1．為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖（a）所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板
滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題．

（1）為了消除摩擦力的影響應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋剐≤囋诓唤酉鹌そ顣r(shí)能緩慢勻速下滑．
（2）當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．
（3）由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，對(duì)于不同數(shù)目的橡皮筋做功W，可以計(jì)算出小車獲得的對(duì)應(yīng)速度v，如圖（b）所示．
（4）根據(jù)圖（b）中的信息，求出橡皮筋做功為3W時(shí)小車獲得的速度v，及v2，并將所得結(jié)果填寫到下表（保留三位有效數(shù)字）．
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車做的功W2W3W4W
小車速度v（m/s）1.001.421.732.00
v2（m2/s2）1.002.023.004.00
（5）利用第（4）表中的數(shù)據(jù)分析可以得出的結(jié)論是：橡皮筋對(duì)小車做的功W與小車速度v2成正比關(guān)系．

分析 （4）根據(jù)W-${v}_{\;}^{2}$圖象可以求出3W時(shí)的速度v和速度的平方${v}_{\;}^{2}$；
（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出做功與小車速度的關(guān)系．

解答 解：（4）由W-v圖象可知，當(dāng)做功3W時(shí)，v=1.73m/s，此時(shí)${v}_{\;}^{2}=3.00{m}_{\;}^{2}/{s}_{\;}^{2}$
（5）若實(shí)驗(yàn)作了4次，所用橡皮條分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn，用W表示橡皮條對(duì)小車所做的功，作出的W-v2圖線如圖

由圖可知，是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這說明W與v2的關(guān)系是成正比的，即外力做功與速度的二次方成正比．
故答案為：（4）1.73，3.00；（5）正比

點(diǎn)評(píng) 本題涉及探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理，關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，重點(diǎn)考查了學(xué)生利用圖象處理數(shù)據(jù)的能力，是考查利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的好題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．一個(gè)正點(diǎn)電荷Q固定在正方形的一個(gè)角上，另一個(gè)帶電粒子射入該區(qū)域時(shí)，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個(gè)角a、b、c，如圖所示，則有（　�。�
A．a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B．粒子在a、b、c三點(diǎn)的加速度大小之比是2：1：2
C．根據(jù)軌跡可判斷該帶電粒子帶正電
D．a、b、c三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小之比是1：2：1

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑直桿AB，桿與水平方向的夾角為θ（0°≤θ≤90°），一質(zhì)量為m的小圓環(huán)套在直桿上，給小圓環(huán)施加一與該豎直平面平行的恒力F，并從A端由靜止釋放，改變直桿和水平方向的夾角θ，當(dāng)直桿與水平方向的夾角為30°時(shí)，小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，重力加速度為g，則（　�。�
A．恒力F可能沿與水平方向夾30°斜向右下的方向
B．當(dāng)小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短時(shí)，小圓環(huán)與直桿間必?zé)o擠壓
C．若恒力F的方向水平向右，則恒力F的大小為$\sqrt{3}$mg
D．恒力F的最小值為$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．某同學(xué)查資料得知，彈簧的彈性勢(shì)能Ep=$\frac{1}{2}k{x^2}$，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧長(zhǎng)度的變化量．于是設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球（質(zhì)量為m）運(yùn)動(dòng)來初步探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”．為了研究方便，把小球放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)，讓小球在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，即只有彈簧彈力做功．（重力加速度為g）該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
（1）首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小球，靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d，在此步驟中，目的是要確定彈簧的勁度系數(shù)k，用m、d、g表示為k=$\frac{mg}ooplr80$．
（2）接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，將這根彈簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球壓縮，測(cè)得壓縮量為x，釋放彈簧后，小球被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小球在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)．
小球的初速度Ek1=0．
小球離開桌面的動(dòng)能Ek2=$\frac{mg{L}^{2}}{4h}$（用m、g、L、h）
彈簧對(duì)小球做的功W=$\frac{mg{x}^{2}}{2d}$（用m、x、d、g表示）
對(duì)比W和Ek1-Ek2就可以得出“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”．
需要驗(yàn)證的關(guān)系為2hx2=dL2（用所測(cè)物理量d、x、h、L表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

16．某實(shí)驗(yàn)小組利用力傳感器和光電門傳感器探究“動(dòng)能定理”．將力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線通過一個(gè)定滑輪與重物G相連，力傳感器記錄小車受到拉力的大�。谒杰壍郎螦、B兩點(diǎn)各固定一個(gè)光電門傳感器，用于測(cè)量小車的速度v1和v2，如圖所示．在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量，用不同的重物G來改變拉力的大小，摩擦力不計(jì)．
（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1，把細(xì)線的一端固定在力傳感器上，另一端通過定滑輪與重物G相連，正確連接所需電路；
②將小車停在點(diǎn)C，由靜止開始釋放小車，
次數(shù)M/kg|v22-v12|/m2s-2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.8400.420
30.5002.40△E31.22W3
41.002.401.202.421.21
51.002.841.422.861.43
小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，除了光電門傳感器測(cè)量速度和力傳感器測(cè)量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門間的距離L；
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)②的操作．
（2）右側(cè)表格中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，△E為動(dòng)能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功．表中的△E3=0.600J，W3=0.610J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置做“探究做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，圖中桌面水平，小車可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)鉤碼尚未到達(dá)地面．

（1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：
a．在小車上放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)繩連接小車和鉤碼：
b．將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，釋放小車小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，斷開開關(guān)；
c．改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)第二步的操作．
（2）如圖2所示是某實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)算點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為$\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$要驗(yàn)證合外力做的功與動(dòng)能變化的關(guān)系，除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有：小車的質(zhì)量；
（3）某同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減少這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是：a平衡摩擦力b重物的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力；
（4）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v2=v2-v02），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是小車初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動(dòng)能的變化）．．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能．某同學(xué)為探究轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與角速度大小的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：先讓砂輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并測(cè)出其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于克服輪邊緣的摩擦阻力做功（設(shè)阻力大小不變），砂輪最后停下，測(cè)出砂輪開始脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n．轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的數(shù)值可由儀器直接讀出．實(shí)驗(yàn)中得到幾組ω、n和Ek的數(shù)值如下表．砂輪直徑d=10cm．
角速度ω/rad/s0.51234
轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n/r52080180320
轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek/J0.5281832
（1）請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭谧鴺?biāo)紙上作出能直觀反映轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角速度關(guān)系的圖象；
（2）根據(jù)圖象寫出砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的定量關(guān)系是Ek=2ω2；
（3）由表格中的數(shù)據(jù)可求得，摩擦阻力大小$\frac{1}{π}$N．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．在探究“恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖1所示．則：

（1）該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，在安裝時(shí)首先要平衡摩擦力，其次鉤碼和小車還需要滿足的條件是鉤碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．
（2）實(shí)驗(yàn)中，除位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有鉤碼的質(zhì)量m、小車的質(zhì)量M．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz．某同學(xué)打出的一段紙帶如圖2所示，則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為1.40m/s．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員m甲=70kg，m乙=35kg，面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演，如圖所示，兩人相距0.9m，彈簧秤的示數(shù)為21N，下列判斷正確的是（　�。�
A．兩人的線速度相同，約為1 m/s
B．兩人的角速度相同，為1 rad/s
C．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，為0.45 m
D．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.6 m，乙為0.3 m

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同步練習(xí)冊(cè)答案