高三物理探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系2

《高三物理探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系2》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、實(shí)驗(yàn)1:探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系【例1】某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖實(shí)（a）所示的實(shí)驗(yàn),將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先用手提著紙帶,使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方,然后接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列小點(diǎn),得到的紙帶如圖（b）所示,O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn),該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理:取OA=AB=BC,并根據(jù)紙帶算出了A、,B、C三點(diǎn)的速度分別為vA=0.12m/s、vB=0.17m/s、vC=0.21m/s.根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2?答案能【例2】為了探究外力對(duì)物體做功

2、與物體速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖實(shí)所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz）:（1）為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?（2）①當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度應(yīng)都保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.②由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出,如圖實(shí)所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶.試根據(jù)第①、②項(xiàng)中的信息,填寫下表.從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:.答案（1）可將木板一端墊高,使重力沿斜面

3、的分力與摩擦力平衡.（2）（3）橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的平方成正比【例3】探究能力是進(jìn)行物理學(xué)研究的重要能力之一.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān).為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系,某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探索:如圖實(shí)所示,先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn),測(cè)得其角速度ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下,測(cè)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示:另外已測(cè)試砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm,轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為N.（1）計(jì)算出砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能

4、,并填入上表中.（2）由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式為.（3）若測(cè)得脫離動(dòng)力后砂輪的角速度為2.5rad/s,則它轉(zhuǎn)過45圈時(shí)的角速度為rad/s.答案（1）見下表格（2）Ek=2ω2（3）21.在做“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,造成這種現(xiàn)象的原因是（）A.選用的重錘質(zhì)量過大B.選用的重錘質(zhì)量過小C.空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D.實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不夠細(xì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確答案C2.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)是用下面的方法和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的:放在長(zhǎng)木板上的小車由靜止開始

5、在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運(yùn)動(dòng),小車?yán)瓌?dòng)固定在它上面的紙帶,紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.關(guān)于這一實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是（）A.長(zhǎng)木板要適當(dāng)傾斜,以平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí),雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同,但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度相同C.利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí),應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計(jì)算D.利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí),應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算答案ABD3.在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖實(shí)甲所示的裝置.實(shí)驗(yàn)步驟如下:①把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②改變木板的傾角,以重力的一個(gè)分力平

6、衡小車及紙帶受到的摩擦力③用細(xì)線將木板上的小車通過一個(gè)定滑輪與懸吊的砂桶相連④接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn),測(cè)出s、s1、s2（如圖乙所示）,查得打點(diǎn)周期為T.判斷重力的一個(gè)分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是;本實(shí)驗(yàn)還需直接測(cè)量的物理量是:.（并用相應(yīng)的符號(hào)表示）探究結(jié)果的表達(dá)式是.（用相應(yīng)的符號(hào)表示）.答案紙帶上點(diǎn)跡間距相等小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量mmgs=4.為了“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,查資料得知,彈簧的彈性勢(shì)能Ep=,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長(zhǎng)度的變化量.某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜

7、止的小球（質(zhì)量為m）運(yùn)動(dòng)來探究這一問題.為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn),讓小鐵球O在彈力作用下運(yùn)動(dòng),即只有彈簧推力做功.該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:首先進(jìn)行如圖實(shí)甲所示的實(shí)驗(yàn):將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d.在此步驟中,目的是要確定物理量,用m、d、g表示為.接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小鐵球O壓縮,測(cè)得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球O被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小鐵球O在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng).小鐵球