高考回归复习力学实验之探究功与物体速度变化的关系 含答案.docx

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高考回归复习力学实验之探究功与物体速度变化的关系含答案

高考回归复习—力学实验之探究功与物体速度变化的关系

1．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。

根据第四次的纸带（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________。

2．在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中

（1）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中下列仪器需要用到的是________。

（2）本实验在操作中需要平衡摩擦力，下列说法正确的是________。

A．平衡摩擦力的实质是小车及砝码总的重力沿木板方向的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡

B．平衡摩擦力的办法是反复调节木板下所垫木块的厚度、位置，使小车能拖着纸带匀速下滑

C．若小车拖着纸带沿长木板滑下，纸带上打的点迹的距离是均匀的，即完成了平衡摩擦力

D．实验中若改变小车的质量重做实验，需要再次平衡摩擦力

（3）甲乙两同学用如图所示装置探究做功与物体速度变化的关系。

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：

通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化；乙同学：

把多条规格相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放。

你认为________（填“甲”或“乙”）同学的方法可行。

（4）平衡摩擦力后，小车与橡皮筋组成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能_________填“守恒”或“不守恒”）。

3．在“究功与速度变化的关系”实验中。

（1）如图甲所示，关于橡皮筋做功，下列说法正确的是：

____

A．皮筋做的功可以直接测量

B．增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍的增加

C．皮筋在小车运动的全程中始终做功

D．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

（2）实验中甲乙两位同学的实验操作均正确，甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图（图乙中的图1）线，即W-v图，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。

乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图（图2）线，即W-v2，并由此也得出了“功与速度的平方一定成正比”的结论。

关于甲、乙两位同学的分析，你的评价____

A．甲的分析不正确，乙的分析正确

B．甲的分析正确，乙的分析不正确

C．甲和乙的分析都正确

D．甲和乙的分析都不正确

（3）如图丙是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点的距离分别为xoA=1.87cm，xAB=2.92cm，xBC=4.10cm，xCD=8.02cm，xDE=8.92cm，xEF=8.92cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是____m/s（保留三位有效数字）。

4．小明同学利用电磁打点计时器与带滑轮的长木板依次完成：

实验a：

“探究小车速度随时间变化的规律”，实验b：

“探究加速度与力、质量的关系”，实验c：

“探究恒定拉力做功与物体速度变化的关系”。

（1）上述3个实验共同需要的器材是___；

（2）上述3个实验共同必要的操作是___；

A．本板都要倾斜放置以平衡小车摩擦力

B．小车初始位置都需要靠近打点计时器

C．牵引小车的细线都需要平行长木板

D．单引细线的重物质量都要远小于小车质量

（3）实验b中得到一条纸带如图甲所示，计数点1、2、3、4、5之间距离已标注在纸带上。

已知打点计时器的打点频率为50Hz，则打计数点4时小车的速度大小

____m/s，小车运动的加速度大小

___

（结果均保留两位有效数字）；

（4）实验c中小车得到的速度平方与运动位移的关系图像如图乙所示，若图线斜率为k，小车质量为M，重力加速度为g，则牵引细线的重物质量

_____。

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。

打点计时器工作频率为50Hz。

（1）下列说法中正确的是______；（填字母代号）

A．该实验不需要平衡摩擦力

B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样

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

（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…以并联方式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，根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为________m/s（小数点后保留两位数字）；

（3）若根据多次测量数据画出的W-v草图如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系做出的猜想肯定不正确的是________。

（填选项字母）

A．

B．

C．

D．

6．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为

当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺测量工具：

（1）

实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是____；

A．轻推小车，能够自由下滑即可

B．轻推小车，能够匀速下滑即可

C．轻推拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．轻推拖着纸带的小车，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，当小车速度刚达到最大时，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____；

A．橡皮筋处于原长状态

B．橡皮筋仍处于伸长状态

C．小车在两个铁钉的连线处

D．小车已过两个铁钉的连线

（3）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图中纸带的_____________部分进行测量。

7．如图所示，某同学用图甲所示的装置进行“探究功与物体速度变化的关系”实验，得到图乙所示的纸带。

（1）如图甲，在本实验中是通过改变橡皮筋的________来改变拉力做功的数值（选填“条数”或“长度”）

（2）如图乙，通过测量_______两点间的距离计算小车获得的速度（选填“AB”或“BC”）

8．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．是为了使释放小车后，小车能匀减速下滑

（2）本实验中，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大小

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

（3）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、4条……，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（如上图所示）求得小车弹开后获得的速度为_________m/s。

（结果保留三位有效数字）

（4）若W—v2图像应该是一条过原点的倾斜的直线，则说明_______。

9．某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理．

（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：

A．电磁打点计时器

B．电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．

（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．

（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=______m/s．

（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=

算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．

10．某同学利用图示装置做“探究功与速度变化关系”的实验。

（1）该同学将气垫导轨接通气源，通过调平螺丝调整气垫导轨水平，他将滑块轻置于气垫导轨之上，进而判断导轨是否水平。

关于气垫导轨是否水平的判断，下列做法可行的是_________________（填选项前的字母）。

A．若滑块滑动，说明气垫导轨水平

B．轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，说明气垫导轨水平

C．轻推滑块，若滑块做减速直线运动，说明气垫导轨水平

（2）该同学测得遮光条的宽度为d实验时，用橡皮条将滑块向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离相同。

现测得挂一根橡皮条时，滑块被释放弹离橡皮条后通过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速直线运动的速度表达式为v=____________（用题中涉及的物理量符号表示）。

（3）该同学逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。

若操作无误，则作出的橡皮条对滑块做的功与滑块做匀速直线运动速度的二次方的关系图象（W—v2图象）应为____________（选填“过坐标原点的抛物线”或“过坐标原点的倾斜直线”）。

11．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小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）

12．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹射出去，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。

换橡皮筋重复实验。

实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源（填“交流”或“直流”）；

（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，这时橡皮筋处于_____________的状态（填“伸长”或“原长”或“压缩”）；

（3）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀，如图所示。

为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_____________部分进行测量。

13．某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图1所示。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源（填“交流”或“直流”）

（2）实验主要步骤如下：

①实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，启动电源，轻推小车，得到的纸带应该是________（填甲或乙）（如图2）

②小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程橡皮筋对小车做的功为W

③再分别改用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的________（填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…

④分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3….图3是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的________（AG或GK）部分进行测量

⑤作出W－v图象，则符合实际的图象是________。

（如图4）

14．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和___（选填“交流”或“直流”）电源；

（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是____；

A．放开小车，能够自由下滑即可

B．放开小车，能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

（3）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____；

A．橡皮筋处于原长状态

B．橡皮筋仍处于伸长状态

C．小车在两个铁钉的连线处

D．小车已过两个铁钉的连线

15．某学习小组用如图甲所示的实验装置探究“动能定理”。

他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。

（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=______mm。

（2）下列实验要求中必要的一项是_______（请填写选项前对应的字母）。

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应将气垫导轨调至水平

（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块动能变化与合外力对它做功的关系，处理数据时应作出的图像是______（填写选项前对应的字母）。

A．

B．M-FC．

D．

16．某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

A．摆好实验装置如图．

B．将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．

C．在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上．

D．释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．

①在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：

第一个点到第N个点的距离为40.0cm；打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为______J，小车动能的增量为______J．

②此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是______．

17．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W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；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2所示）求得小车获得的速度为______m/s。

（3）实验中，分别用1根、2根、…、5根相同橡皮筋进行实验，测得小车匀速运动时的速度分别为0.52m/s、0.78m/s、0．96m/s、1.08m/s、1.22m/s．请根据实验数据在坐标纸中画出W-v的图线_______

（4）根据图线可知，对W与v的关系的猜想肯定不正确的是____。

A．

B．

C．

D．

18．如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电火花打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“探究做功与动能变化的关系”的实验：

（1）打点计时器使用的电源是___________；

A．交流4一6V电源B．交流220V电源C．直流4一6V电源D．直流220V电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；

A．把长木板右端垫高B．把长木板左端垫高C．改变小车的质量D．改变重物的质量

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。

在打点过程中，重物始终在空中。

在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。

测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示：

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小等于重物的重力大小。

从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的速度v=___________；（结果用题目中给出符号表示）

（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确反映

关系的是___________。

A．

B．

C．

D．

19．现要利用如图的装置做“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，主要过程如下：

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________（填“交流”或“直流”）电源。

（2）利用图装置，小车在橡皮筋的作用下运动，打下其中一条纸带如图，分析这条纸带可以得出：

___

A．正确测量前对小车可能没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

B．正确测量前对小车已经平衡摩擦力且平衡摩擦力过度

C．小车达到最大速度时橡皮筋处于伸长状态

D．小车达到最大速度时橡皮筋处于原长状态

（3）某同学对该实验进行了精确平衡摩擦力后，再操作如下：

a、将橡皮筋固定在小车前端。

拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。

接通打点计时器电源，释放小车。

b、用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验。

c、在上述实验中打出的6条纸带中，分别找出小车开始做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6.

为了测量小车获得的速度，应选用如图的纸带的___部分进行测量（根据如图所示的纸带回答）。

d、把1根橡皮筋对小车做的功记为W，2根橡皮筋对小车做的功记为2W ，以功W为纵坐标，以___________________为横坐标，作出图像如图。

A．速度B．速度的平方C．速度的三次方

（4）从图中可看出第4次实验误差最大，问题可能出在该次实验小车在释放前橡皮筋的伸长量偏_______（填“大”或“小”）

参考答案

1.【答案】CD2.0C

2.【答案】ADBC乙不守恒

3.【答案】BA2.23

4.【答案】BDBC0.520.86

5.【答案】BC2.00AB

6.【答案】DBGK

7.【答案】条数BC

8.【答案】CB2.00W与v2成正比

9.【答案】B乙0.31（0.30~0.33都算对）远大于

10.【答案】

（1）B

（2）

（3）过坐标原点的倾斜直线

11.【答案】D2.00

12.【答案】交流伸长GK

13.【答案】交流乙伸长量都相同GKD

14.【答案】交流DB

15.【答案】2.25BA

16.【答案】0.1960.100a.小车质量没有远大于钩码质量；b.没有平衡摩擦力；c.操作D错误，应先接通电源，使电磁打点计时器工作稳定后再释放小车

17.【答案】CD2.00

AB

18【答案】BA

A

19.【答案】交流ACGJB小