人教版高中物理必修2機(jī)械能守恒定律探究功與速度變化的關(guān)系練習(xí)題

1、第六節(jié)探究功與速度變化的關(guān)系1在實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動中會受到阻力作用這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功外，還有阻力做功，這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是使木板略微傾斜對于木板的傾斜程度，下列說法正確的是()A木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴(yán)格要求B木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下面的條件：重力使物體沿斜面下滑的分力應(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(yùn)動，則木板的傾斜程度是符合要求的D其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的2某研究性學(xué)習(xí)小組覺得教材中實(shí)驗(yàn)測量過程較復(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

2、小球，小車在橡皮筋作用下加速運(yùn)動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運(yùn)動，小球做平拋運(yùn)動，測出皮筋條數(shù)為1、2、3、n時的平拋距離x1、x2、x3、xn，則()A如果忽略一切摩擦，xn(n為皮筋條數(shù))B如果忽略一切摩擦，x2n(n為皮筋條數(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)中傾斜木板會產(chǎn)生誤差3如圖所示為在“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中小車在運(yùn)動過程中打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn)，打點(diǎn)的時間間隔為0.02 s，小車在A、B之間可描述為_運(yùn)動，C、D之間可描述為_運(yùn)動小車離開橡皮筋后的速度為_m/s.4某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，

3、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(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(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)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算 (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_(選填“交流”或“直流”)電源(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)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

4、皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)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(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量(根據(jù)如圖7­6­10所示的紙帶回答)5某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時器附近，并按住小車在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上接

5、通電磁打點(diǎn)計(jì)時器的電源，釋放小車，打出一條紙帶(1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個點(diǎn)到第N個點(diǎn)的距離為40.0 cm.打下第N個點(diǎn)時小車的速度大小為1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)做小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為_ J，小車動能的增量為_ J.(2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素請你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是：_.6質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上記錄運(yùn)動過程，打點(diǎn)計(jì)時器所

6、接電源為6 V、50 Hz的交流電源如圖所示，紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時紙帶打點(diǎn)的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(diǎn)(圖中未畫出)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm. (1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)速度，并填入下表：計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEFv/(m·s1)(2)求出物體下落時從O點(diǎn)到圖中各點(diǎn)過程中重力所做的功，并填入下表：計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEFW/J(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖中作出物體重力做的功與物體速度之間的關(guān)系圖象圖中縱坐標(biāo)表示_，橫坐標(biāo)表示_，由圖可得重力所做的功與_成_關(guān)系7某

7、實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器“探究功與速度變化的關(guān)系”如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B點(diǎn)時的速度大小，小車中可以放置砝碼 (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測量_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，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B點(diǎn)時的速度在小車中增加砝碼或_，重復(fù)的操作(2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)

8、量之和，|vv|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動能變化量E，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E3_，W3_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|vv|/m2/s2E/JF/NW/J123E3W345(3)根據(jù)表格，請?jiān)趫D中的方格紙上作出EW圖線8.在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖甲)：(1)下列說法哪一項(xiàng)是正確的()A平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上B為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器由靜止釋放(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C為計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)

9、時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點(diǎn)時小車的瞬時速度大小為_m/s(保留三位有效數(shù)字)。9用如圖所示的裝置做“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)時，下列說法正確的是()A為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運(yùn)動B每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣C可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值E實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源F通過打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度G通過打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度10.某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放

10、在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 (1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些_。(2)實(shí)驗(yàn)開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行。他這樣做的目的是下列的哪個_(填字母代號)。A避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動B可使打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動D可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車

11、運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度。在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個解決方法：_。(4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些。這一情況可能是下列哪些原因造成的_(填字母代號)。A在接通電源的同時釋放了小車B小車釋放時離打點(diǎn)計(jì)時器太近C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力11如圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當(dāng)我們把2條

12、、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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時器所打點(diǎn)的紙帶測出。 (1)除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有_；(2)平衡摩擦后，每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量；(3)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置；橡皮筋做的功10個間距的距離x(m)10個間距的時間T(s)小車獲得的速度vn小車速度的平方vn2第1次W第2次第3次第4次第5次(4)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_，請你根

13、據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖像驗(yàn)證理論的正確性。12.為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題。(打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電頻率為50 Hz) (1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施為_。(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對小車做的功記為W。由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時器和紙帶測出，如圖實(shí)­5­7所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶。試根據(jù)以上信息，填

14、寫下表。次數(shù)1234橡皮筋對小車做的功W小車速度v/(m·s1)v2(m2·s2)從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_。13.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置來研究有關(guān)做功的問題。 (1)如圖甲所示，在保持M7m條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，在控制小車質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，再放開紙帶，已知交流電的頻率為50 Hz。圖乙是在m100 g、M1 kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中3個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打B點(diǎn)時小車的動能Ek_ J，從開始運(yùn)動到打B點(diǎn)時，

15、繩的拉力對小車做的功W_ J。(保留2位有效數(shù)字，g取9.8 m/s2)(2)在第(1)問中，繩的拉力對小車做的功W大于小車獲得的動能Ek，請你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：_。(寫出一種即可)14.為了“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，查資料得知，彈簧的彈性勢能Epkx2，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧長度的變化量。某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運(yùn)動來探究這一問題。為了研究方便，把小球放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)，讓小球在彈力作用下運(yùn)動，既只有彈簧彈力做功。該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：(1)首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小球，靜止時測得彈簧的伸長量為

16、d。在此步驟中，目的是要確定物理量_，用m、d、g表示為_。(2)接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將這根彈簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球壓縮，測得壓縮量為x，釋放彈簧后，小球被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小球在空中運(yùn)動的水平距離為L。小球的初動能Ek1_。小球離開桌面的動能Ek2_。彈簧對小球做的功W_(用m、x、d、g表示)。對比W和Ek2Ek1就可以得出“外力做功與物體動能變化的關(guān)系”。15.某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動能定理。 (1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s_ cm；(2)測量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時

17、間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測量的一個物理量是_；(3)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？_(填“是”或“否”)16某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是_。(2)如圖所示，游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d_ cm。實(shí)驗(yàn)時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標(biāo)記，以保證每次拉伸的距離恒定?，F(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為t，則滑塊最后勻速運(yùn)動的速度表達(dá)式為

18、_(用字母表示)。 (3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計(jì)算出對應(yīng)的速度。則畫出的W­v2圖像應(yīng)是_。17某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。(1)如圖(a)，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表。由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k_N/m。(g取9.80 m/s2)砝碼質(zhì)量(g)50100150彈簧長度(cm)(2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖(b)所示；調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度大小_。(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后

19、的速度v。釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為_。(4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖(c)，由圖可知，v與x成_關(guān)系。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的_成正比。18.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究動能定理，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時器工作頻率為50 Hz.甲乙(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做_(填答案前的字母)A是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑B是為了增大橡皮筋對小車的彈力C是為了使橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功D是為了使橡皮筋松馳后小車做勻加速運(yùn)動(2)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的Wv草圖如圖乙所示，根據(jù)圖線形狀可知，對W與v的

20、關(guān)系作出的以下猜想肯定不正確的是_AW BWCWv2DWv319.利用如圖所示裝置探究動能定理，在固定斜面上有一質(zhì)量為1 kg的物塊，后面固定一條穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，讓物塊從靜止開始沿斜面勻加速下滑，得到一條如圖所示的紙帶O點(diǎn)為打出的第一個點(diǎn)，A、B、C、D、E、F、G是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出，各點(diǎn)間距如圖所示，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行下列處理(打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，g10 m/s2)(1)通過傳感器測得物塊所受的合外力是3.0 N試完成下表：從O點(diǎn)到各點(diǎn)過程合力所做的功W/J各點(diǎn)的動能Ek/JOB0.883 8B0.884 5OC1.327 5

21、C1.327 6ODD1.863 4OE2.485 8E2.486 5OF3.199 8F(2)根據(jù)(1)表中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_20.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材做“探究動能定理”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車受到的合外力(1)為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差盡量小，在實(shí)驗(yàn)操作中，下面做法必要的是_A實(shí)驗(yàn)前要對裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作B實(shí)驗(yàn)操作時要先放小車，后接通電源C在利用紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，所選的兩個研究點(diǎn)離得越近越好D在實(shí)驗(yàn)過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)除實(shí)驗(yàn)裝置中的儀器外，還需要的測量儀器有_(3)如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點(diǎn)來探究“動能定理”已知打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g.圖中已經(jīng)標(biāo)明了要測量的物理量，另外，小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m.請你把要探究的結(jié)果用題中給出的字母表達(dá)出來_【參考答案】1.BC2.BD3.4.(1)交流(2)