2021高一物理-4.4.2-研究合外力做功和动能变化的关系-每课一练1(教科版必修2).docx

第2课时争辩合外力做功和动能变化的关系一、选择题1在利用自由落体运动“探究物体做功与动能变化的关系”的试验中，下列物理量需要用工具直接测量的有()A重锤的质量B重力加速度C重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度2在做“探究物体做功与动能变化的关系”的试验中，发觉重力做的功总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的缘由是()A选用的重锤质量过大B选用的重锤质量过小C空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D试验时操作不精细，试验数据测量不精确二、非选择题3在“探究物体做功与动能变化的关系”的试验中，试验装置已安装完毕，请完成如下试验操作：(1)将纸带穿过打点计时器的_，纸带下端固定在重锤上，上端用手提住，纸带不与限位孔接触(2)接通打点计时器的电源使它工作，让纸带从_状态开头释放，计时器在纸带上打出一系列的点(3)更换纸带重复进行四次试验，从打出的几条纸带中选择第1、2点距离接近_mm、并且点迹清楚的纸带进行下面的测量(4)取纸带上的第1个点记为O，在第1个点后距离较远处任意选取一点P，记P点为n，用刻度尺测出_的距离h.(5)打点计时器工作电源频率为50 Hz，则打点间隔时间为_s依据公式_计算出P点的速度v.(6)由上面的h和v分别计算_和_，看两者_(7)在其他纸带上再另选几个点，重复步骤(4)、(5)、(6)4在利用打点计时器探究“物体做功与动能变化的关系”的试验中，假如纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面的比较密集的点，在后面取一段打点较为清楚的纸带，同样可以验证，如图1所示，取O点为起始点，各点间的间距已量出并标在纸带上，所用沟通电的频率为50 Hz，重物的质量为m kg.图1(1)打A点时，重物下落速度为vA_，重物动能EkA_.(2)打F点时，重物下落速度为vF_，重物动能EkF_(3)打点计时器自打下A点开头到打出F点，重物重力做的功为_，动能的增加量为_(4)依据纸带供应的数据，在误差允许的范围内，重物从打点计时器打出A点到打出F点的过程中，得到的结论是_.5质量为1 kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录下运动过程，打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的沟通电源，如图2所示，纸带上O点为重物自由下落时打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，则图2图3(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表计数点BCDEF速度(ms1)(2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功.计数点BCDEF功(J)(3)适当选择坐标轴，在图3中作出重力做的功与速度的相关量之间的关系图图中纵坐标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系第2课时争辩合外力做功和动能变化的关系1C2.C3(1)限位孔并在复写纸下面经过(2)静止(3)2(4)O点到P点(5)0.02(6)重锤重力做的功WGmgh重锤动能增加量Ekmv2是否近似相等解析为了在纸带上留下清楚的点，(1)中应填“限位孔并在复写纸下面经过”；在数据处理中需测量物体的下落高度，所以必需保证物体(纸带)从“静止”状态开头释放；开头下落的前两个点间距离应满足hgT210 m/s2(0.02 s)22 mm.所以(3)中应填“2”；在计算下落过程中外力做功时需找到下落高度，即应测出O点到P点的距离h；由于沟通电源的频率为50 Hz，则打点间隔为 s即0.02 s，测P点速度时，应依据匀变速运动中某段时间的平均速度即为中间时刻的瞬时速度，即v求得；在验证时应计算出外力的功即重力做功mgh和下落对应高度获得的动能mv2，然后看二者在误差允许范围内是否相等4(1)1.30 m/s0.85m J(2)2.28 m/s2.60m J(3)1.75m J1.75m J(4)见解析解析本题考查试验数据的处理问题重物在各点的速度可由前后相邻的两段时间内的平均速度计算，再由Ekmv2计算出其动能；测出相对应的物体下落的高度h，便可求出重力的功，然后比较，便可得出本试验的结论(1)vA m/s1.30 m/sEkAmvm1.32 J0.85 m J.(2)vF m/s2.28 m/sEkFmvm2.282 J2.60m J.(3)WGmghAFm9.8(2.793.193.583.974.37)102J1.75m J.EkEkFEkA2.60 m J0.85m J1.75m J(4)由于在试验误差范围内WGEk，即重力做的功等于物体动能的变化5(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)如下图所示重力做的功WG速度的平方v2速度的平方v2正比解析(1)各点速度由公式v，求出vB m/s1.18 m/s同理vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，vE2.35 m/s，vF2.74 m/s(2)重力做的功由Wmgx求出WBmg19.870.6103 J0.69 J同理WC1.23 J，WD1.92 J，WE2.76 J，WF3.76 J