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1、第7章 第6課時(shí) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系
基礎(chǔ)夯實(shí)
1．(2011·洛陽市高一檢測)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系．
(1)選用同樣的橡皮筋，每次在同一位置釋放小車，如果用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對小車做的功為W；用2條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對小車做的功為________W.
(2)小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作以消除這種影響________．
答案：(1)2 (2)使木板適當(dāng)傾斜
2．在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中作出W－v圖象如圖所示，哪一個(gè)是符合實(shí)際的( )
答案：C
3．下面是本實(shí)驗(yàn)的步驟，其
2、合理順序是________．
①將小車?yán)翀D中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，放開小車，小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打下一系列的小點(diǎn)，由紙帶分析求出小車通過B位置時(shí)的速度v，設(shè)第1次橡皮筋對小車做的功為W.
②作出W－v、W－v2的圖象，分析圖象的特點(diǎn)，得出結(jié)論．
③如圖所示，先固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在長木板的兩側(cè)A處釘兩個(gè)小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長度．
④用2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3…記下2W、3W…記入表格．
答案：③①④②
4．通過第4、5節(jié)的
3、學(xué)習(xí)，我們知道，重力勢能的變化與重力做功密切相關(guān)，彈性勢能的變化與彈力做功密切相關(guān)．那么，請你猜測動(dòng)能的變化與什么力做功密切相關(guān)呢？( )
A．動(dòng)力 B．阻力
C．合外力 D．不能確定
答案：C
解析：物體動(dòng)能的變化與它的速度的變化是密切相關(guān)的，而物體速度的變化又與加速度和時(shí)間有關(guān)，加速度的大小是取決于物體所受的合外力的，所以可以猜測，動(dòng)能的變化應(yīng)該與合外力做的功密切相關(guān)．
5．某同學(xué)利用圖(甲)探究力對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)
1
2
3
4
5
橡皮筋條數(shù)
1
3
4
5
7
小車速度v/(m·s－1)
4、
0.71
1.23
1.42
1.58
1.71
(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)
(1)由表可得出定性結(jié)論：__________________________________________.
(2)設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做功為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(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)
1
2
3
4
5
橡皮筋做功
W0
v/(m2·s－2)
W與
5、v的關(guān)系
答案：(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/(m2·s－2)
0.50
1.50
2.00
2.50
3.50
W與v的關(guān)系
W∝v2
解析：每條橡皮筋拉長的長度都一樣，一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功可為W0，則做功與拉長橡皮筋條數(shù)成正比，第2、3、4、5次拉長橡皮筋做功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0.
6、
能力提升
1．(2011·唐山一中高一檢測)在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
(1)如果實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示的紙帶，應(yīng)用________段計(jì)算小車獲得的速度．
(2)如果根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的W－v2圖象如圖所示，出現(xiàn)這種情況的原因是：______.
答案：(1)DH (2)平衡摩擦力過度
2．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系時(shí)得到了W與v的一組數(shù)據(jù)，請你對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并確定W與v之間的關(guān)系.
W
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
v(m/s)
0.00
0.80
1.10
1.28
1.53
7、
1.76
1.89
v2
0.00
0.64
1.21
1.64
2.34
3.10
3.57
解析：以W為縱坐標(biāo)，v為橫坐標(biāo)，作出W－v曲線．以W為縱坐標(biāo)，v2為橫坐標(biāo)，作出W－v2曲線．
由圖象可看出：W∝v2.
3．為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)：
數(shù)據(jù)組
1
2
3
4
5
6
v/(m·s－1)
0
0.16
0.19
0.24
0.30
0.49
x/m
0
0.045
0.075
8、
0.111
0.163
0.442
(1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出x－v圖象如圖甲所示．觀察該圖象，該同學(xué)作出如下推理：根據(jù)x－v圖象大致是一條拋物線，可以猜想，x可能與v2成正比．請?jiān)趫D乙所示坐標(biāo)紙上選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸作出圖線驗(yàn)證該同學(xué)的猜想．
(2)根據(jù)你所作的圖象，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關(guān)系是________．
答案：(1)見解析圖 (2)x∝v2
解析：(1)做出x－v2圖線如圖所示
(2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比．即x∝v2.
4．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．
9、將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．先用手提著紙帶，使重物靠近計(jì)時(shí)器靜止．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)．得到的紙帶如圖所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理；取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)的速度分別為vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s.
根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2?
答案：設(shè)由O到A的過程中，重力對重物所做的功為W，那么由O到B過程中，重力對重物所做的功為2W.由O到C 過程中，重力對重物所做的功為3W.
由計(jì)算可知，
vA2＝1.44×10－2m2/s2，vB2＝2.89×10－2m2/s2，
vC2＝4.41×10－2m2/s2，≈2，≈3，
即vB2≈2vA2，vC2≈3vA2
由以上數(shù)據(jù)可以判定W∝v2是正確的，也可以根據(jù)W－v2的圖線來判斷(如圖所示)．
高一物理必修2同步檢測7-6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系
