專題03+探究功與速度變化的關系參考答案年高一物理必修選修5試驗專題練+版含解析

1、【2018資源大賽】【高中組】2019年高一物理必修二、選修3-5實驗專題練專題03探究功與速度變化的關系參考答案1.BDE【解析】AB:通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值，且每次橡皮筋的伸長量相同，讓拉力做功是一根橡皮筋做功的整數(shù)倍。故A項錯誤，B項正確。CD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，加速過程中拉力做功對應加速過程速度變化，探究兩者間關系。故C項錯誤，D項正確。E：適當抬高左側木板，可使小車重力沿木板的分量與摩擦力相互抵消，小車所受合力等于橡皮筋拉力，橡皮筋做的功等于合力對小車做的功。故E項正確。2. D需要用刻度尺測出AB間的距離xi、BC間的距離s

2、和彈簧豎直懸掛滑塊時的長度X2和彈簧的原長xo；【解析】【詳解】(1)松手后滑塊在水平桌面上滑動過程中受到強篝彈力和摩擦力的作用，根據(jù)牛頓第二定律得：斗黑,滑塊向右運動時,彈力減小,加速度減小，當彈力等于摩擦力時j加速度為零,速度達到最大值，木塊繼續(xù)向右運動，彈力進一步;咸小，加速度反向博大，木塊做減速運動，當速度等于零時，加速度為霎，故D正確，AEC錯誤.故選D(2)該過程中，物體運動克服摩擦力做功，消耗彈簧的彈性勢能，即彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做4產功，所以要求彈簧彈力做功的大小，根據(jù)W=,需要測量彈簧的形變量，即原長和壓縮后的長度的差值AB間的距離xi;需要求彈簧的勁度系數(shù)，可以根

3、據(jù)彈簧掛物體時處于平衡狀態(tài)求出勁度系數(shù)，所以需要測-kxz量彈簧豎直懸掛滑塊時的長度X2,和彈簧的原長X0；在整個過程中根據(jù)功能關系有2=pmgs,所以要測量物體滑行的距離，即BC間的距離s；-kx2-kx?(3)根據(jù)題意，彈簧彈力做功為：W=/設滑塊質量為m有：kx=mg,即：k(X2-xo)=mg-kxl根據(jù)功能關系有：W=mgS聯(lián)立解得：一區(qū)-【點睛】利用懸掛時二力平衡求出彈簧的勁度系數(shù)k,利用了功能關系來求摩擦系數(shù)，即運動過程中克服摩擦力做的功等于消耗彈簧的彈性勢能.3. 天平可在小車上加適當?shù)撵畲a或鉤碼【解析】(D根據(jù)本實蛉的實險原理是合外力所做的功等于動能的變化量,通過研究紙帶來研

4、究小車的速度，利用天平測量小車的質量，利用祛碼的重力代替小車的合外力，所以需要刻度尺來測量紙帶上點的距離和用天平測得小車的質量,即還需要天平.(2)平衡摩掇力后當他用多個鉤碼至引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)技少即小車的加速度大，所以應減少小車的加速度，當小車的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當增大小車的質量j即在1等上加適量的磋碼.【點睛】明確實驗原理往往是解決實驗問題的關鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質量之間關系的實驗類似可以類比學習._WmgUmg.4. (1)彈簧勁度系數(shù)kd(2)04h2d【解析】(1)將輕質彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小鐵

5、球步驟中，目的是由此確定彈簧的勁度系數(shù)d,(3)小球彈出后做平拋運動，則水平方向：112卜=軍豎直方向：%=L院解得；所以小鐵球被彈簧彈出的過程中初動能國=0,1911?mgl%£=.嚴小;mg二末動能：wk21171g2皿收W=-KX=，x=在此過程中彈簧彈力做功為O靜止時測得彈簧的形變量為d.在此mgL2故本題答案是：彈簧勁度系數(shù)k;d；0；彳。5. 0.390.500.40(0.280.42)【解析】(1)配重重力做功為：W=mgx=0.1x9.8x0.4=0.39J.(2)由圖可知，縱軸截距對應的就是打A點速度的平方，因此有：V02=0.25m2/s2,解得：v°=

6、0.50m/s.TJ12122a1NW=-mvmvvVn+k=(3)根據(jù)動能定理：22口，可得“m,所以圖象的斜率：不，代入數(shù)據(jù)得：m=0.40kg.再減去配重0.1kg，小車的質量M=0.3kg?！军c睛】本題考查了該實驗的具體操作和結合圖象進行數(shù)據(jù)處理，對應圖象問題處理方法為，結合數(shù)學知識，寫出圖象的函數(shù)關系方程，明確截距、斜率等含義即可.6. 使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡便于表示合外力做的功不必相等【解析】(1)要調節(jié)小木塊趕的位置，目的是使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡j即為了平衡摩摭力，使得橡皮筋的拉力即為小車受到的合外力。(2)幅全相同的橡皮筋的目的是使于表示合外

7、力做的功，這樣合外力做的功就可以表示成W、2W.3W、所以不需要計算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值。(3)選用紙帶上所打的點間距相等的點來險證小車最后獲得的動能，然后臉證功與動能之間的關系。故本題答案是：使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡.便于表示合外力做的功5不必相等點睛：為了找到合外力做功與動能增加之間的關系，所以在做此實驗時要注意平衡摩擦力，利用增加橡皮筋的條數(shù)來達到做功按倍數(shù)增加這樣一個效果，所以沒必要具體求出橡皮筋做功的多少，即可驗證動能定理。7. ABCBC【解析】(1)A、使用橡皮筋對小車所做功等于合外力的功，實驗前要平衡摩擦力，長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力，

8、故A正確；B、選擇相同的橡皮筋，實驗時使橡皮筋的伸長量相同，每根橡皮筋做功相同，可以通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值，故B正確；C、每次實驗中橡皮筋的額規(guī)格要相同，拉伸的長度要相同，以保證每根橡皮筋做功相同，故C正確；D、由實3可知，叭，與v2成正比，故D錯誤；故選ABC(2)由圖2所示紙帶可知，在相鄰相等時間間隔內，小車在AB段的位移越來越大，由此可知，在AB段小車做加速運動；在BC段，相鄰點間的距離相等，小車在BC段做勻速運動，橡皮筋做功完畢，小車做勻速運動，實驗時應測出橡皮筋做功完畢時小車的速度，因此應選BC來計算小車的速度。8. 把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力DC口/【解析

9、】(1)由題意可知，橡皮筋的彈力為小車所受的合力，故需把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力；(2)為研究橡皮筋做的功和物體速度變化的關系，需測量小車勻速階段的瞬時速度，故選D;(3)由該過程的能量轉化關系可知，橡皮筋的彈性勢能通過彈力做功完全轉化為小車的動能，故Wv圖象為二次函數(shù)，故其圖象為C;(4)由以上分析可知本實驗結論是：橡皮筋做的功W和物體速度vn變化的關系應是叱玨/故本題答案是：(1)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力；(2)D;(3)C;(4)"/。1d2d2-Aft9. (1)窄片通過兩個光電門的時間相同(2)mg(3)以口【解析】(D實驗平衡摩擦力后;確定滑塊做勻速

10、直線運動的依據(jù)是：窄片通過兩個光電門的時間相同$平衡摩擦力后渭塊在句加速下滑過程中所受的合外力大小等于細繩的拉力,而細繩的拉力大小近似等于鉤碼的重力大小，所以滑塊所受的合外力大小等于鉤碼的重力大小也4f對滑塊，外力做功為制目口動能的變化量4%避需要探究的方程為：mgL=°zd3cf10.(1)近似相等(2)保持一致(3)1.73【解析】(1)平衡摩擦力的方法是：將木板左端墊高，使木板稍微傾斜，使小車連上紙帶，紙帶穿過打點計時器限位孔，放在木板上；輕輕推動小車，打出一條紙帶，測量小點之間的距離，只要間距近似相等,小車勻速運動，就可以認為平衡阻力了;(2)實驗時每次橡皮筋拉伸的長度應該保

11、持一致，這樣增加橡皮條的個數(shù)時，可認為橡皮條對小車做的功成倍數(shù)增加;(3)選取紙帶上點跡均勻的部分來計算小車的速度，則由紙帶求出小車獲得的速度大小為3.46X10-2m/s=1.73m/s0一02/O點睛：本題涉及打點計時器的工作原理和探究功與速度變化關系實驗的原理，從實驗原理的角度分析，知道平衡摩擦力的目的和方法；知道求解小車速度的方法。11. (1)AC(2)0.36【解析】(1)為了使細繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力，同時要調節(jié)木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行；故選AC.xac(10.062,86)X10-2,Vd

12、=m/s=(2)打點計時器打R點時小車的速度大小為0.212. CC0.42t解析】實蛉前將長木板的一諜墊起適當?shù)母叨鹊哪康氖瞧胶饽Σ亮?為了使細線對4淬的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是將長木板的一端陛起適當?shù)母叨?讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶j給打點計時器通電，輕推小車，從打出的如帶判斷小車是否儆勻速運動，即平衡摩擦力，故AB錯誤，C正確，故選C.(2)當m«M時，艮歸沙和沙桶總質量遠遠小于小轉噴碼的總質量,繩子的拉力近似等于沙少桶的總重力.因此最合理的一組是C.故選：C.(3)相鄰的兩個計

13、數(shù)點之間還有四個點未畫出,則計數(shù)點間的時間間隔：由勻變速直線運動的推論:。=皿可知，力口速度：«=*Ag-5周三+土總+配+步尸，王5口司54。口川-口1皿-DLI4654口.口E3443閨5口日點睛：要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握.【解析】(1)由圖可知，實驗過程中祛碼向下加速運動，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故A錯誤；與小車相連的輕繩與長木板一定要平行，故B正確；實驗過程中，祛碼向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故彈簧測力計的讀數(shù)小于祛碼和

14、祛碼盤總重力的一半，故C錯誤；由于不是祛碼的重力即為小車的拉力，故不需要祛碼和祛碼盤的總質量應遠小于小車的質量的條件，故D錯誤；故選B.%Vg(2)在打B點時小車的速度大小為21;從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是W=FS在打E點時小車的速度大小為點睛：解答實驗問題的關鍵是正確理解實驗原理，加強基本物理知識在實驗中的應用，同時不斷提高應用數(shù)學知識解答物理問題的能力.14.Cmgx2TA錯誤;【解析】(1)平衡摩擦力時不將重物掛在小車上，只需讓小車拖著紙帶在木板上勻速滑動，選項應先接通打點計時器電源，再釋放小車，選項B錯誤；實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放，這樣可以得到更多的點

15、，選項C正確；此實驗中沒必要使重物質量遠大于小車質量，選項D錯誤；故選C.宏3Tl(2)從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W=mgM打B點時小車的速度v=2T。(3)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件，彈簧的彈性勢能全部轉化為小車的動能，故W=mV,故v2與W成正比，故A正確。點睛：本題考查動能定理的實驗探究，這個實驗的一個重點就是學會使用打點計時器計算速度，然后分析動能和重力勢能的關系，多練習速度計算也是本題的一個基礎。本實驗中也要知道誤差的來源，這樣在分析圖象問題時就容易得出原因。-產后_號產寫口15. (1)天平(2)連接(3)3外力對物體

16、所做的功等于物體動能的增量【解析】(1)要計算小車的動能變化，還需要測量小車的質量，故還需要天平；(2)平衡摩擦力時應取下鉤碼，連接長紙帶，木板右端適當墊高，使小車能勻速運動，即在紙帶上打出的點跡是均勻的；(3)根據(jù)功的定義可知外力做功為W二;根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度推論可得打到A點時的速度為“4T4，打到E點時的速度為4T4，故小車的動能量為117nrW_""一/*一2叫一下卜一"，若圖像的斜率為1,即明，故故可得出結論是外力對物體所做的功等于物體動能的增量.【點睛】本題考查探究功和速度變化關系的實驗，關鍵是明確合力的功、動能的變化如何測量，要從實驗原理角

17、度分析誤差產生的原因和減小方法，不難.16. (1)平衡摩擦力(2)2(3)W與,成正比。【解析】(1)木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力，讓重力的分量與摩擦力抵消,小車在運動過程中合外力所做的功等于橡皮筋所做的功。X4.00X10-2,tv=-=m/s=(2)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度t0.02(3)若卬一#圖象是一條過原點的傾斜的直線，則說明W與產成正比。17.(1)交流(2)D(3)(4)在誤差允許范圍內，Wv2【解析】(1)實將需要用打點計時器測速度，而打點計時器需要使用交流電源.0)實險前需要平衡摩擦力，把木板的T巖適當墊高，放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC

18、錯誤，D正確，故選D.<3)在坐標中認真描點，挑后再連線，即得到圖線.|RM(4)根據(jù)描出的圖線，我們得到一條傾斜的直線，所以可以說明，在誤差允許的范圍內Wv2【點睛】(1)打點計時器使用交流電源，實驗需要用刻度尺測量紙帶上兩點間的距離.(2)實驗前應平衡摩擦力，把木板的一端適當墊高使拖著紙帶的小車在木板上做勻速直線運動.(3)描點連線，根據(jù)圖線得出結論。與與-勺218. (1)2乩，2At(2)下滑的位移工,“(3)k【解析】根據(jù)勻變速直線運動過程中中間時刻瞬時速度等于該過程中的平均速度可得:x2飛一勺F荻合外力為重物的重力，要求出外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊的位移x,則附二

19、尸彳=mgx；1122VT-Fx=Mg'fft2Mv2v2=-WM=-合外力做的功為22,所以間，已知直線斜率為k,所以L.情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時間會把最正確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自3 .女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚說明你很無用4 .總有一天，你會遇上那個人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動是我以為人去樓空的時候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原來只因為想到了你7 .會離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9 .女人誰不愿意青

20、春永駐，但我愿意用來換一個疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實你若真愛一個人，內心酸澀，反而會說不出話來12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來不及遇見；遇見了，卻來不及相識；相識了，卻來不及熟悉，卻還要是再見13 .對自己好點，因為一輩子不長；對身邊的人好點，因為下輩子不一定能遇見14 .世上總有一顆心在期待、呼喚著另一顆心15 .離開之后，我想你不要忘記一件事：不要忘記想念我。想念我的時候，不要忘記我也在想念你16 .有一種緣分叫鐘情，有一種感覺叫曾經(jīng)擁有，有一種結局叫命中注定，有一種心痛叫綿綿無期17 .冷戰(zhàn)也好，委屈也罷，不管什么時候，只要你一句軟話，一個微笑或者一個擁抱，我都能笑著原諒18 .不要等到秋天，才說春風曾經(jīng)吹過;不要等到分別，才說彼此曾經(jīng)愛過19 .從沒想過，自己可以愛的這么卑微，卑微的只因為你的一句話就欣喜不已20 .當我為你