2020高考物理復習 金版教程 實驗五 探究動能定理練習

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1、限時規(guī)范特訓 (時間：45分鐘　分值：100分) 1. 如圖所示為與小車相連，穿過打點計時器的一條紙帶上的點并不都是均勻的，下面說法正確的是(　　) ①紙帶的左端是與小車相連的 ②紙帶的右端是與小車相連的 ③利用E、F、G、H、I、J這些點之間的距離來確定小車的速度 ④利用A、B、C、D這些點之間的距離來確定小車的速度 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析： 剛開始釋放時，與小車相連的一端打出的點應會比較密集，且點的間距逐漸變大，故右端與小車相連；為確定小車速度應選取間距均勻的點，這時橡皮筋已停止對小車作用，故②和④正確，選B. 答案：B 2．關于“

2、探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是(　　) A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值 B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應該盡量使其水平 D．先接通打點計時器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析：本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經足夠了，A錯；每次實驗橡皮筋伸長的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實驗時，橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數倍，B錯；小車運動中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯；實驗時，應該先接通電源，讓打點計時器開

3、始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確． 答案：D 3. 在追尋科學家足跡的過程中，某同學為探究恒力做功和物體動能變化間的關系，采用了如圖甲所示的“探究物體加速度與物體質量、受力之間的關系”的實驗裝置． (1)這個實驗用鉤碼受到的重力大小代替輕繩拉力大小，并以輕繩的拉力作為滑塊所受到的合外力．為了減小這種做法帶來的實驗誤差，為此，采取了下列措施，其中必要的是________． A．盡量使鉤碼的質量遠大于滑塊的質量 B．盡量使鉤碼的質量遠小于滑塊的質量 C．適當墊高長木板有滑輪的一端 D．適當墊高長木板固定有打點計時器的一端 (2)如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，

4、其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，相鄰計數點間距離已在圖中標出，測出滑塊的質量為M，鉤碼的總質量為m.從打B點到打E點的過程中，為達到實驗目的，該同學應該尋找________和________之間的數值關系(用題中和圖中的物理量符號表示)． 解析：本題考查動能定理的驗證，主要考查功和動能的測量與計算．(1)若用鉤碼的重力表示滑塊受到的合力，則需要保證鉤碼的總質量遠小于滑塊的質量，同時要平衡摩擦力，故選項B、D正確．(2)從打B點到打E點的過程中，合力做功為mg(Δx2＋Δx3＋Δx4)，打下B點時的動能為M()2，打下E點的動能為M()2，若mg(Δx

5、2＋Δx3＋Δx4)與 M()2－M()2幾乎相等，則可說明恒力做功等于物體動能的變化． 答案：(1)BD　(2)mg(Δx2＋Δx3＋Δx4) M()2－M()2 4. 在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，某同學是用下面的方法和器材進行實驗的：放在長木板上的小車由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器．關于這一實驗，下列說法中正確的是 (　　) A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力 B．重復實驗時，雖然用到橡皮筋的條數不同，但每次應使橡皮筋拉伸的長度相同 C．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應選用紙帶

6、上打點最密集的部分進行計算 D．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算 解析：在本題的實驗中，由于小車在運動中受到阻力(摩擦力和紙帶的阻力)，所以要使長木板適當傾斜，以平衡小車運動過程中受到的阻力，重復實驗時，為了使橡皮筋對小車所做的功與它的條數成正比，所以用到橡皮筋的條數雖然不同，但每次應使橡皮筋拉伸的長度相同，利用紙帶上的點計算小車的速度時，由于要計算的是小車脫離橡皮筋后勻速運動的速度，所以應選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算，故A、B、D選項是正確的． 答案：ABD 5. [2020·山東萊州一中第二次質檢]探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速

7、度的關系的實驗裝置如圖所示． (1)下列說法正確的是(　　) A．通過改變橡皮筋的條數改變拉力做功的數值 B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數值 C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度 (2)若畫出W－v的圖象，應為圖中的哪一個(　　) 解析：(1)做功通過改變橡皮條數，動能對應的速度是勻速時的速度．(2)根據W＝mv2/2可知W－v圖象如選項B所示． 答案：(1)AC　(2)B 6. [2020·山東濱州高三月考，9(2)改編]在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗

8、小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下： ①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器 ②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力 ③用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連 ④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點 ⑤測出s、s1、s2(如圖乙所示)，查得打點周期為T (1)判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據是__________． (2)本實驗還需直接測量的物理量是：_____________________ _______.(并用相應的符號表示) (3)實驗時為了保證

9、滑塊受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，砂和砂桶的總質量應滿足的實驗條件是_________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________. (4)探究結果的表達式是____________________．(用相應的符號表示) 解析：(1)重力的一個分力與小車及紙帶受到的摩擦力平衡時，小車勻速運動，紙帶相鄰點間距相等．(2)恒力做的功就是砂桶重力做的功，需要

10、測砂桶的質量m；計算小車的動能，需測小車的質量M.(3)根據驗證牛頓第二定律的實驗知道，要保證小車受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，必須使小車的質量遠大于砂桶的質量即M?m.(4)拉力做的功mgs，根據“某段時間內的平均速度等于其中間時刻的速度”可得A、B的速度分別為vA＝、vB＝，則動能增加Mv－Mv，二者在誤差允許范圍內需要相等，即mgs＝M()2－M()2. 答案：(1)紙帶上點跡間距相等　(2)小車的質量M、砂桶的質量m (3)小車的質量遠大于砂桶的質量 　(4)mgs＝M()2－M()2 7. 某同學用如圖所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系．圖中A為

11、小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點． (1)該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為O點，順次選取5個點，分別測量這5個點到O之間的距離，并計算出它們與O點之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v)，填入下表： 點跡 s/cm Δv2/(m2·s－2) O 1 1.60 0.04 2 3.60 0.09 3 6.00 0.15 4 7.00 0.18 5 9.20

12、0.23 請以Δv2為縱坐標，以s為橫坐標在方格紙中作出Δv2－s圖象．若測出小車質量為0.2 kg，結合圖象可求得小車所受合外力的大小為__________N. (2)若該同學通過計算發(fā)現小車所受合外力小于測力計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍．你認為主要原因是_________________ ___，實驗操作中改進的措施是____________________． 解析：(1)通過描點法作出的圖線如圖所示．根據動能定理Fs＝mΔv2，得Δv2＝s，圖線應是一條通過坐標原點的傾斜直線，斜率是，即＝，F＝0.25 N. (2)小車運動時要受滑動摩擦力．摩擦阻力較大時就會出現合力小于測力計示數．其方法是平衡摩擦力，墊高木板左端． 答案：(1)如圖　0.25 (2)小車滑行時所受摩擦阻力較大 (3)使導軌傾斜一定的角度以平衡摩擦力