻力，g取10 m/s2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为( )A．20 J B．24 J C．34 J D．54 J2．质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，若物体受一水平力F作用通过的位移为s 时，它的动能为E1；若静止物体受一水平力2F作用通过相同位移时，它的动能为E2，则A．E2＝E1B．E2＝2E1C．E2>2E1D．E1<E2<2E13．如图所示，物体从高h的斜面顶端A由静止滑下，到斜面底端后又沿水平面运动到C点而停止．要使这个物体从C点沿原路返回到A，则在C点处物体应具有的速度大小至少是( )A．√2ghB．2√ghC．√ghD．√3gh4．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又降下0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力为自身重力的（）A．8倍B．10倍C．2倍D．5倍5．如图所示，物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，运动中无碰撞能量损失。

DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。

如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点时速度也刚好为零，则此时物体具有的初速度v（）A．大于v0 B．等于v0C．小于v0 D．决定于斜面的倾角6．如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P很缓慢地移动到Q点，则力F所做的功为（）A．FLsinθB．mgLcosθC．FL (1- cosθ) D．mgL (1- cosθ)7．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（）A．等于拉力所做的功B．等于合力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功二、多选题8．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带.这条纸带上的点两端较密，中间稀疏.出现这种情况的原因可能是（）A．电源的频率不稳定B．木板倾斜的程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力较大9．如图所示,质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动,A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑,B做自由落体运动。

高考回归复习—力学实验之探究功与物体速度变化的关系1．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。

打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)实验中木板略微倾斜，这样做________；A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。

把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。

根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为________m/s。

(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图________。

2．在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中（1）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中下列仪器需要用到的是________。

（2）本实验在操作中需要平衡摩擦力，下列说法正确的是________。

A．平衡摩擦力的实质是小车及砝码总的重力沿木板方向的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡B．平衡摩擦力的办法是反复调节木板下所垫木块的厚度、位置，使小车能拖着纸带匀速下滑C．若小车拖着纸带沿长木板滑下，纸带上打的点迹的距离是均匀的，即完成了平衡摩擦力D．实验中若改变小车的质量重做实验，需要再次平衡摩擦力（3）甲乙两同学用如图所示装置探究做功与物体速度变化的关系。

实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。

甲同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化；乙同学：把多条规格相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放。

【高三】高考物理总复习探究功与速度变化的关系练习（1）（带答案和解释探究功与速度变化的关系(1)1．关于教材实验的原理，下列说法中正确的是（）a变长的橡皮筋的动能迁移至小车上b 拉长的橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能c小车赢得的速度依赖于像是皮筋变长的长度d小车获得的速度取决干拉长到固定长度的橡皮筋的条数2．在搞实验时，小车可以因为受到摩擦力而影响实验，我们可以并使木板弯曲做为补偿。

则下面操作方式恰当的就是（）a使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可b并使拖着纸带的小车存有恒定释放出来，小车能够大幅下滑即可c沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可d以上观点都不对3．某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )a．始终是均匀的b．先减小后增大c．先增大后减小d．先增大后均匀不变4．为探究“恒力作功与物体动能发生改变的关系”，使用了如上右图右图实验装置。

恳请提问以下问题：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是a．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动b．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动c．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动d．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）若实验中所用小车的质量为200g，为了并使实验结果尽量准确，在实验室提供更多的以下四种规格钩码中，必须挑选出的钩码就是a．10gb．20gc．30gd．50g（3）某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码，在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0cm；打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s。