备战高考物理一遍过考点26实验：探究功与速度变化的关系（含解析）

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1、实验：探究功与速度变化的关系内容要求要点解读探究动能定理低频点。重点理解实验探究方法和图像法处理实验数据的方法一、实验目的探究功与速度变化的关系或验证动能定理（功与速度的平方成正比关系）。二、实验器材1．变力做功：橡皮筋、小车、木板、打点计时器和纸带、铁钉等。2．恒力做功：钩码、小车、带滑轮的木板、打点计时器和纸带（或光电门）、细绳等。三、主要误差1．橡皮筋不能严格相同，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。2．钩码的重力作为小车受到的合外力时，钩码质量没有远小于小车质量造成的系统误差。3．平衡摩擦力不足或过度。四、注意

2、事项1．平衡摩擦力时，小车应拉着纸带，使小车重力沿斜面向下的分力与木板对小车的摩擦力、打点计时器对纸带的阻力平衡。平衡时，打点计时器打出的纸带上点迹间距相等，即小车做匀速直线运动。2．变力做功时，测小车速度应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。3．恒力做功时，用光电门测速度，应考虑挡光部分的大小造成的误差。4．小车质量应大一些，使力不变时，加速度较小，纸带上打下的点多一些。【改编题】某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，如图1是小车在一条橡皮筋作用下由静止弹出沿木板滑行的情形，这

3、时，橡皮筋对小车做的功记为W。当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。（1）上图中电火花计时器的工作电压是________V的交流电。（2）实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是________。（3）图1中小车上有一固定立柱，图2中给出了4种橡皮筋与立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是________。（4）实验时为了使小车只在橡皮筋

4、作用下运动，应采取的措施是_______________；（5）实验中我们应测量小车的什么速度_______；A．全程的平均速度B．加速阶段的平均速度C．任一点的瞬时速度D．匀速阶段的瞬时速度（6）在操作正确的情况下，某次所打的纸带如图3所示。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的______部分进行测量，小车获得的速度是______m/s。（计算结果保留两位有效数字）图3（7）在本实验中作出W—v图象如图4所示，比较符合实际的是______；图4（8）本实验结论是：橡皮筋做的功Wn和

5、物体速度vn变化的关系应是Wn∝______。【参考答案】（1）220（2）刻度尺（3）A（4）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力（5）D（6）GJ0.65（7）C（8）【详细解析】（1）电火花计时器的工作电压是220V的交流电。（2）处理实验数据时需要测量两计数点间的距离，因此还需要的器材是刻度尺。（3）实验中需要测量的是小车脱离橡皮筋之后的速度，所以橡皮筋不能绕在小立柱上，故选A。（4）由题意可知，橡皮筋的弹力为小车所受的合力，故需把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；（5）为研究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系，需测

6、量小车匀速阶段的瞬时速度，故选D；（6）由图示纸带可知，GJ部分计数点间的距离相等，小车做匀速直线运动，应选用的纸带是GJ部分，小车获得的速度v=×10–2m/s=0.65m/s。（7）由该过程的能量转化关系可知，橡皮筋的弹性势能通过弹力做功完全转化为小车的动能，故W–v图象为二次函数，故其图象为C；（8）由以上分析可知本实验结论是：橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝1．如图所示为某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，图中小车是在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。

7、当用2条、3条、……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。下面是本实验的数据记录表。（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________（填“交流”或“直流”）电源。（2）实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是___。A．放开小车，能够自由下滑即可B．不安装纸带放开小车，给小车一个初速度，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开

8、拖着纸带的小车，给小车一个初速度，能够匀速下滑即可（3）请运用表中测定的数据在如图所示的坐标系中做出相应的W—v2图象；（4）根据描绘的图象得出的结论是___________________________________________。【答案】（1）交流（2）D（3）如图所示（4）在误