18年高考物理总复习专题实验探究功与速度变化的关系练习卷.docx
《18年高考物理总复习专题实验探究功与速度变化的关系练习卷.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《18年高考物理总复习专题实验探究功与速度变化的关系练习卷.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
18年高考物理总复习专题实验探究功与速度变化的关系练习卷
实验：
探究功与速度变化的关系
1．某同学用图甲所示的器材做“探究功与速度变化的关系”的实验。
如图甲所示，小车在一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计为W，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，小车速度可由速度传感器测出，并经电脑处理后得出如图乙所示的一一对应的v–t图象，由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度并记入表中。
次数
做功
速度（m·s–1）
速度平方（m2·s–2）
1
W
1.00
1.00
2
2W
1.41
1.99
3
3W
1.73
2.99
4
4W
X
5
5W
2.24
5.02
（1）表中“X”处的数值应该是________。
（2）从表格中可以得出，合力的功W与速度v的关系是________。
（3）在作
图象时，由于实际操作过程中木板的倾角调整不当，造成实际图线与理想图线（虚线）存在差异，则作出的
图象可能是________。
A
B
C
D
2．某中学实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度的关系，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外力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，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条橡皮筋对小车做的功记为W，第2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获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。
根据第4次实验的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为_______m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）画出的W–v图象如图3所示，根据图线形状可知，下列猜想肯定不正确的是________。
A．
B．
C．
D．
3．某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。
实验主要步骤如下：
①使小物块在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；
②在钉子上分别套2条、3条、4条……相同橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，重复步骤①，小物块落点分别记为M2、M3、M4……；
③测量相关数据，进行数据处理。
（1）为求出小物块抛出时的速度，需要测量下列物理量中的__________（填正确答案标号）。
A．小物块的质量m
B．橡皮筋的原长x
C．橡皮筋的伸长量Δx
D．桌面到地面的高度h
E．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的功分别记为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……。
若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、以_______为横坐标作图，才能得到一条直线。
（3）小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，由此引起的误差属于_________（填“偶然”或“系统”）误差。
4．某实验小组利用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码，砝码对光电门无影响。
实验主要步骤如下：
①用游标卡尺测量挡光片的宽度d。
②将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使细线拉力做的功等于合力对小车做的功；
③将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2；
④在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。
（1）下表是他们测得的多组数据，其中|
–
|是两个速度的平方差，F为砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间做的功。
表格中W3=_________。
（结果保留三位有效数字）
次数
M（kg）
|
–
|（m2·s–2）
F（N）
W（J）
1
1.000
0.380
0.400
0.200
2
1.000
0.826
0.840
0.420
3
1.000
0.996
1.010
W3
4
2.000
1.20
2.420
1.21
5
2.000
1.42
2.860
1.43
（2）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ。
利用上面的实验器材完成如下操作：
保证小车质量不变（未知），改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、t1、t2的数据，并得到m与
的关系图象，如图乙所示。
已知图象在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则μ=_______；图线发生弯曲的原因是_____________________________。
5．如图所示的实验装置，可以用来验证动能定理和探究力和加速度的关系两个实验，其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。
（滑轮质量不计）
（1）对这两个实验，下列说法正确的是______________。
A．都要用天平测出砂和砂桶的质量
B．为了让小车受到的合力等于绳的拉力，都要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．都要让小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打纸带的同时记录弹簧测力计的示数
D．为减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）改变砂和砂桶的质量，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a–F图象是一条直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。
（3）实验中正确操作打出的一条纸带如图所示，测出各计数点到0点的距离x，计算出打各计数点时小车的速度v，若要便于验证动能定理，应作________（填“x–v”、“x–v2”或“x–v3”）图象。
6．某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：
A．挂上细线和钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端由静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；
C．重新挂上细线和钩码，改变钩码的个数，重复步骤AB。
回答下列问题：
（1）按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果_______（填“有”或“无”）影响。
（2）若要验证动能定理，还需测量的物理量有________。
A．悬挂钩码的总质量mB．长木板的倾角θ
C．两传感器间的距离lD．小车的质量M
（3）根据实验所测的物理量，验证动能定理的表达式为____________________（重力加速度为g）。
7．某实验小组做“探究动能定理”实验，装置如图甲所示。
探究对象是铝块（质量小于砂桶），保持其质量m不变，通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力，由力传感器可测得拉力的大小F。
已知当地重力加速度为g，电源频率为f。
（1）若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________（填“大”或“小”）。
（2）实验时，让砂桶从高处由静止开始下落，在纸带打出一系列的点，如图乙所示，其中0是打下的第一个点，取纸带上0~5过程进行研究，铝块动能的增加量ΔEk=_______________，外力做的功W=_______________。
（3）为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系，某同学选取0点到不同计数点过程，作出ΔEk–W图象如图丙所示，他根据_____________________，才得到结论：
外力做的功等于动能的增加量。
（4）为了提高实验效果，提出一条合理的建议：
___________________________。
8．如图，某研究性学习小组为探究“物体的做功与动能的关系”，设计了如下实验：
平直轨道B固定在水平桌面上。
弹射装置A固定于轨道上，小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O滑出做平抛运动落到地面。
已知弹簧的弹性势能的表达式Ep=
，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。
（1）为减小实验误差，弹射装置距离轨道端点O应该______（填“近些”或“远些”）。
（2）实验中是否要测量桌面的高度。
______（填“是”或“否”）。
（3）改变弹簧的压缩量x，并测出对应的小球做平抛运动的水平位移s，在坐标纸中根据已描出的点作出合理的图线。
9．为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，轻弹簧的一端与滑块相接，另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置，如图所示。
弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，A、P间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放，由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v。
实验数据如下表所示：
弹簧劲度系数
k
2k
3k
4k
5k
6k
v/（m·s–1）
0.71
1.00
1.22
1.41
1.58
1.73
v2/（m2·s–2）
0.50
1.00
1.49
1.99
2.49
2.99
v3/（m3·s–3）
0.36
1.00
1.82
2.80
3.94
5.18
（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图所示，读得d=________m。
（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块速度的表达式v=________。
（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中数据可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是______________。
10．如图1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，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“探究动能定理”的实验。
（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。
A．直流电源B．交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。
A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量
在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A．计时器不打点B．计时器打点
（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2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为mg。
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=_________。
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。
由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。
根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。
（5）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，图4中正确反映v2–W关系的是________。
11．某同学把附有滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。
组装的实验装置如图所示。
（1）若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些。
_____________________________________
（2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是下列的哪个。
_______（填字母代号）
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
（3）平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：
____________________________。
（4）他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的________（填字母代号）。
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D．钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
参考答案
1．
（1）2.00
（2）
（3）AD
2．
（1）C
（2）2.00（3）AB
3．
（1）DE
（2）L2（3）系统
4．
（1）0.505
（2）
绳上拉力不能近似为砝码盘及盘中砝码的总重力
5．
（1）BC
（2）
（3）x–v2
6．
（1）无
（2）ACD（3）
7．
（1）大
（2）
（3）图象斜率近似为1
（4）铝块换成密度更大的物块（或计算上力传感器质量）
8．
（1）近些
（2）否（3）如图
9．
（1）0.0162
（2）
（3）
10．
（1）B
（2）AB（3）mgx2
（4）v2=kW，k=（4.5~5.0）kg–1质量（5）A
11．
（1）刻度尺、天平（含砝码）
（2）D（3）在小车上加适量的砝码（4）CD
升级会员 