实验：探究功与速度变化的关系题库 - 考试题库

【简答题】

[1/234]小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是： ①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线； ②骑上自行车用较快...

参考答案：

（1）

（2）fL
（3）s，L

参考解析：

无

【简答题】

[2/234]某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．【图片】（1...

参考答案：

（1）A、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确．
B、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误．
C、在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误．
D、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故D正确．
故选：AD．
（2）由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．
（3）小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．
由v

t

2

=

x

t

可知，vA=

x1

4T

，vB=

x2

4T

．所以小车动能的改变量为：

1

2

MvB2-

1

2

MvA2 =

1

2

M(

x2

4T

)2-

1

2

M(

x1

4T

)2 =

M(

x

22

-

x

21

)

32T2

本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx=

M(

x

22

-

x

21

)

32T2

．
故答案为：（1）AD，（2）刻度尺、天平，（3）mgx=

M(

x

22

-

x

21

)

32T2

．

参考解析：

t2

【简答题】

[3/234]某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①摆好实验装置如图所示．②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按...

参考答案：

（1）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=0.20J；
小车的动能增量为：△E_K=

1

2

Mv2 =0.10J．
（2）该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma ①
对砂桶和砂有：mg-F=ma ②
F=

M

M+m

mg，
由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件；另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差．
故答案为：（1）0.20，0.10，（2）小车质量没有远大于钩码质量，没有平衡摩擦力

参考解析：

无

【简答题】

[4/234]科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们追寻科学家的研究足迹用实验方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系．【图片...

参考答案：

（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量，这样两者才能近似相等．
（2）C是BD的中间时刻，所以C点的速度就等于BD过程中的平均速度：
即：vC=

△x2+△x3

2T

验证合外力的功与动能变化间的关系只需验证：mgx=

1

2

Mv2 ，所以需要测量的物理量有：钩码质量m，小车的质量M，位移x，速度v．
故答案为：
（1）①平衡摩擦力②钩码的质量远小于小车的总质量；
（2）vC=

△x2+△x3

2T

；钩码的重力和小车的质量．

参考解析：

△ x2+△ x32T

【简答题】

[5/234]某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝ 【图片】。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块...

参考答案：

（1）因为对物体做的功W与物体初始位置到测速器的距离L成正比
（2）下一步应该绘制L-v²图象

参考解析：

无

【简答题】

[6/234]下列几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系”实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验和“验证机械能守恒定律”实验装置图．其中探究“功和物...

参考答案：

因探究功与速度变化关系实验可以用几条相同的橡皮筋来完成实验，故装置图是乙；
根据牛顿第二定律可得出绳子拉力F=

M

M+m

mg =

1

1+

m

M

mg ，可见，只有满足m＜＜M时，F≈mg，故若用砝玛和砝码盘的总重力代替小车拉力，就应要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时不能挂上砝码盘（但需要将纸带穿好，并且打点计时器正常运行）；
打点计时器需要交流电源；在这三个实验挑选出的纸带中，其中有一条纸带中有一段打出的点间隔是均匀的，则这条纸带一定是实验装置图乙中实验得到的，因为实验乙中，当橡皮筋达到原长后物体将做匀速运动．
故答案为：乙，远小于，不需，交流，乙

参考解析：

无

【简答题】

[7/234]某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如图所示的实验．他的操作步骤如下：A．按图示装置安装好实验器材；B．在质量为10克、20克、5...

参考答案：

（1）重力做的功为：W=mgh=0.05kg×9.8N/kg×0.4m=0.196J；
（2）动能增加量为：△Ek=

1

2

mv2=

1

2

×0.2×1．22J=0.144J；
（3）对小车受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力；
勾码加速下滑，处以失重状态，故其对细线的拉力小于其重力，加速度越小，拉力与重力越接进；
故应该使勾码的质量远小于小车的质量，即m＜＜M；
由于摩擦力的影响，拉力不等于合力，故应该将不带滑轮的一段适当垫高，是重力的下滑分力恰好等于摩擦力，即平衡摩擦力．
故答案为：（1）0.196；（2）0.144；（3）①未平衡摩擦力或平衡不够；②不满足m＜＜M条件．

参考解析：

12

【简答题】

[8/234]（1）测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图1所示，一端系在滑块...

参考答案：

（1）①因小车做匀速直线运动，故打出的点距应是等间距的（或均匀）
②滑块在加速直滑时，受到钩码的重力作用，由于摩擦力与重力的分力平衡，故可以为滑块下滑时的合外力等于钩码的重力；
（2）①因灯泡的额定电压为2.5V，故电压表应选量程为3V；额定电流为250mA，故电流表量程应选300mA，故电流选选A₁，电压表选V₁；
②由题意可知，应采用分压接法，因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；故答案如图
③由图可知通过小灯泡的电流与电压的变化关系是非线性关系；由示例可知，可以说明电阻随电压的变化：即小灯泡的电阻随电压的升高而增大；或答：小灯泡的功率随电压的增大而增大；
故答案为；（1）①均匀；②等于；（2）①A₁、V₁；②如图所示； ③小灯泡的电阻随电压的升高而增大；小灯泡的功率随电压的增大而增大．

参考解析：

无

【简答题】

[9/234]（1）某同学用图示装置“探究功与物体速度变化的关系”。下列操作正确的是 &nbs...

参考答案：

(1)D
(2)D
(3)1.6

参考解析：

无

【简答题】

[10/234]某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”．（1）为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的______（填入选项前的字母代...

参考答案：

（1）为了平衡摩擦力的影响，在实验中可以将木板一端垫高，则小车受到的重力的分力可以与摩擦力平衡；
则小车做匀速运动时，则摩擦力的影响可以取消，此时，小车后面的纸带上的点应为均匀分布的，因此不能拖着纸带，也不能有橡皮条作用，故C正确，ABD错误；
（2）由图可知，A点2.1cm，B点4.6cm，C点7.4cm，D点10.2cm，E点13.0cm；
橡皮筋恢复原长时小车做匀速运动，根据纸带可知匀速运动时两个点之间的位移为：x=13.0-10.2=10.2-7.4=7.4-4.6=2.8cm=0.028m，
所以v=

x

t

=

0.028

0.02

m/s=1.40m/s
故答案为：（1）C；（2）1.40．

参考解析：

xt