实验：探究功与速度变化的关系
1.在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次 ( )
A.做的功一样
B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同
C.产生的动能相同
D.产生的重力势能相同
【解析】选B。本次实验是通过改变橡皮筋的条数来改变弹性势能,从而使每次小车获得的速度不同的。
2.某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，不计小车受到的阻力,在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是 ( )
A.始终是均匀的
B.先减小后增大
C.先增大后减小
D.先增大后均匀不变
【解析】选D。橡皮筋对小车作用过程中小车速度增大,所以点间距增大,当小车离开橡皮筋后做匀速直线运动,点的间距不再变化,所以选D。
3.为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度,在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带,在A、B、C、D中应该选用________点的速度才符合要求。
【解析】实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度,也就是小车所获得的最大速度。由题图中可以看出,打A、B两点时橡皮筋还没有作用完毕,而打D点时橡皮筋作用完毕后已经过了一段时间,所以最理想的应该是C点的速度。
答案:C
4.某同学用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系。
(1)图中所示的电磁打点计时器,应该配备4～6V的________(选填“交流”或“直流”)电源。
(2)实验中为了平衡小车所受的摩擦力,可将木板的________(选填“左”或“右”)端垫起适当的高度。
(3)实验中通过改变橡皮筋的________(选填“长度”或“条数”)改变功的值。
(4)操作正确的情况下,以功W为纵坐标,以________(选填“v”“v2”或“ ”)为横坐标作出的图线最接近一条倾斜的直线。
【解析】(1)根据打点计时器的构造和原理可知,电磁打点计时器使用的是4～6V的交流电源。
(2)由图可知,小车在橡皮筋拉力作用下向右运动,为使橡皮筋做功为合外力做功,需要进行平衡摩擦力操作,即需要适当垫高木板的左端。
(3)实验时,每次保持橡皮筋的形变量一定,当有n根相同橡皮筋并系在小车上时,n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍,这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难,故实验中不需要测出一条橡皮筋对小车做功W的数值,因此只要改变橡皮筋的条数,即可改变做功的数值。
(4)根据功能关系可知,作出W与v2的关系图象,图象为过原点的一条直线,说明功与v2成正比。
答案:(1)交流 (2)左 (3)条数 (4)v2
5.在“探究做功与速度变化的关系”实验中,常用的两种实验方案如图所示:甲通过重物提供牵引力,小车在牵引力作用下运动,用打点计时器测量小车的速度,定量计算牵引力所做的功,进而探究牵引力所做功与小车速度的关系;乙通过不同条数橡皮筋的作用下将小车弹出,用打点计时器测量小车的速度,进而探究橡皮筋对小车所做功与其速度的关系。
