高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 第5講 實(shí)驗(yàn)五 探究動能定理 新人教版

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1、高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 第5講 實(shí)驗(yàn)五 探究動能定理 新人教版 1． 用如圖1所示的裝置做“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是 (填字母代號)(　　)． 圖1 A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動 B．每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣 C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值 E．實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 F．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 G．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測

2、定小車加速過程中獲得的平均速度 解析　當(dāng)小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動時(shí)，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實(shí)驗(yàn)中可消除摩擦力的影響，A正確；由實(shí)驗(yàn)原理可知，B、C正確，D錯誤；使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)都必須先接通電源再釋放小車，E錯誤；橡皮筋拉力做的總功等于小車動能的增加，此動能應(yīng)為小車獲得的最大動能，所以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測定的是小車的最大速度，F(xiàn)正確、G錯誤． 答案　ABCF 2．某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置． 圖2 (1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是________．

3、(2)如圖3所示，游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度Δd＝________ cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標(biāo)記，以保證每次拉伸的距離恒定．現(xiàn)測得掛一根橡皮條時(shí)，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt，則滑塊最后勻速運(yùn)動的速度表達(dá)式為________(用字母表示)． 圖3 (3)逐條增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時(shí)間，并計(jì)算出對應(yīng)的速度．則畫出的Wv2圖象應(yīng)是________． 解析　(1)將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌上，看其是否滑動，或者將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動． (2)遮光條寬度Δd＝5 mm＋0.05×10 mm＝5.50 mm

4、＝0.0 cm.由速度的定義得v＝. (3)由動能定理得W＝mv2，所以Wv2圖象應(yīng)是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線． 答案　見解析 3．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖4所示的裝置探究“動能定理”．圖中小車內(nèi)可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz. 圖4 (1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，______________，________________，小車拖動紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，關(guān)閉電源； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更

5、換紙帶，重復(fù)②的操作． (2)如圖5是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及多個計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、……，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)刻度值s，求出對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，則D點(diǎn)對應(yīng)的刻度值為sD＝________cm.D點(diǎn)對應(yīng)的速度大小為vD＝________m/s. 圖5 (3)下表是某同學(xué)在改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量時(shí)得到的數(shù)據(jù)．其中M是小車質(zhì)量M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和，|v－v|是紙帶上某兩點(diǎn)的速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動能變化量ΔE；F是鉤碼所受重力的大小，W是以上兩點(diǎn)間F所做的功. 次 數(shù) M/kg |v－v|/ (m2·s－2) ΔE/J F/N

6、W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.490 0.210 2 0.500 1.65 0.413 0.980 0.430 3 0.500 2.40 0.600 1.470 0.630 4 1.000 2.40 1.200 2.450 1.240 5 1.000 2.84 1.420 2.940 1.470 由上表數(shù)據(jù)可以看出，W總是大于ΔE，其主要原因是：鉤碼的重力大于小車實(shí)際受到的拉力造成了誤差，還有______________________________． 答案　(1)先接通電源　后釋放小車 (2)8.15(

7、8.12～8.18皆可)　0.54(0.54～0.都對) (3)沒有平衡摩擦力 4．為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，小亮設(shè)計(jì)了如圖6所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點(diǎn)時(shí)，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)．分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)． 圖6 (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪．請?zhí)岢鰞蓚€解決方法． _______________________________________ (2)請根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖7中作出sh關(guān)系的圖象. h/cm 20.0 30.0

8、 40.0 50.0 60.0 s/cm 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 圖7 (3)實(shí)驗(yàn)測得A、B的質(zhì)量分別為m＝0.40 kg、M＝0.50 kg.根據(jù)sh圖象可計(jì)算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)． (4)實(shí)驗(yàn)中，滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致μ的測量結(jié)果________(選填“偏大”或“偏小”)． 解析　(1)為使A不撞到滑輪，應(yīng)設(shè)法減小B落地瞬間A的速度，因而可以減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度或增大A的質(zhì)量；降低B的起始高度． (2)如圖 (3)對A木塊應(yīng)用動能定理，有 (Mg－μmg)h＝μmgs

9、即(M－μm)＝μs h＝s h＝s 由圖可知k＝＝＝ 代入數(shù)據(jù)可以解得：μ＝0.4 (4)考慮到滑輪的摩擦力做負(fù)功，實(shí)驗(yàn)中要克服滑輪的摩擦力做功，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大． 答案　(1)減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度(或增大A的質(zhì)量；降低B的起始高度)　(2)見解析圖　(3)0.4　(4)偏大 5．如圖8甲所示，是某同學(xué)驗(yàn)證動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置． 其步驟如下： 圖8 a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑． b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M. c．取下細(xì)繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖14乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g. ①步驟c中小車所受的合外力為________________． ②為驗(yàn)證從O →C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關(guān)系，測出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點(diǎn)的速度為________．需要驗(yàn)證的關(guān)系式為____________________________________(用所測物理量的符號表示)． 答案　①mg?、凇gx1＝