1、6.实验:探究功与速度变化的关系一、选择题1.如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是()A.橡皮筋做的功可以直接测量B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错,B对。橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比,当拉伸为原来的两倍时,橡皮筋的做功变为原来的4倍,故D错
2、。答案:B二、非选择题2.用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系。实验时,先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:(1)适当垫高木板是为了。(2)通过纸带求小车速度时,应使用纸带的(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。(3)若实验作了n次,所用橡皮筋分别为1根、2根、n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2、vn,用W表示橡皮筋对小车所做的功,作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是。答案:(1)平
3、衡摩擦力(2)后面部分(3)W与速度v的平方成正比3.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条、完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。(1)关于该实验,下列说法正确的是()A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为46VB.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度vmax和橡皮筋做的功W,依次作出Wv
4、max、W、W、W2vmax、W3vmax、的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系。(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vmax=m/s。解析:(1)实验应用交流电源,A错;实验中使用的橡皮筋原长应相等,B错;每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出,C正确;作出各种不同形式的图象,才能判断做功与速度变化的关系,D正确。(2)由纸带计算得
5、AB=1.47cm,BC=1.66cm,CD=1.62cm,DE=1.51cm,小车从打B点到打D点的过程中近似做匀速运动,则小车的最大速度vmax=m/s=0.82m/s。答案:(1)CD(2)0.824.某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。(1)实验中木板略微倾斜,这样做。A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑B.是为了增大小车下滑的加速度C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次
6、都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1,;橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为m/s。(3)若根据多次测量数据画出的Wv草图如图所示,根据图线形状,可知对W与v的关系作出的猜想肯定不正确的是。A.WB.WC.Wv2D.Wv3(4)如果Wv2的猜想是正确的,则画出的Wv2图象应是。(5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是 。(只要回答出一种原因即可)解析:(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力,使得橡皮筋松动后小车能够做匀速运动,故选项C、D正确。(2)由纸带后半部分两点间距离相同,可知小车开始做匀速运动,可求得:v=2m/s。(3)由Wv图象可知,随速度增大,W变化率增大,故选项A、B是不可能的。(4)若Wv2,由函数关系可知Wv2图象应该是过原点的直线。(5)影响实验效果的因素很多,例如:橡皮筋规格不完全相同、小车质量太小、木板倾斜过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等。答案:(1)CD(2)2(3)AB(4)过原点的一条直线(5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)
