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1、
訓(xùn)練7 實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系
1. 對于橡皮筋做的功來說,直接測量是有困難的.我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決,只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍,使用的方法是 ( )
A.用同樣的力對小車做功,讓小車通過的距離依次為l、2l、3l……進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),力對小車做的功就是W、2W、3W……
B.讓小車通過相同的距離,第1次力為F,第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時(shí),力對小車做的功就是W、2W、3W……
C.選用同樣的橡皮筋,在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,當(dāng)用1條、2條、3條
2、……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W……
D.利用彈簧測力計(jì)測量對小車的拉力F,利用直尺測量小車在力作用下移動的距離l,便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功,可控制為W、2W、3W……
2. 在本實(shí)驗(yàn)中,小車在運(yùn)動中會受到阻力作用.這樣,在小車沿長木板滑行的過程中,除橡皮筋對其做功以外,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)中想到的辦法是使長木板略微傾斜.對于長木板的傾斜程度,下列說法中正確的是 ( )
A.長木板只要稍微傾斜一下即可,沒有什么嚴(yán)格的要求
B.長木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面的條件,即重力使物體沿斜面下
3、滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力
C.如果小車在傾斜的長木板上能做勻速運(yùn)動,則長木板的傾斜程度是符合要求的
D.其實(shí)長木板不傾斜,問題也不大,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的
3. 在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的W—v圖象,下列符合實(shí)際的是 ( )
4. 探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,實(shí)驗(yàn)主要過程如下:
圖1
(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……;
(2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,求出小車的速度v1、v2、v3、……;
(3)作出W—v草圖;
(4)分析W
4、—v圖象.如果W—v圖象是一條直線,表明W∝v;如果不是直線,可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系.
以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確,它是 ( )
A.本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋,并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致.當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對小車做的功為W,用2條、3條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、……
B.小車運(yùn)動中會受到阻力,可以使長木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力
C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄紙帶.紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、
5、中間疏.出現(xiàn)這種情況的原因,可能是沒有使長木板傾斜或傾角太小
D.根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn),求小車獲得的速度的方法,是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算的
5. 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖2所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,圖中小車中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz.
圖2
(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,______________,________________,小車拖動紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),____
6、__________;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.
(2)圖3是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置.
圖3
紙帶的測量結(jié)果
測量點(diǎn)
x/cm
v/(m·s-1)
O
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.53
E
9.41
0.60
(3)本實(shí)驗(yàn),若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了
7、減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采取的兩項(xiàng)措施是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
6. 為了探究對物體做功與物體速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖4所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿長木板滑行,請思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50 Hz)
圖4
(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施:
___
8、_____________________________________________________________________.
(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并用來進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都應(yīng)保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W.
(3)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(shí)器和紙帶測出,如圖5所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶.
圖5
(4)試根據(jù)(2)、(3)中的信息,填寫下表.
次數(shù)
1
2
3
4
橡皮筋對小車做功
W
小車速度v/(
9、m·s-1)
v2/(m2·s-2)
從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:__________________________________________________.
答案
1.C 2.BC 3.B 4.D
5.(1)②先接通電源 再釋放小車 關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 (2)5.18(5.16~5.19均可) 0.49 (3)①平衡摩擦力 ②鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的重力和
6. (1)將長木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?,使小車勻速下滑?
(4)由勻速運(yùn)動的速度公式v=,其中x可從題圖上讀出,分別為2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm,4.00 cm.t=T==0.02 s,即可求出小車的速度.
次數(shù)
1
2
3
4
橡皮筋對小車做功
W
2W
3W
4W
小車速度v/(m·s-1)
1.0
1.415
1.73
2.0
v2/(m2·s-2)
1.0
2.0
3.0
4.0
從表中數(shù)據(jù)可以得出:橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比.