7.6 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系

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1、7.6 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系 一．選擇題（每題6分，共42分） 1．對于橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的。我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍，使用的方法是(　　) A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次為x、2x、3x……進行第1次、第2次、第3次……，實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F，第2次力為2F、第3次為3F……實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… C．選用同樣的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條…

2、…同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W…… D．利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離x，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W…… 2.某研究性學(xué)習(xí)小組覺得教材中實驗測量過程較復(fù)雜，改進如下：如圖7－6－7所示，將教材實驗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動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋條數(shù)為1、2、3、…、n時的平拋距離x1、x2、x3、…、xn，則(　　)

3、 圖7－6－7 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．該實驗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．該實驗中傾斜木板會產(chǎn)生誤差 3．在用圖7－6－8所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時，下列說法正確的是(　　) 圖7－6－8 A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值 C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度 4．關(guān)于

4、“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，下列敘述正確的是(　　) A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．每次實驗中，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 5．在本實驗中，小車在運動中會受到阻力作用。這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是使木板略微傾斜。對于木板的傾斜程度，下面說法中正確的是(　　) A．木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴格的要求 B．木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面條件：即重力使物體沿斜面下滑的

5、分力應(yīng)等于小車受到的阻力 C．如果小車在傾斜的木板上能做勻速運動，則木板的傾斜程度是符合要求的 D．其實木板不傾斜，問題也不大，因為實驗總是存在誤差的 6．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖7－6－7所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端密，中間疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是(　　) 圖7－6－7 A．電源的頻率不穩(wěn)定 B．木板傾斜程度太大 C．沒有使木板傾斜或傾斜角太小 D．小車受到的阻力較大 7．在探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中作出W－v2圖象如圖7－6－8所示，符合實際的是(　　) 圖7－6－8 二．每

6、小題5分，共35分。 8．某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗如圖7－6－9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，橡皮筋對小車做的功記為W。當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打的紙帶上的點計算出。 圖7－6－9 (1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________電源(填“交流”或“直流”)； (2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當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

7、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動，當小車速度最大時，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．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處 D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線 9．“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖7－6－10所示，當小車在兩條橡皮筋的作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0。當用4條、6條、8條、…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次、

8、…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0、…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。 圖7－6－10 (1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是(　　) A．打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4～6 V B．實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等 C．每次實驗中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出 D．利用每次測出的小車最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出W－vmax、W－v、W－v、W2－vmax、W3－vmax、…的圖像，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系。 (2)如圖7－6－11給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物

9、體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vmax＝________ m/s。 圖7－6－11 10.如圖,在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質(zhì)量為m、長為l的繩,其繩長的1/4懸于桌面下,從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中,重力對繩子做功　　　　,繩子的重力勢能增量為　　　(桌面離地高度大于l)。? 三．計算題（23分） 11.（10） 在離地面80 m處無初速度地

10、釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200 g,不計空氣阻力,g取10 m/s2,取最高點所在水平面為參考平面。求: (1)在第2 s末小球的重力勢能。 (2)在第3 s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化。 12. （13分） .2010年3月28日,山西臨汾王家?guī)X發(fā)生特大礦難事故,由于井下透水,153名礦工被困井下,經(jīng)廣大人員的奮力營救,被困多日的115名礦工兄弟安全升井,創(chuàng)下了世界上類似礦難的營救奇跡。設(shè)在某次營救中,工作人員用垂直升降機將被救的幾名礦工提升到井口,若井深200 m,升降機連同人員質(zhì)量為500 kg,提升降機的鋼絲繩每米質(zhì)量約為5 kg。求每次把升降機提

11、升到井口,至少要克服重力做多少功?(取g=10 m/s2) 1 ：C 2：BD 3：AC 4：(1)交流　(2)D　(3)B 5：(1)CD　(2)0.82 10.答案:mgl　-mgl 11:(1)-40 J　(2)50 J　減少50 J 12:2×106 J 解析:升井過程中,需克服升降機和鋼繩的重力做功。 W=MgH+mgh=(500×10×200+200×5×10×) J=2×106 J。 11:(1)-40 J　(2)50 J　減少50 J 解析:(1)2 s內(nèi)小球下落的

12、高度為h=gt2=×10×22 m=20 m,以最高點為零勢能點。 所以第2 s末小球的重力勢能為 Ep=-mgh=-200×10-3×10×20 J=-40 J。 (2)3 s內(nèi)小球下落的高度為 h'=gt'2=×10×32 m=45 m 第3 s內(nèi)小球下落的高度為 Δh=h'-h=(45-20) m=25 m 第3 s內(nèi)重力做的功為 WG=mgΔh=200×10-3×10×25 J=50 J 下落過程中重力做正功,重力勢能減少,減少了50 J。 12:2×106 J 解析:升井過程中,需克服升降機和鋼繩的重力做功。 W=MgH+mgh=(500×10×200+200×5×10×) J=2×106 J。