机械能守恒定律探究功与速度变化的关系.docVIP

探究功与速度变化的关系 【例1】在用图实所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时,下列说法正确的是 ( ) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 答案 AC 【例2】为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如下图实所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器所用交流电频率为50 Hz): (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施? (2)①当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W. ②由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如下图实所示是其中四次实验打出的部分纸带. 试根据第①、②项中的信息,填写下表. 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 W 小车速度v(m·s-1) v2(m2·s-2) 从表中数据可得出结论: . 答案 (1)可将木板一端垫高,使重力沿斜面的分力与摩擦力平衡. (2) 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 W 2W 3W 4W 小车速度v(m·s-1) 1.0 1.415 1.73 2.0 v2(m2·s-2) 1.0 2.0 3.0 4.0 【例3】探究能力是进行物理学研究的重要能力之一.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关.为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度的关系,某同学采用了下述实验方法进行探索:如图实所示,先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论.经实验测得的几组和n如下表所示: /rad·s-1 0.5 1 2 3 4 n 5.0 20 80 180 320 Ek/J 另外已测试砂轮转轴的直径为1 cm,转轴间的摩擦力为 N. (1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中. (2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式为. (3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5 rad/s,则它转过45圈时的角速度为 rad/s. 答案 (1) Ek/J 0.5 2 8 18 32 (2)Ek=22 (3)2 1.如图所示,在“探究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过程中始终做功 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 答案 B 2.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中,下列叙述正确的是 ( ) A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C.放小车的长木板应该尽量使其水平 D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出 答案 D 3.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长木板上的小车由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动,小车拉动固定在它上面的纸带,纸带穿过打点计时器.关于这一实验,下列说法中正确的是 ( ) A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力 B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同 C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算 D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算 答案 ABD 4.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置.实验步骤如下: ①把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器 ②改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力 ③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮