高考物理复习 精选题辑： 课练19 实验 探究做功与速度变化的关系.docVIP

PAGE

课练19实验探究做功与速度变化的关系

验证机械能守恒定律

验证动量守恒定律

1.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示．木块从A点由静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B点停下，记录此过程中弹簧对木块做的功为W1.O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB的距离为L1.再用完全相同的2根，3根，…弹簧并在一起进行第2次，第3次，…实验并记录2W1,3W1，…及相应的L2，L3，…，用W－L图象处理数据，回答下列问题：

(1)如图乙是根据实验数据描绘的W—L图象，图线不过原点的原因是________．

(2)由图线得木块从A到O过程中克服摩擦力做的功是________W1.

(3)W—L图象斜率的物理意义是________．

答案：(1)未计算AO间的摩擦力做功

(2)eq\f(1,3)(3)木块所受摩擦力

解析：(1)木块从A到B根据能量守恒定律可得W－Wf＝FfL，所以图象不过原点的原因是在AO段还有摩擦力做功．

(2)由图知图象两点坐标为(0.06cm,1W1)、(0.42cm，5W1)代入W－Wf＝FfL解得木块从A到O过程中克服摩擦力做的功为eq\f(1,3)W1.

(3)由W－Wf＝FfL知图象的斜率为木块所受摩擦力．

2．某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝eq\r(v)，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．

同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置处无初速度释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度.

实验次数

1

2

3

4

……

L

L1

L2

L3

L4

……

v

v1

v2

v3

v4

……

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L—v图象，并得出结论W∝v2.

(1)你认为他们的做法是否合适？________.

(2)你有什么好的建议？________.

(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．

答案：(1)不合适(2)应进一步绘制L—v2图象(3)不会

解析：(1)采用表格方式记录数据，合理绘制的L—v图象是曲线，不能得出结论W∝v2，所以他们的做法不合适．(2)为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L—v2图象．(3)重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．

3．某同学安装如图甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02s打一个点．

请回答下列问题：

(1)电火花计时器的工作电压是________V.

(2)根据纸带可以判断，实验时纸带的________(填“左”或“右”)端和重物相连接．

(3)若x2＝4.80cm，则在纸带上打下计数点B时的速度vB＝________m/s(计算结果保留三位有效数字)．

(4)若x1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为________．

(5)经过测量计算后，某同学画出了如图丙所示的Ek－h图线，则图丙中表示动能随高度变化的曲线为________(填“图线A”或“图线B”)．

答案：(1)220(2)左(3)1.20(4)A、B之间的距离或hAB(5)图线B

解析：(2)从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，说明速度越来越大，纸带与重物相连接的一端先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．

(3)纸带随重物一起做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的推论得：打出B点时纸带运动的瞬时速度为vB＝eq\f(x2,2T)＝eq\f(0.048,0.04)m/s＝1.20m/s.

(4)若x1数据已测出，则可求出在纸带上打下计数点A时的速度，进而可求出A、B两点动能的变化量，要验证机械能守恒定律，则还要求出重力势能的变化量，所以还要测出A、B之间的距离hAB.

(5)因重物在下落过程中做匀加速直线运动，所以高度越来越小，速度越来越大，动能越来越大，故图丙中表示动能随高度变化的曲线为图线B.

4．用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数