人教版 (新课标)必修26.实验：探究功与速度变化的关系同步测试题

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课后达标·训练
1.橡皮筋释放后，关于小车的运动，下列说法正确的是( )
A.一直做匀速直线运动
B.先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动
C.先做加速度减小的变加速直线运动，再做匀速直线运动
D.先做加速度增大的变加速直线运动，再做匀速直线运动
2.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( )
A.用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s…进行第1次，第2次，第3次…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…
B.让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F，第3次力为3F…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…
C.选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W…
D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W…
3.(2012·青岛高一检测)如图所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，与小车相连足够长的且穿过打点计时器的一条纸带上的间距明显不均匀，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是( )
A.若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
B.若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
C.若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力D.若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力
4.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，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和速度的关系图线，即W-v图，如图甲所示，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线，即W-v2图，如图乙，并由此也得出“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，你的评价是( )
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
5.(2012·温州高一检测)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50 Hz。
(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_______。
6.质量为1 kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器接6 V、50 Hz的交流电源，如图所示，纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，则
(1)求出B、C、D、E、F各点的速度并填入下表。
(2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功并填入下表。
(3)适当选择坐标轴，在图中找出重力做的功与速度的相关量之间的关系。 图中纵坐标表示_________，横坐标表示_________，由图可得重力所做的功与_________成_________关系。
答案解析
1.【解析】选C。由于事先已经平衡了摩擦力，故重力沿斜面的分力等于摩擦阻力。橡皮筋释放后，橡皮筋的形变量逐渐变小，故小车先做加速度减小的变加速直线运动；完全脱离橡皮筋后，小车做匀速直线运动。C正确。
2.【解析】选C。实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，就可以保证每根橡皮筋所产生的拉力相等，且每次实验时小车在力的方向上发生的位移相等，再通过改变橡皮筋条数进行实验，故C正确。
3.【解析】选B、C。若纸带左端与小车相连，从纸带间距可以判断小车做减速运动，小车有一定初速度，减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力，C对，A错。若纸带右端与小车相连，小车一直做加速运动，说明可能平衡摩擦力时，倾角太大，B对，D错。
【总结提升】探究功与速度变化的关系实验的注意事项
(1)适度平衡小车受到的摩擦力；
(2)每次实验，小车都要从同一位置由静止开始运动；
(3)应选择粗细均匀，一致性好的橡皮筋；
(4)橡皮筋的拉伸长度要适度；
(5)使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动。
4.【解析】选A。图甲中W-v图象是曲线，不能说明功与速度的平方一定成正比，图乙中W-v2图象是过原点的倾斜直线，说明功与速度的平方一定成正比，故A正确。
5.【解析】(1)木板倾斜是为了消除摩擦力的影响，可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功，橡皮筋松弛后小车做匀速运动。
(2)小车的速度应从匀速运动部分取纸带，可得小车获得的速度为2.0 m/s。
(3)根据W=mv2，可知应选C。
答案：(1)C、D (2)2.0 (3)C
6.【解题指南】解答本题应把握以下三点：
(1)中间时刻的瞬时速度等于平均速度。
(2)重力做功可用公式W=mgh求得。
(3)根据重力做功与速度的平方建立坐标系。
【解析】 (1)各点速度由公式求出
vB==1.18 m/s
同理：vC=1.57 m/s vD=1.96 m/s
vE=2.35 m/s vF=2.74 m/s
(2)重力做的功由W=mgΔx求出WB=mg·=0.69 J同理：WC=1.23 J WD=1.92 J WE=2.76 J WF=3.76 J
(3)图中纵坐标表示重力做的功WG，横坐标表示速度的平方v2，由图可得重力所做的功与速度的平方v2成正比关系。如图所示。
答案：(1)1.18 1.57 1. 96 2.35 2.74
(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76
(3)重力做的功 速度的平方 速度的平方 正比 图见解析
计数点
B
C
D
E
F
速度/m·s-1
计数点
B
C
D
E
F
功/J