《高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）》实验：探究功与速度变化的关系（精选练习）（解析版）

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人教版新教材 物理必修第二册 第八章 《机械能守恒定律》
实验：探究功与速度变化的关系
精选练习
1．如图所示，汽车已成为人们外出的重要交通工具之一，评价汽车性能的主要指标有动力
性、经济性、稳定性、制动性等，其中制动性主要是指在良好的路面上，汽车迅速降低车
速直到停车的距离，表中记录的是汽车以不同速率行驶时，制动后所经过的距离。请根据
表中的数据，用图象分析推断克服阻力做功与汽车速率变化之间的关系。
汽车速率 v/（km·h－1） 制动距离 s/m
10 1
20 4
40 16
50 25
60 36
【答案】W与v2成正比
【解析】制动过程中阻力不变，设每制动 1m ，克服阻力做的功为 W1、则制动
4m、16m、25m、36m，克服阻力做的功分别为 4W1、16W1、25W1、36W1，作出 W－v图
1
象如下图所示
可见 W与v不是正比关系，猜想 W与v2成正 比，作出 W－v2图象如下图所示
可见 W与v2成正比。
2．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出
时，橡皮筋的拉力对小车做的功记为 W；当用 2条、3条、4条、…完全相同的橡皮筋并在
一起进行第 2次、第 3次、第 4次、…实验时，橡皮筋的拉力对小车所做的功记为
2W、3W、4W、…每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。
(1)关于该实验，下列说法正确的是__________。
A．打点计时器可以用干电池供电
B．实验仪器安装时，必须平衡滑动摩擦力
C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
2
D．利用每次测出的小车最大速度 vm和橡皮筋所做的功 W，依次作出 W-、W-、W-
…的图象，得出合力做的功与小车速度变化的关系。
(2)图乙给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得
A、B、C、D、E相邻点间的距离分别为
AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm。已知相邻两点打点时间间隔为 0.02s，
则小车获得的最大速度 vm=__________m/s。（结果保留两位有效数字）
【答案】BCD 0.81
【解析】(1)[1]A．打点计时器只能用交流电供电，选项 A错误；
B．实验仪器安装时，必须平衡滑动摩擦力，这样才能使得合力功等于橡皮筋的拉力做的
功，选项 B正确；
C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出，以保证每条橡皮筋做功都相等，选项 C正确；
D．利用每次测出的小车最大速度 vm和橡皮筋所做的功 W，依次作出 W-、W-、W-
…的图象，得出合力做的功与小车速度变化的关系，选项 D正确；故选 BCD。
(2)[2]小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速
运动，因此算速度时要选取点距均匀的部分，从纸带上我们可判断出打 C点时，小车具有
最大的速度 vm可由 C到E的平均速度求出
3
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