2019-2020年高考物理考点一遍过专题26实验：探究功与速度变化的关系含解析

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1、2019-2020年高考物理考点一遍过专题26实验：探究功与速度变化的关系含解析一、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、注意事项1．平

2、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。在“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，某同学安装了如图所示的实验器材：（1）要完成实验目的，除了图示器材，在下列实验器材中

3、还需要的有_______A．毫米刻度尺B．4~6V直流电源C．4~6V交流电源D．沙桶或钩码（2）下列纸带（左边为先打下的点）中符合实验要求的是______，平衡摩擦力过度的是______。【参考答案】（1）AC（2）BD【详细解析】（1）要测量纸带上点间的距离，需要毫米刻度尺，电磁打点计时器，需要4~6V交流电源，故选AC。（2）符合要求的纸带上后面的点迹均匀，选B；平衡摩擦力过度，则橡皮筋回复原状后小车仍有加速度，相邻点间的距离越来越大，选D。【名师点睛】用变力做功探究动能定理，变力的功可以倍数表示。

4、常使用纸带记录数据，根据受力分析结合对纸带的运动分析，可得到实验中是否出现了较大误差或错误。1．如图所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W……。（1）实验室提供的器材有：长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、220V交流电源（50Hz），则还缺少的实验器材是________。（2）图中小车上有一固定小立柱，下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式

5、，为减小实验误差，最合理的套接方式是________。（3）在操作正确的情况下，某次所打的纸带如图所示。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）【答案】（1）刻度尺（2）A（3）GJ0.65某同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。其步骤如下：①按图把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；②把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g

6、的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，从纸带上某点A开始，每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；③测量出B、C、D……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3……；④用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3……（当地重力加速度g=9.8m/s2）；⑤求出打B、C、D……各点时小车的速度大小，分别记为v1、v2、v3……，再求出其平方、、……；⑥以速度的平方v2为纵坐标，配重重力所做的功W为横坐标，作出图象。（以下计算

7、均保留两位小数）（1）在步骤4中，该同学测得x4=40.00cm，则配重重力所做的功W4=______J。（2）该同学得到的图象如图所示。通过图象可知，打A点时小车的速度v0=_______m/s。（3）小车的质量M=________kg。【参考答案】（1）0.39（2）0.50（3）0.30【详细解析】（1）配重重力做的功为W4=mgx4=100×10–3×9.8×40.00×10–2J≈0.39J。（2）由图可知，纵截距表示打A点时小车速度的平方，因此有，可得v0=0.50m/s。（3）根据动能定理有

8、，可得，结合图象的斜率，可得小车的质量M=0.30kg。【名师点睛】用恒力做功探究动能定理时，由于力已知，则速度的平方实际上与位移成正比，就不必等力做完功才测速度。测量速度的方法不限于纸带，也可以用光电门或传感器。1．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来做“探究做功和物体速度变化关系”的实验，实验装置中PQ为一块倾斜放置的木板，木板可认为是光滑的，在其上固定一个光电门，用来测量物块上遮光条通过光电门的时间。（1）若用游标卡尺