7.6 實驗：探究功與速度變化的關系

7.6 實驗：探究功與速度變化的關系一選擇題（每題6分，共42分）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難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍，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x、2x、3x進行第1次、第2次、第3次，實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3WB讓小車通過相同的距離，第1次力為F，第2次力為2F、第3次為3F實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3WC選用同樣的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次實驗時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3WD利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離x，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W2.某研究性學習小組覺得教材中實驗測量過程較復雜，改進如下：如圖767所示，將教材實驗中的木板放在桌子的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋條數為1、2、3、n時的平拋距離x1、x2、x3、xn，則() 圖767A如果忽略一切摩擦，xn(n為橡皮筋條數)B如果忽略一切摩擦，x2n(n為橡皮筋條數)C該實驗中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產生新的誤差D該實驗中傾斜木板會產生誤差3在用圖768所示裝置做“探究功與速度變化的關系”的實驗時，下列說法正確的是()圖768A通過改變橡皮筋的條數改變拉力做功的數值B通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數值C通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度D通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度4關于“探究功與速度變化的關系”的實驗中，下列敘述正確的是()A每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值B每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C放小車的長木板應該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出5在本實驗中，小車在運動中會受到阻力作用。這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是使木板略微傾斜。對于木板的傾斜程度，下面說法中正確的是()A木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴格的要求B木板的傾斜角度在理論上應滿足下面條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應等于小車受到的阻力C如果小車在傾斜的木板上能做勻速運動，則木板的傾斜程度是符合要求的D其實木板不傾斜，問題也不大，因為實驗總是存在誤差的6在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，某同學在一次實驗中得到了一條如圖767所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端密，中間疏，出現這種情況的原因可能是()圖767A電源的頻率不穩(wěn)定 B木板傾斜程度太大C沒有使木板傾斜或傾斜角太小 D小車受到的阻力較大7在探究功與物體速度變化的關系實驗中作出Wv2圖象如圖768所示，符合實際的是()圖768二每小題5分，共35分。8某學習小組做“探究功與速度變化的關系”的實驗如圖769所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據打點計時器所打的紙帶上的點計算出。圖769(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和_電源(填“交流”或“直流”)；(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是()A放開小車，能夠自由下滑即可 B放開小車，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是()A橡皮筋處于原長狀態(tài) B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個鐵釘的連線處 D小車已過兩個鐵釘的連線9“探究功與速度變化的關系”的實驗裝置如圖7610所示，當小車在兩條橡皮筋的作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0。當用4條、6條、8條、完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次、實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0、，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。圖7610(1)關于該實驗，下列說法正確的是()A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46 VB實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D利用每次測出的小車最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出Wvmax、Wv、Wv、W2vmax、W3vmax、的圖像，得出合力做功與物體速度變化的關系。(2)如圖7611給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vmax_ m/s。圖761110.如圖,在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質量為m、長為l的繩,其繩長的1/4懸于桌面下,從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中,重力對繩子做功,繩子的重力勢能增量為(桌面離地高度大于l)。 三計算題（23分）11.（10） 在離地面80 m處無初速度地釋放一小球,小球質量為m=200 g,不計空氣阻力,g取10 m/s2,取最高點所在水平面為參考平面。求:(1)在第2 s末小球的重力勢能。(2)在第3 s內重力所做的功和重力勢能的變化。12. （13分） .2010年3月28日,山西臨汾王家?guī)X發(fā)生特大礦難事故,由于井下透水,153名礦工被困井下,經廣大人員的奮力營救,被困多日的115名礦工兄弟安全升井,創(chuàng)下了世界上類似礦難的營救奇跡。設在某次營救中,工作人員用垂直升降機將被救的幾名礦工提升到井口,若井深200 m,升降機連同人員質量為500 kg,提升降機的鋼絲繩每米質量約為5 kg。求每次把升降機提升到井口,至少要克服重力做多少功?(取g=10 m/s2)1 ：C 2：BD 3：AC 4：(1)交流(2)D(3)B5：(1)CD(2)0.8210.答案:mgl-mgl 11:(1)-40 J(2)50 J減少50 J 12:2×106 J解析:升井過程中,需克服升降機和鋼繩的重力做功。W=MgH+mgh=(500×10×200+200×5×10×) J=2×106 J。 11:(1)-40 J(2)50 J減少50 J解析:(1)2 s內小球下落的高度為h=gt2=×10×22 m=20 m,以最高點為零勢能點。所以第2 s末小球的重力勢能為Ep=-mgh=-200×10-3×10×20 J=-40 J。(2)3 s內小球下落的高度為h'=gt'2=×10×32 m=45 m第3 s內小球下落的高度為h=h'-h=(45-20) m=25 m第3 s內重力做的功為WG=mgh=200×10-3×10×25 J=50 J下落過程中重力做正功,重力勢能減少,減少了50 J。12:2×106 J解析:升井過程中,需克服升降機和鋼繩的重力做功。W=MgH+mgh=(500×10×200+200×5×10×) J=2×106 J。