高中物理8.机械能守恒定律同步达标检测题

这是一份高中物理8.机械能守恒定律同步达标检测题，共3页。试卷主要包含了y——x3等内容，欢迎下载使用。

〖知识精讲〗
知识点：探究做功与速度的关系
外力对静止的物体做的正功越多，物体的速度就越大，其动能也就越大，研究做功与动能的关系时，必须注意以上几点：
（1）为便于探究，课本介绍的实验只研究一个力（橡皮筋的弹力）做功的情况，为了将摩擦力的影响消除掉，可以将木块倾斜一定角度，利用重力的下滑力来抵消摩擦力。
（2）课本介绍的实验中，弹力是个变力，而变力做功的计算较为复杂，为了改变弹力做功。采用了不同每当的系数的橡皮筋伸长相同的长度，从而使弹力做功依次为W、2W、3W……
这是一种巧妙的科学方法。
（3）研究功——速度关系采用了图象法，可比较快捷地找到功与速度的关系。在物理探究中，寻找两个物理量的关系时，当两个物理量不是线性关系（图线不是直线）时，往往用y——x2、y——x3、y——sinx等图象做尝试，从而尽量使这些图象呈现直线趋向，进而确定两个物理量之间的关系。
〖例1〗利用如图所示的装置，探究重力做功与动能的关系。所用电源打点的时间间隔为0。02s，接通电源后，重物自由不落，打点计时器记录了生物下落的过程，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量得各计数点对应刻度尺上的示数如图（图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取的计数点；已知重物的质量为0。1kg）根据纸带计算：（1）重物从O点到B、C、D、E各点，重力做的功（g=10m/s2）；
（2）重物在B、C、D、E各点时速度v的大小；
（3）重物在B、C、D、E各点时速度的平方v2的大小；
（4）在坐标系上做出v——W图象和v2——W图象；
（5）从以上两个图象可得到什么结论？
〖思路分析〗（1）、（2）、（3）的计算结果如下表：
0.30
0.50
0.10
2
4
6
8
W/J
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.10
0.30
0.50
W/J




（4）两图象如图所示：
10
（5）由两图象可得，物体动能与其速度成二次函数关系，与速度的平方成正比的关系。
〖总结〗1、利用图象法处理数据时，可从坐标上的点的分布，大致确定物理量之间的关系，本题中v——W图象显然不是正比例关系图象，介可以估计v2——W图象或v3——W图象可能是正比例图象，故在此基础上作v2——W图象，可以看出v2与W成正比，这种“猜想+实验”的方法是一种重要的探究方法。
2、利用图象法处理数据时，数据点应尽量多一些，这样可以提高实验精度和可靠性，当数据点呈现一定的规律后用光滑的曲线连接起来，注意把不在曲线上的点均匀分布在曲线两侧，同时应剔除误差较大的数据点。
3、当图象为曲线时，可通过数据变换（如本题中研究v2与W的关系），化曲为直，通过直线图象找出物理量之间的关系。
〖思维延伸〗在物理新课程标准中，对科学探究和物理实验提出了如下要求：能发现物理学上的有关问题，认识发现问题和提出问题的意义；对解决问题的方式提出假设，对探究结果进行预测与假设；制定实验方案，选择所用器材，考虑实验的变量及其控制方法；科学收集数据，对实验进行分析处理（包括用列表法和图象法进行分析）得出结论，并对实验结果进行解释和描述。随着新课程改革的不断深入，相应的各级考试中必将更注重探究性试题和探究性实验。
〖变式训练1〗试利用匀变速运动的公式和重力做功的计算式，推导：自由落体运动中，物体运动速度的平方与重力做的功成正比。
〖综合拓展〗本节用实验方法探究做功与速度的关系，也可设计其他实验方法。
〖例2〗实验：探究做功与物体速度的关系
物体的动能与速度密切相关，而物体的速度又与它的受力情况有关，本题将着重探究外力做功与物体速度的关系。
一、探究思路：
如图所示，小车在绳子的拉力作用下滑行，由于拉力做功而获得的速度，可以由纸带和打点计时器测出，利用纸带就可以得出若干组速度和相应的功的数据。在钩码质量m远小于小车的质量M的情况下，可认为小车受到的拉力F=mg，以拉力对小车做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出v——W曲线，从图象曲线可以得出v与W的关系。
操作技巧：
1、小车在运动中受到阻力，可以使木板略微倾斜，利用小车重力的下滑分量抵消阻力，那么，木板应该倾斜到什么程度？想一想，试一试。
2、纸带上的点间距不是均匀的，如何求小车在各点的速度呢？计算拉力做功时，位移的大小如何确定？为什么？
数据处理：
1、如果作出的速度——功的图象是一条直线，表明拉力做功W与小车获得的速度成正比，即W∝v；如果不是直线，就有可能是W∝v2、W∝v3、W∝v1/2等等，到底是哪一种关系呢可探究v与W的图象曲线的大致走向。
2、对数据进行处理，计算出小车在各计数点的速度v的大小和相应的外力做功的数值，填入下表。
3、利用坐标纸，将各组数据在坐标纸上标出，然后作出v——W图象。
4、作出v——W图象后，可以看到v——W图象不是直线，而二者关系很有可能是W∝v2，计算数据中v2和相应的外力做功W的数值填入下表：
5、利用坐标方格纸，将各组数据在坐标纸上标出，然后作出v2——W图象，如果作出的图象是一条直线，说明外力做功W与物体速度的平方v2成正比，即W∝v2。
B
C
D
E
重力做功W=mgh（J）
0．159
0．280
0．381
0．498
v=sn+sn+1/4T（m/s）
1．938
2．325
2．725
3．125
v2（m2/s2）
3．754
5．406
7．426
9．766
数据 编号
物理量
1
2
3
4
5
6
速度v（m/s）
外力做功W（J）
数据 编号
物理量
1
2
3
4
5
6
速度v2（m2/s2）
外力做功W（J）