高中物理 专题7.6 实验：探究功与速度变化的关系(练)(提升版)(含解析)新人教版必修2
专题7.6 实验：探究功与速度变化的关系
1．探究力对原来静止的小车做的功与小车获得速度的关系的实验装置如图所示。
下列说法正确的是
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值W
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值W
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度v
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均v
【答案】AC
【名师点睛】本题考查了实验原理、实验注意事项、实验数据处理，掌握实验原理、应用动能定理即可正确解题，平时学习时要注意基础知识的学习与掌握。
2．如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，思考该探究方案并回答下列问题。
（1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是
A．防止小车不能被橡皮筋拉动
B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
C．便于小车获得较大的弹射速度
D．防止纸带上打点不清楚
（2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放；
乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。
你认为（填“甲”或“乙”）同学的方法可行，原因是：__________ 。
【答案】（1）B；（2）甲；甲同学方法便于确定各次弹力做功倍数关系；
【名师点睛】实验题首先要弄清楚实验原理是什么，在明确实验原理的情况下去记忆实验器材，实验步骤，注意事项，数据处理等方面的问题会起到事半功倍的效果.
3．(1)某同学想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”.实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W v
∝，②W v
∝，③2
W v
∝．他们的实验装置如图题13(1)甲图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点时的速度），每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．
同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度．
他们根据实验数据绘制了如题13(1)乙图所示的L-v图象，并得出结论2
W v
∝．他们的做法不合适之处在于；在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小（填“会”或“不会”）影响探究出的结果．
【答案】应进一步绘制2
L v
-图象；不会
【解析】
采用表格方法记录数据，合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论2
W v
∝．为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制2
L v
-图象．重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．【名师点睛】通过实验数据列表、描点、作图从而探究出问题的结论．值得注意的是：由于合外力恒定，因此合外力做的功与发生的位移是成正比．故可先探究位移与速度变化有何关系．
题13(1)甲图
题13(1)乙图
4．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中。
某实验探究小组的实验装置如图甲所示。
木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿水平长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并将此过程中弹簧对木块做的功记为W．用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……，弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……，做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W-L图象，如图乙所示．
①根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为．
A．W与v0成正比 B．W与v0成线性关系
C．W与v0的二次方成正比 D．W与v0的二次方成线性关系
②图线与纵轴交点的物理意义是 .
【答案】①D ②A到O克服摩擦力所做的功
【名师点睛】本题考查了创新方法探究功与速度的关系，关键是列出两个动能定理方程然后结合数学函数进行分析出截距与斜率的物理意义，
5．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。
打点计时器的工作频率为50 Hz。
（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，每次都要把小车拉到同一位置再释放。
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。
根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为____m/s。
（保留三位有效数字）
（3）若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图_______。
【答案】（1）CD （2）2.00 （3）C
6．如图为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。
思考该探究方案并回答下列问题。
（1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是
A、防止小车不能被橡皮筋拉动
B、保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
C、便于小车获得较大的弹射速度
D 、防止纸带上打点不清楚
（2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放；
乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。
你认为 （填“甲”或“乙”）同学的方法可行，原因是： 。
（3）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。
若所做的W v -的图像如图所示，则下一步应作
（填“2W v -”或“W v -”）的关系图像。
【答案】（1）B ；
（2）甲；甲同学方法便于确定各次弹力做功倍数关系；
（3）2W v -
（3）应用图象法处理实验数据，正比例函数图象最简单，最直观，因此作图象时，尽可能选择成正比例关系的量作为物理量，由图象可知W v -的图象是曲线，不便于得出实验结论，由动能定理可得，合外力的功与2v 成正比，下一步可以做出2W v -图象。
【名师点睛】平衡摩擦力，使小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，是橡皮筋对小车所做的功等于合外力对小车做的功；实验时，要保证橡皮筋的形变量相同，改变橡皮筋的条数，以改变橡皮筋对小车所做的功；根据动能定理分析答题；知道实验注意事项、掌握图象法处理实验数据的方法，即可正确解题。
7.6探究功与速度变化的关系
• • • •
1．探究的问题 通过实验探究力(合力)对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．合理推测 若作用于物体上的合力不为零，产生加速度，若初速度为零， 则物体前进距离越大，做的功越多，物体获得的( 速度越大） • 3．设计实验 • (1)实验装置：见图7—6—1 • (2)功的得出：小车在同样的1条、2条、3条…橡皮筋的作 、 、 … 用下弹出，橡皮筋对小车做的功分别为( 1W、2W、3W… )
• (3)打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀， 应选 （ ） 纸带来计算小 一段点间距均匀 车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 (小车速度也可借助光电门来测量)． • 5．数据处理，得出结论 • 先对测量数据进行估计，或者作出 ( W－v草图 )大 － 草图 致判断两个量可能是什么关系．若认为W∝v2，就对每个 速度值算出它的 ( 二次方 )，作出W－v2图象，若是直 线，说明 ( W∝v2 ) . ∝ • 结论：通过作图发现W－v2图象近似是 ( 直线 ) ，说 W∝v2 ) . ∝ 明(
7.6探究功和速度变化的关系 探究功和速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系
定性:在物体质量一定的前提下： 对物体做的功越多，物体的速度 变化就越大。
情景导入
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
实验目的： 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度变化的关系 实验器材：橡皮筋（ 实验器材：橡皮筋（6根）、小车、砝码、 ）、小车、砝码、 小车 木板、打点计时器、铁钉、 木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 打点计时器 小车 铁钉 木板 纸带 橡皮筋
探 究的 思 路
1、橡皮筋做的功 、
问题：①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？
7.6实验：探究功与速度变化的关系
四、数据处理，寻找W与v的关系 问题：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法 比较麻烦 方法二：图像法
简便直观，可以减少偶然 误差
五、结 论
弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零， 末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之 间应该有什么样的关系？
再 见
7.6、实验：探究功与 速度变化的关系
冠县一中
刘冠坡
一、实验方案的设计步骤
（1）明确实验目的。 （2）设置适当的物理情景。
（3）选择实验器材。 （4）拟定试验方法
二、请你思考
• （1）实验需要测量那些物理量？ （2）可以用什么方法测量物体的速度? （3）如何对物体作功？怎样表示每次 做的功？ (4) 探究过程中，我们是否需要测出橡皮 筋做功的具体数值？
(5) 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什 么要求？
三 实 验 过 程
1、 调导轨水平，滑块在导轨任意位置上基本不动，
或稍微滑动但不总向一个方向滑动即可。测出挡光 片的宽度。 2、先将一根橡皮筋一端挂在在滑块上端的螺丝上， 另一端挂在气垫导轨一端的螺丝上。拉长橡皮筋记 下滑块位置。接通数字计时器电源，按下选择 显示1， 释放小车。记录挡光时间。
高中物理 专题7.6 实验：探究功与速度变化的关系(测)(提升版)(含解析)新人教版必修2-新人教版
专题7.6 实验：探究功与速度变化的关系一、实验题〔共6大题，每题10分，共60分。
〕1．〔1〕实验小组用如下列图的装置“探究功与物体速度变化的关系〞，某同学分别取1条、2条、3条…同样的橡皮筋进展第1次、第2次、第3次…实验，每次每根橡皮筋拉伸的长度都保持一致，如此每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0…，如下说法正确的答案是_____________A．为减小实验误差，长木板应水平放置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．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度〔2〕某同学把每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0……，对每次打出的纸带进展处理，获得v，v2的数值记录在表格中。
W 0 W0 2W0 3W0 4W0 5W0 6W0v/(m·s－1) 0 1.0 1.4 1.7 2.0 2.2 2.4v2/〔m2·s－2〕0 1 1.9请你根据表中的数据作出W－v、W－v2图线。
由图线探究功与物体速度变化的关系是。
【答案】〔1〕BD；〔2〕图线如图；W∝v2或做功与物体速度平方成正比。
〔2〕图线如图；由图线探究功与物体速度变化的关系是：W ∝v 2或做功与物体速度平方成正比。
2．某学习小组欲验证动能定理，他们在实验室找到了打点计时器、学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙与沙桶，组装了一套如下列图的实验验证装置．假设你是小组中的一位成员，为了完成该验证实验，〔1〕你认为还需要的器材有______________________；〔2〕实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力，应做两方面减少误差的措施： a ．细沙和沙桶的总质量应满足_____________________________，b ．将长木板左端适当垫高的目的是_________________________；〔3〕在〔2〕的根底上，某同学测量出滑块的质量为M ，往沙桶中装入适量的细沙，测出此时细沙和沙桶的总质量为m ．让沙桶带动滑块加速运动，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距s 与对应的速度大小v 1与v 2〔v 1＜v 2〕，实验最终要验证的数学表达式为___________________．〔用题中的字母表示〕【答案】〔1〕天平、刻度尺；〔2〕细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量； 平衡摩擦力； 〔3〕22211122mgs Mv Mv =-【名师点睛】此题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法；对实验中关键的步骤要理解.3．某兴趣小组利用如图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系〞．小车与车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，在木板上的小车的运动速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．〔1〕〔多项选择题〕在实验中，如下说法正确的有A．将木板的右端适当垫起，以平衡小车的摩擦力B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力C．平衡摩擦力的过程中打点计时器不需接通电源D．该实验不一定要满足M远大于m〔2〕如图乙所示是某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放时沙桶纸带上打的第一个点，速度为0．相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点D时的速度Dυ=．〔3〕假设用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为：〔用所测物理量的符号表示〕．【答案】〔1〕AD；〔2〕T ss 235-；〔3〕23524))((81ssmMTmgs-+=沙桶打点计时器小车纸带甲s1O A B C D E F s2s3s4s5s6乙4．某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系〞实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．〔1〕为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是．A．实验前要对装置进展平衡摩擦力的操作B．实验操作时要先放小车，后接通电源C．在利用纸带进展数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量（2）除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有，。
高中物理 第七章 6 实验：探究功与速度变化的关系练习(含解析)新人教版必修2
6.实验:探究功与速度变化的关系基础巩固1.关于外力对物体所做功与速度关系的表达正确的是 ()A.W∝vB.W∝C.W∝v2D.以上都错误答案:C2.(多选)在用如图所示装置做探究做功与速度变化的关系的实验时,下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度解析:实验通过增加橡皮筋的条数,使橡皮筋对小车做的功成倍增加,故A正确,B错误;小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕的速度,故C正确,D错误。
答案:AC3.关于探究功与速度变化的关系的实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通打点计时器的电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析:本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少,只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A错误。
每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,只有这样才能保证以后各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,B错误。
小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差,C错误。
实验时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,D正确。
答案:D4.(多选)在探究功与速度变化的关系的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长木板上的小车,由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动,小车拉动固定在它上面的纸带,纸带穿过打点计时器。
关于这一实验,下列说法正确的是()A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算解析:在本题的实验中,由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力),所以要使长木板适当倾斜,以平衡小车运动过程中受到的阻力,重复实验时,为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比,所以用到橡皮筋的条数虽然不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同,利用纸带上的点计算小车的速度时,由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度,所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算,故选项A、B、D是正确的。
高考物理必考实验专题突破五探究功与速度变化的关系含解析
2020-2021年高考物理必考实验五：探究功与速度变化的关系1.实验原理(1)改变功的大小:采用如图所示的实验装置,用1条、2条、3条……规格同样的橡皮筋将小车拉到同一位置由静止释放,橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W、…。
(2)确定速度的大小:小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出。
(3)寻找功与速度变化的关系:以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标,小车获得的速度v为横坐标,作出W-√v、W-v或W-v2等图象。
分析图象,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的关系。
2.实验器材小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线、若干条等长的橡皮筋、毫米刻度尺。
3.实验步骤(1)垫高木板的一端,平衡摩擦力。
(2)拉伸的橡皮筋对小车做功用一条橡皮筋拉小车——做功W;用两条橡皮筋拉小车——做功2W;用三条橡皮筋拉小车——做功3W……(3)测出每次做功后小车获得的速度v。
(4)分别用各次实验测得的v和W绘制W-√v、W-v、W-v2或W-v3等图象,直到明确得出W和v的关系。
4.数据分析(1)求小车速度实验获得如图所示纸带,利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离,如纸带上A、C两点间的距离x,则v=v(其中T为打点周期)。
2v(2)计算W、2W、3W、…时对应v、v2的数值,填入下面表格。
(3)作图象在坐标纸上分别作出 W-v 和 W-v 2图线,从中找出功与速度变化的关系。
5.注意事项(1)平衡摩擦力:将木板一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。
检验方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动。
(2)选点测速:测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动时打下的点。
(3)橡皮筋的选择:橡皮筋规格相同时,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值。
高中物理 第7章 机械能守恒定律 第6节 实验：探究功与速度变化的关系练习(含解析)新人教版必修2-
第6节实验：探究功与速度变化的关系一、选择题1．(多项选择)(2019·济南高一检测)关于“探究恒力做功与动能变化〞的实验，如下说法中正确的答案是( )A．应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B．应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C．平衡摩擦力时，假设纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D．平衡摩擦力时，假设纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角解析：选AC 实验中调整定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力，A对，B错；纸带上打出的点越来越密，明确小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C对，D错．2．(多项选择)在“探究功与物体速度变化的关系〞的实验中，根据所获得的数据，使用Excel作图，如此如下图线可能正确的答案是( )解析：选AC 由本节实验结论可知W∝v2，由此可知，选项A正确；以W为横坐标、以v为纵坐标，由于v∝W，vW图线应为一开口向右的抛物线，选项B错误；以W为纵坐标、以v为横坐标，Wv图线应为一开口向上的抛物线，选项C正确；以W为纵坐标、以1v2为横坐标，W1v2图线应为一反比例函数图线，选项D错误．3．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如下列图，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3…(3)作出Wv图象；(4)分析Wv图象．如果Wv图象是一条直线，明确W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系．以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是( ) A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1根橡皮筋进展实验时，橡皮筋对小车做的功为W ，用2根、3根…橡皮筋并在一起进展第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W 、3W …B ．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C ．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D ．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进展计算解析：选D 本实验的目的是探究橡皮筋做的功与物体获得的速度的关系．这个速度是指橡皮筋做功完毕时小车的速度，而不是整个过程的平均速度，所以D 是错误的．二、非选择题4．某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如下列图，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．用1根橡皮筋时对小车做的功记为W ，当用2根、3根…完全一样的橡皮筋并在一起进展第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．如下列图是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz 的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(填“A ～F 〞或“F ～I 〞)局部进展测量，速度大小为________m/s.解析：小车的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度，此时小车做匀速直线运动，故应选F ～I 段．速度大小v ＝1.52×10－20.02m/s ＝0.76 m/s. 答案：F ～I 0.765．用如下列图的装置做“探究功与速度变化的关系〞的实验时：(1)如下说法正确的答案是________(填字母代号)．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带下滑时能保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要一样，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度(2)假设在实验中，我们用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进展1次、2次、3次…实验．实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进展处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据见下表：功W 0W 2W 3W 4W 5W 6Wv/(m·s－1)0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45 据以上数据，在坐标纸中作出Wv2图象．(3)根据(2)题中的图象可以得出的结论是________．解析：(1)小车在水平面上运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化．所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所获得动能完全来源于橡皮筋做的功，故A正确；实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须一样，且伸长的长度也一样，故B正确；每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，如此一根做功记为W，两根如此为2W，故C正确；实验中是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故D错误；只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故E错误；由于小车在橡皮筋的作用下运动，橡皮筋对小车做的功与小车能获得的最大速度有关，故F正确，G错误．(2)根据描点法可得，如下列图．(3)由Wv2图线可知，图象为过原点的直线，因此W和v2成正比关系．答案：(1)ABCF (2)见解析(3)外力做功与物体速度平方成正比6．测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理〞实验要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如下列图，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．请回答如下问题：(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是________．(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小________(填“大于〞“等于〞或“小于〞)钩码的重力大小．解析：(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移，当滑块做匀速直线运动时，点痕的分布应该是等间距或均匀的．(2)悬挂钩码，滑块匀速下滑时，根据滑块的平衡条件有mg sin θ－F f－G码＝0，所以Gmg sin θ－F f；当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀码＝加速直线运动时，滑块受到的合外力F合＝mg sin θ－F f.显然，F合＝G码．答案：(1)等间距(或均匀)的(2)等于7．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图甲所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花打点计时器或电磁式打点计时器．先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图乙所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进展了如下处理；取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A＝0.12 m/s，v B ＝0.17 m/s，v C＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2?解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B过程中，重力对重物所做的功为2W.由O到C过程中，重力对重物所做的功为3W.由计算可知，v A2＝1.44×10－2 m2/s2，v B2＝2.89×10－2 m2/s2，v C2＝4.41×10－2 m2/s2，v B2 v A2≈2，v C2v A2≈3，即v B2≈2v A2，v C2≈3v A2，由以上数据可以判定W∝v2是正确的，也可以根据Wv2的图线来判断(如下列图)．答案：见解析8．在课外兴趣小组实验时，某同学利用如下列图的装置探究功与速度变化的关系．操作步骤如下：a．小物块在1条橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；b．在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，从同一位置释放，重复步骤a，小物块落点分别记为M2，M3，M4…；c．测量相关数据，进展数据处理．(1)为求出小物块抛出时的速度大小，需要测量如下物理量中的________(填正确答案标号)．A．橡皮筋的原长xB．橡皮筋的伸长量ΔxC．桌面到地面的高度hD．小物块抛出点到落地点的水平距离L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3….假设功与速度的平方成正比，如此假设以W为横坐标、以L2为纵坐标作图，得到的图象是________．A．直线B．抛物线C．双曲线D．无法确定(3)假设考虑物块从释放位置到桌子边沿抑制阻力做的功，请在图中画出(2)中的大致图象形状．解析：(1)小物块在橡皮筋的作用下离开桌面做平抛运动，由水平位移和竖直位移就能求出平抛的初速度，v＝L2hg＝Lg2h，所以要测量桌面的高度h，小物块抛出点与落地点的水平距离L，故A、B错误，C、D正确．(2)根据v2＝g2hL2，假设W∝v2，如此W∝L2，由此看出W与L2是一次函数的关系，画出的L2W图象是直线．(3)假设考虑桌面阻力所做的负功，如此外力做的总功为W－W f；画出图象如下列图．答案：(1)CD (2)A (3)。
人教版高中物理必修二提升卷：第七章6实验：探究功与速度变化的关系
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课时提升卷(十七)实验：探究功与速度变化的关系(40分钟50分)1.(4分)(20xx·南阳高一检测)关于探究功与物体速度变化的关系实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量水平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋作用下弹出2.(4分)在实验中,小车会受到阻力作用,因此,在小车沿木板滑动的过程中,除橡皮筋对其做功外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差。
我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法正确的是()①木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格要求②木板的倾斜程度在理论上应满足下面条件：即小车的重力沿斜面向下的分力应等于小车受到的阻力③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的④其实木板不倾斜问题也不大,因为实验总是存在误差的A.①②B.②③C.③④D.①④3.(4分)在探究功与物体速度变化关系的实验中,某同学在一次实验中得到一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密,中间较疏,出现这种情况的原因可能是()A.电源的频率不稳定B.木板的倾斜程度太大C.没有使木板倾斜或倾斜角太小D.小车受到的阻力较大4.(4分)如图所示,在“探究功与速度变化的关系”的实验中,与小车相连足够长的且穿过打点计时器的一条纸带上的间距明显不均匀,右端间距小,左端间距大,下面的分析和判断正确的是()A.若左端与小车相连,可能平衡摩擦力时,木板倾斜度太大B.若右端与小车相连,可能平衡摩擦力时,木板倾斜度太大C.若左端与小车相连,可能小车有一定的初速度,实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力D.若右端与小车相连,可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力5.(9分)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。
人教版高中物理必修二高一能力提升：7-6实验：探究功与速度变化的关系
（精心整理，诚意制作）能力提升1．(20xx·唐山一中高一期中)为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。
请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz)：(1)以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是( )A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。
纸带上打出的点，两端密、中间疏。
出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
(2)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示的是其中四次实验打出的部分纸带：(3)试根据上面的信息，填写下表：次数123 4橡皮筋对小车做功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论：________________________________。
答案：(1)D(3)如表所示次数123 4橡皮筋对小车做功W 2W 3W 4W小车速度v(m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0v2(m2/s2) 1.0 2.0 3.0 4.0 结论：橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比。
2．(湖北省部分重点中学12～13学年高一下学期期中)如图(甲)所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。
(1)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是( )A．放开小车，小车能够自由下滑即可B．放开小车，小车能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可(2)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________。
人教版高中物理必修二：7.6《实验探究功与速度变化的关系》提分训练(含答案).docx
高中物理学习材料桑水制作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。
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、…v n,用W表示橡皮筋对小车所做的功,作出的W v2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4~6VB.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v max和橡皮筋做的功W,依次作出W v max、W、W、W2v max、W3v max、…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系。
实验探究功与速度变化的关系
旳力与摩
F2 G
擦力平衡
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v 问题：怎样测量小车旳速度？
利用打点计时器打出旳纸带
问题：纸带上打出旳点并不都是 均匀旳，应该采用那些点来计算 小车旳速度？为何？
取点迹清楚且间距均匀旳部分
试 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带旳一端
验 夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安
4、试验装置旳选用
误差分析
1、为了降低误差，应使小车总质量在300g左右。
2、测小车旳速度就在纸带上匀速运动旳阶段为测 量比很好。
3、作W-V或W-V2图象时，纵坐标旳单位长度 可拉得开些。
弹力做功刚完毕 时小车旳速度
用什么措 施处理数 据比较直
图
象 做W-v图
法
处
理 数
做W-v2图
据
做W-v3图
……
若为直线，则W与v成正比 若为曲线
若为直线，则W与v2成正比 若为曲线为何不做
W- v1图?
…… ……
数 据 处W 理1
2 3 4 5 6
0
v /(m/s)
0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
试
验板、打
功
点计时器、铁钉等
与
小 打点计时器
车
小车
速
铁钉
度
变
化
纸带
旳
关
橡皮筋
木板
系
探 究旳 思 路
1、测量橡皮筋对小车做旳功W
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v
3、数据处理，寻找W与v旳关系
探究旳技巧
1、测量橡皮筋对小车做旳功W 问题：探究过程中，我们是否需要