高中物理人教版第七章機械能守恒定律 學業分層測評17

學業分層測評(十七)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．小明和小帆同學利用如圖7-6-7所示的裝置探究功與速度的變化關系，對于橡皮筋和小車連接的問題，小明和小帆同學分別有兩種接法，你認為正確的是________(填“甲”或者“乙”)圖7-6-7【解析】橡皮筋不能拴在釘子上，所以甲的接法正確．【答案】甲2．某實驗小組采用如圖7-6-8所示的裝置探究功與速度變化的關系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點計時器的工作頻率為50Hz.圖7-6-8(1)實驗中木板略微傾斜，這樣做是為了()A．使釋放小車后，小車能勻加速下滑B．增大小車下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動(2)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，合并起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車．把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1，……橡皮筋對小車做功后使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據第四次的紙帶(如圖7-6-9所示)求得小車獲得的速度為________m/s.圖7-6-9(3)若根據多次測量數據畫出的W-v圖象如圖7-6-10所示，根據圖線形狀，可知W與v的關系符合實際的是圖()圖7-6-10【解析】(1)實驗中木板傾斜是為了平衡摩擦力，使橡皮筋松弛后小車做勻速運動，選項C、D正確．(2)v＝eq\f(4×10－2,m/s＝2m/s(3)實驗證明W∝v2，所以W-v圖線應為一條拋物線，C正確．【答案】(1)CD(2)2(3)C3．下面探究“功與物體速度變化關系”的實驗步驟，其合理順序是________．①將小車拉至圖中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點計時器電源，放開小車，小車帶動紙帶運動，打下一系列的小點，由紙帶分析求出小車通過B位置時的速度v，設第1次橡皮筋對小車做的功為W.②做出W-v、W-v2的圖象，分析圖象的特點，得出結論．③如圖7-6-11所示，先固定打點計時器，在長木板的兩側A處釘兩個小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長度．圖7-6-11④用2條、3條…同樣的橡皮筋進行第2次、第3次…實驗，每次實驗保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3…記下2W、3W…記入表格．【解析】合理順序為③、①、④、②.【答案】③①④②4．某同學利用圖7-6-12甲探究力對物體做的功與物體速度的關系，得到了下表的數據：實驗次數12345橡皮筋條數13457小車速度v/(m·s－2)(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)圖7-6-12(1)由表可得出定性結論：______________________________________________________________.(2)設一條橡皮筋拉長到固定長度所做功為W0，大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象．(畫在圖7-6-12乙中)(3)由圖大致可判斷出W與v的關系是______________________________________________________________.(4)填寫下表的空白部分.實驗次數12345橡皮筋做功W0v2/(m2·s－2)W與v的關系【解析】每條橡皮筋拉長的長度都一樣，一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功為W0，則做功與拉長橡皮筋條數成正比，第2、3、4、5次拉長橡皮筋做功應分別為3W0、4W0、5W0、7W0.(1)定性結論：橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關，并且做功越多，小車獲得的速度越大．(2)W與v關系的圖象為拋物線，如圖所示．(3)可能W∝v2.(4)如表.實驗次數12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2·s－2)W與v的關系W∝v2【答案】見解析 [能力提升]5．某同學利用圖7-6-13所示示裝置探究外力做功與物體動能的關系．在水平光滑的桌面上固定豎直的擋板可以安裝多個相同的水平彈簧，如果讓小車壓縮彈簧，釋放小車后，彈簧的彈力對小車做功，可使小車的動能增加．已知彈簧剛恢復原長時，小車即到達最大速度，此處放置的電腦測速儀可以迅速測出小車的速度．現有5條完全相同的彈簧(圖中只畫出兩條)可以完成實驗．第一次在小車和豎直擋板之間放一條彈簧，推動小車壓縮彈簧Δx后，由靜止迅速釋放小車，測出小車的速度為v1；第二次放兩條彈簧，也壓縮Δx后，由靜止釋放小車，測出小車的速度為v2；……現已測得四組數據，其中還欠缺一組數據，如下表所示：【導學號：69390096】圖7-6-13彈簧的條數12345彈力做的功W02W03W04W05W0速度vn/m·s－1速度的平方veq\o\al(2,n)/(m2·s－2)(1)請你根據表中的數據作出W-v2圖象；(2)由W-v2圖象可知，W與v2的關系是________．(3)請你根據已探知的規律，由圖象對應的值將v4及veq\o\al(2,4)分別填入表中對應的空白處．【解析】(1)圖象如圖(2)由圖象可知W與v2成正比(3)由圖象可以看出v4及veq\o\al(2,4)分別為【答案】見解析6．某同學在探究功與物體速度變化的關系實驗中，設計了如圖7-6-14甲所示的實驗．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器或打點計時器．先用手提著紙帶，使重物靠近計時器靜止．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點．得到的紙帶如圖乙所示，O點為計時器打下的第1個點，該同學對數據進行了下列處理；取OA＝AB＝BC，并根據紙帶算出了A、B、C三點的速度分別為vA＝m/s，vB＝m/s，vC＝m/s.圖7-6-14根據以上數據你能否大致判斷W∝v2?【解析】設由O到A的過程中，重力對重物所做的功為W，那么由O到B過程中，重力對重物所做的功為2W.由O到C過程中，重力對重物所做的功為3W.由計算可知，veq\o\al(2,A)＝×10－2m2/s2，veq\o\al(2,B)＝×10－2m2/s2，veq\o\al(2,C)＝×10－2m2/s2，eq\f(veq\o\al(2,B),veq\o\al(2,A))≈2，eq\f(veq\o