实验:**功与速度变化的关系。
课后练习题。
1.如图所示的实验装置,可用于**力对静止物体做功与物体获得速度的关系.
1)选用同样的橡皮筋,每次在同一位置释放小车,如果用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为w;用2条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为___w.
2)小车运动中会受到阻力,在实验中应如何操作以消除这种影响___
2.在**功与物体速度变化的关系实验中作出w-v图象如图所示,哪一个是符合实际的( )
2题3题。3.下面是本实验的步骤,其合理顺序是___
将小车拉至图中c处,使ab和bc间距离大致相等,接通打点计时器电源,放开小车,小车带动纸带运动,打下一系列的小点,由纸带分析求出小车通过b位置时的速度v,设第1次橡皮筋对小车做的功为w.
作出w-v、w-v2的图象,分析图象的特点,得出结论.
如图所示,先固定打点计时器,在长木板的两侧a处钉两个小钉,小车放在b处挂上一根橡皮筋(即图示情况),使橡皮筋处于自由长度.
用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验,每次实验保持橡皮筋拉伸长度不变,同样的方法测出v2、v3…记下2w、3w…记入**.
4.通过第节的学习,我们知道,重力势能的变化与重力做功密切相关,弹性势能的变化与弹力做功密切相关.那么,请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢?(
a.动力b.阻力。
c.合外力 d.不能确定。
5.某同学利用图(甲)**力对物体做的功与物体速度的关系,得到了下表的数据:
注:每条橡皮筋拉长的长度都一样)
1)由表可得出定性结论。
2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为w0,画出橡皮筋所做的功w与小车速度v的图象.(画在图(乙)中)
3)由图大致可判断出w与v的关系是。
4)填写下表的空白部分。
6.在“**功与速度变化的关系”的实验中:
1)如果实验中得到一条如图所示的纸带,应用___段计算小车获得的速度.
2)如果根据实验数据绘出的w-v2图象如图所示,出现这种情况的原因是:__
7.如图所示,在“**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。
8.用如图所示的装置**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、…vn,用w表示橡皮筋对小车所做的功,作出的wv2图线是一条过坐标原点的直线,这说明w与v的关系是 。
9.“**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2www0、…,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4~6v
b.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vmax和橡皮筋做的功w,依次作出wvmax、w、w、w2vmax、w3vmax、…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系。
2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得o点到a、b、c、d、e各点的距离分别为oa=5.65cm,ob=7.12cm,oc=8.
78cm,od=10.40cm,oe=11.91cm。
已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vmax= m/s。
10.某实验小组采用如图所示的装置**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.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4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wv草图如图所示,根据图线形状,可知对w与v的关系作出的猜想肯定不正确的是 。
4)如果w∝v2的猜想是正确的,则画出的wv2图象应是 。
5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是只要回答出一种原因即可)
答案。1答案:(1)2 (2)使木板适当倾斜。
2答案:c3答案:③①
4答案:c解析:物体动能的变化与它的速度的变化是密切相关的,而物体速度的变化又与加速度和时间有关,加速度的大小是取决于物体所受的合外力的,所以可以猜测,动能的变化应该与合外力做的功密切相关.
5答案:(1)定性结论:橡皮筋做的功与小车获得的速度有关,并且做功越大,小车获得的速度越大.
2)w与v关系的图象为抛物线,如图所示.
3)可能w∝v2.
4)如下表。
解析:每条橡皮筋拉长的长度都一样,一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功可为w0,则做功与拉长橡皮筋条数成正比,第次拉长橡皮筋做功应分别为3wwww0.
6答案:(1)dh (2)平衡摩擦力过度。
7答案:b,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。
8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。
9解析:(1)实验应用交流电源,a错;实验中使用的橡皮筋原长应相等,b错;每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出,c正确;作出各种不同形式的图象,才能判断做功与速度变化的关系,d正确。
2)由纸带计算得ab=1.47cm,bc=1.66cm,cd=1.
62cm,de=1.51cm,小车从打b点到打d点的过程中近似做匀速运动,则小车的最大速度vmax=m/s=0.82m/s。
答案:(1)cd (2)0.82
10解析:(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力,使得橡皮筋松动后小车能够做匀速运动,故选项c、d正确。
2)由纸带后半部分两点间距离相同,可知小车开始做匀速运动,可求得:v==2m/s。
3)由wv图象可知,随速度增大,w变化率增大,故选项a、b是不可能的。
4)若w∝v2,由函数关系可知wv2图象应该是过原点的直线。
5)影响实验效果的因素很多,例如:橡皮筋规格不完全相同、小车质量太小、木板倾斜过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等。
答案:(1)cd (2)2 (3)ab (4)过原点的一条直线。
5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)
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