第七章 第6节 实验:探究功与速度变化的关系
课时跟踪检测
【强化基础】
1.“探究做功与物体速度变化的关系”实验装置如图所示.实验中,要求通过调整木板的倾角来平衡摩擦力.判断摩擦力已被平衡的方法是( )
A.释放小车后,小车能够运动 B.轻推一下小车,小车能够匀速运动 C.释放小车后,拖着纸带的小车能够运动 D.轻推一下小车,拖着纸带的小车能够匀速运动
解析:实验中通过抬高木板的一端来平衡摩擦力,摩擦力是否平衡的判断方法是轻推一下小车,拖着纸带的小车能够匀速运动,D选项正确.
答案:D
2.(2018·辽宁学业测试)某校物理实验小组用如图所示的装置探究“功与速度变化的关系”,关于实验操作,下列说法不正确的是( )
A.为消除摩擦力的影响,提高实验的精确度,必须先将纸带穿过计时器连到小车上,再改变木板倾角,使小车能沿木板匀速下滑
B.打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不都是均匀的,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形
C.换用不同的纸带进行实验,在增加橡皮筋数量的同时应减少橡皮筋拉伸的长度,以实现对小车的拉力不变的目的
D.本实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只需测出以后各次实验橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍即可
解析:“探究功与速度变化的关系”的实验中,橡皮筋的弹力充当合外力,故需要在实验之前平衡摩擦力,将左端垫高,让小车在斜面上匀速直线运动,A选项正确;当橡皮筋恢复原长后,小车做匀速直线运动,打出的点是均匀的,B选项正确;由于两根橡皮筋拉动小车时做的功是一根橡皮筋拉动时做的功的两倍,所以应使几次拉动时伸长相同,C选项错误;在满足做功加倍的情况下,测出速度的值,因为只是画出图象,但并不需要功的具体的值,D选项正确.
答案:C
3.利用打点计时器和长木板可以做许多实验,如:①“用打点计时器测速度”;②“探究小车速度随时间变化的规律”;③“探究加速度与力、质量的关系”;④“探究做功与物体速度变化的关系”.其中需要倾斜木板以平衡小车所受摩擦力的实验是( )
A.①② B.②③ C.③④
D.①④
解析:“用打点计时器测速度”和“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中摩擦力的存在不会影响实验结果;“探究加速度与力、质量的关系”的实验中需要平衡摩擦力使绳子拉力成为小车的合力;“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中需要平衡摩擦力使橡皮筋弹力充当物体的合外力,故C选项正确.
答案:C
4.(多选)某实验小组做“探究功与速度变化关系”的实验时,设计让小车做匀变速运动,通过改变小车运动的距离而改变牵引力对小车做的功,并定量测出牵引力做功的值.已知挂在细线下的重物质量远小于小车质量.如图所示是该实验的部分仪器,除了图中所示器材外,还应选用的器材是( )
A.6 V左右交流电源、导线
B.220 V交流电源 C.纸带、刻度尺 D.秒表 E.天平(带砝码) F.垫高轨道用的木块
解析:打点计时器使用电火花计时器,采用220 V交流电源;为了测量长度应使用纸带和刻度尺;为了求出拉力的功应测量物体的质量,需要用到天平;为了平衡摩擦力应有垫高轨道用的木块;同时本实验中不需要测量时间,不需要秒表,B、C、E、F选项正确,A、D选项错误.
答案:BCEF
【巩固易错】
5.(2018·黄山一模)在探究“功和速度变化关系”的实验中,小张同学用如图甲所示装置,尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究,则
(1)下列说法正确的是________. A.该方案需要平衡摩擦力
B.该方案需要重物的质量远小于小车的质量 C.该方案操作时细线应该与木板平行 D.该方案处理数据时应选择匀速时的速度
(2)图乙为A、B两位同学穿纸带方法,你认为________(选填“A”或“B”)的正确.
(3)某次获得的纸带如图丙所示,小张根据点迹标上了计数点,请根据计数点在刻度尺上的读数求出C点的速度为________m/s(计算结果保留3位有效数