高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律單元測(cè)試 第7章第6節(jié)

第七章第六節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)1．小明和小帆同學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度的變化關(guān)系，對(duì)于橡皮筋和小車連接的問題，小明和小帆同學(xué)分別有兩種接法，你認(rèn)為正確的是________(填“甲”或者“乙”)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820466)答案：甲解析：橡皮筋不能拴在釘子上，所以甲的接法正確。2．下面探究“功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟，其合理順序是________。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820467)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(duì)小車做的功為W。②做出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(cè)出v2、v3…記下2W、3W…記入表格。答案：③①④②3．(石家莊一中2023～2023學(xué)年高一檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820468)(1)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，合并起來掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤?。把?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為2W1，……：橡皮筋對(duì)小車做功后使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出。根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為________m/s。(2)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W－v圖象如下圖所示，根據(jù)圖線形狀，可知W與v的關(guān)系符合實(shí)際的是圖()答案：(1)2(2)C解析：(1)v＝eq\f(4×10－2,m/s＝2m/s(2)實(shí)驗(yàn)證明W∝v2，所以W－v圖線應(yīng)為一條拋物線，C正確。4．如圖所示，汽車已成為人們外出的重要交通工具之一，評(píng)價(jià)汽車性能的主要指標(biāo)有動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、制動(dòng)性等，其中制動(dòng)性主要是指在良好的路面上，汽車迅速降低車速直到停車的距離，表中記錄的是汽車以不同速率行駛時(shí)，制動(dòng)后所經(jīng)過的距離。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820634)汽車速率v/(km·h－1)制動(dòng)距離s/m101204401650256036請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用圖象分析推斷克服阻力做功與汽車速率變化之間的關(guān)系。解析：制動(dòng)過程中阻力不變，設(shè)每制動(dòng)1m，克服阻力做的功為W1、則制動(dòng)4m、16m、25m、36m，克服阻力做的功分別為4W1、16W1、25W1、36W1，作出W－v圖象如下圖所示?？梢奧與v不是正比關(guān)系，猜想W與v2成正比，作出W－v2圖象如下圖所示。可見W與v2成正比。能力提升1．用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出，沿木板滑行。小車滑行過程中帶動(dòng)通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，記錄其運(yùn)動(dòng)情況。觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻，后面部分點(diǎn)跡比較均勻，回答下列問題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820469)(1)適當(dāng)墊高木板是為了________。(2)通過紙帶求小車速度時(shí)，應(yīng)使用紙帶的________(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。(3)若實(shí)驗(yàn)做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn用W表示橡皮筋對(duì)小車所做的功，作出的W－v2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這說明W與v的關(guān)系是_________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W與速度v的平方成正比解析：(1)為使橡皮筋對(duì)小車做的功等于合力對(duì)小車做的功，需利用小車重力沿木板方向的分力平衡摩擦力。(2)實(shí)驗(yàn)中需要求橡皮筋做功后小車獲得的速度，所以應(yīng)用紙帶的后面部分。(3)“過原點(diǎn)的直線”意味著縱橫坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的兩個(gè)量成正比關(guān)系。2．(河北成安一中、永年二中、臨漳一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中聯(lián)考)在做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車的質(zhì)量為m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在下面表格中。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820470)Wv/(m·s－1)v2/(m2·s－2)000123456(1)試在圖中作出相應(yīng)關(guān)系圖象。(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__________________________________________。答案：(1)見解析(2)W∝v2解析：(1)將表中的數(shù)據(jù)分別描在圖甲、乙所示的兩個(gè)坐標(biāo)系中，然后在圖甲中用平滑曲線連接，在圖乙中用斜直線連接，并且使盡可能多的點(diǎn)分布在曲線上或?qū)ΨQ分布在直線兩側(cè)，如圖甲和乙所示。(2)從乙圖看出W∝v2。3．(黃岡中學(xué)2023～2023學(xué)年高一檢測(cè))“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820471)(1)(多選)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的一端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)B．實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力C．每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出D．實(shí)驗(yàn)中要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放小車(2)如圖給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB＝1．48cm，BC＝1．60cm，CD＝1．62cm，DE＝1．62cm，已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0．02s，則小車獲得的最大速度vm＝________m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：(1)A、C、D(2)0．81解析：(1)當(dāng)小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實(shí)驗(yàn)中可消除摩擦力的影響，A正確；實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，必須平衡摩擦力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出，C項(xiàng)正確；使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都必須先接通電源再釋放小車，D項(xiàng)正確。(2)小車獲得的最大速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f×10－2,m/s＝0．81m/s。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)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。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)。得到的紙帶如圖乙所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)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。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820472)甲乙根據(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(duì)重物所做的功為W，那么由O到B過程中，重力對(duì)重物所做的功為2W。由O到C過程中，重力對(duì)重物所做的功為3W。由計(jì)算可知，veq\o\al(2,A)＝1．44×10－2m2/s2，veq\o\al(2,B)＝2．89×10－2m2/s2，veq\o\al(2,C)＝4．41×10－2m