探究功與速度變化的關(guān)系基礎(chǔ)訓練非選擇題1．某學習小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗如圖1所示，圖1中小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，該過程中橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條，3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進行計算．(1)除了圖1中已有的實驗器材外，還需要導線、開關(guān)、刻度尺和________(選填“交流”或“直流”)電源．(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是________．A．放開小車，能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是________．A．橡皮筋處于原長狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線(4)如圖2所示是某次操作正確的情況下，在頻率為50Hz的電源下打點計時器記錄的一條紙帶，為了測量小車獲得的最大速度應(yīng)選用紙帶的________(填“A～F”或“F～I”)部分進行測量，速度大小為________m/s.2．(2019·江蘇)某興趣小組用如題圖1所示的裝置驗證動能定理．(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點計時器供實驗選用：A．電磁打點計時器B．電火花打點計時器為使紙帶在運動時受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(選填“A”或“B”)；(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點計時器的限位孔．實驗中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入砂子，直到小車開始運動．同學甲認為此時摩擦力的影響已得到消除．同學乙認為還應(yīng)從盤中取出適量砂子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運動．看法正確的同學是________(選填“甲”或“乙”)；(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點計時器電源，松開小車，小車運動；紙帶被打出一系列點，其中的一段如圖2所示．圖中紙帶按實際尺寸畫出，紙帶上A點的速度vA＝________m/s；(4)測出小車的質(zhì)量為M，再測出紙帶上起點到A點的距離為L.小車動能的變化量可用ΔEk＝eq\f(1,2)MvA2算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g；實驗中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(選填“遠大于”“遠小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和砂子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出，多次測量，若W與ΔEk基本相等則驗證了動能定理．3．(2020·重慶三模)某學習小組利用圖1裝置探究系統(tǒng)動能定理．在水平桌面上，將帶有滑輪的長木板適當傾斜放在長木板上P位置固定有光電門(與之連接的光電計時器沒有畫出)，小車(含擋光片)質(zhì)量為M，實驗步驟如下：(1)用游標卡尺測量擋光片的寬度d，如圖2所示，則d＝________cm.(2)調(diào)整長木板傾角至小車能在木板上勻速下滑，這樣做的目的是為了________．(3)將質(zhì)量為m的鉤碼用輕繩通過滑輪與小車連接，調(diào)節(jié)滑輪，使輕繩與長木板平行．(4)將小車置于擋光片與光電門距離為L的O處，使小車和鉤碼均靜止且輕繩繃直，然后小車和鉤碼均從靜止開始無初速度釋放，記錄擋光片通過光電門的時間為Δt.已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間.(5)若小車和鉤碼系統(tǒng)動能定理成立，需在實驗誤差允許范圍內(nèi)，滿足關(guān)系式：________________(用題給物理符號表示)．4.(2020·廣東模擬)某同學利用如圖所示的裝置研究功與速度變化的關(guān)系．長木板一端略抬高，將輕彈簧左端固定在長木板的一端，右端與安裝有擋光片的小滑塊相連，在彈簧原長處固定一光電門，已知彈簧的彈性勢能Ep與形變量Δx的關(guān)系為Ep＝eq\f(1,2)k(Δx)2①用力壓縮彈簧后將小滑塊由靜止釋放，記錄彈簧壓縮量Δx及擋光時間Δt；②改變彈簧壓縮量重復①中操作，得到幾組對應(yīng)數(shù)據(jù)；③以Δx為縱軸，以eq\f(1,Δt)為橫軸，描點作圖．回答下列問題：(1)將長木板一端抬高的目的是__________________________，實驗過程中________(填“需要”或“不需要”)測量擋光片的寬度．(2)若已知彈簧彈力做功W＝－ΔEp，③中得到的圖線為________時，則可證明在實驗誤差允許范圍內(nèi)，在初速度為0的情況下，做功W與速度v之間滿足W∝v2的關(guān)系．5.(2020·廣西一模)利用如圖所示的裝置探究動能定理．將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白紙、復寫紙，將小球從不同的標記點由靜止釋放．記錄標記點到斜槽底端的高度H，并根據(jù)落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移y，改變小球在斜槽上的釋放位置，在斜槽比較光滑的情況下進行多次測量，已知重力加速度為g，記錄數(shù)據(jù)如下：高度H(h為單位長度)h2h3h4h5h6h7h豎直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.3(1)小球從標記點滑到斜槽底端的過程，速度的變化量為________(用x、y、g表示)；(2)已知木板與斜槽末端的水平距離為x，小球從標記點到達斜槽底端的高度為H，測得小球在離開斜槽后的豎直位移為y，不計小球與槽之間的摩擦及小球從斜槽滑到切線水平的末端的能量損失．小球從斜槽上滑到斜槽底端的過程中，若動能定理成立，則應(yīng)滿足的關(guān)系式是________；(3)保持x不變，若想利用圖象直觀得到實驗結(jié)論，最好應(yīng)以H為縱坐標，以________為橫坐標，描點畫圖．6．某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此驗證小車的運動符合動能定理．此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、天平、刻度尺等，組裝的實驗裝置如下圖所示．(1)為使細線對小車的拉力可認為是小車受到的合力，除了要讓細線與長木板平行，實驗前還需平衡摩擦力，具體的操作步驟是________________________；而實驗時還須保證小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量，這樣做是為了____________________________．(2)如圖為某次實驗打出紙帶的一部分，若鉤碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g，則用紙帶上標出的測量長度及上述物理量寫出驗證動能定理的表達式，應(yīng)為________________．7．(2020·江蘇模擬)學校開展研究性學習，某同學為了探究桿子轉(zhuǎn)動時的動能表達式，設(shè)計了如圖所示的實驗：質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用置于圓弧上某位置的光電門測出另一端A經(jīng)過該位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h.(1)該同學用20分度的游標卡尺測得長直桿的橫截面的直徑如圖乙示數(shù)為________mm.(2)調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如下表．組次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/(m·s－1)1.231.732.122.462.743.00vA－1/(s·m－1)0.810.580.470.410.360.33vA2/(m2·s－2)1.503.004.506.057.519.00為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請選擇適當?shù)目v坐標并畫出圖象．(3)當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，不計一切摩擦．請根據(jù)能量守恒定律并結(jié)合你找出的函數(shù)關(guān)系式，寫出此桿轉(zhuǎn)動時動能的表達式Ek＝________(請用數(shù)字、質(zhì)量m、速度vA表示)(4)為了減小空氣阻力對實驗的影響，請?zhí)岢鲆粭l可行性措施_______________________________．答案1．(1)交流(2)D(3)B(4)F～I0.762．(1)B(2)乙(3)0.175(4)遠大于3．(1)1.170(2)平衡小車摩擦力(5)mgL＝eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))eq\s\up12(2)4.(1)平衡摩擦力不需要(2)過原點的直線5.(1)xeq\r(\f(g,2y))(2)H＝eq\f(x2,4y)(3)eq\f(1,y)6．(1)將木板一端墊起