廣東物理高考一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理 試題

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1、第五章 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理 1．在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，每次選取紙帶后，我們應(yīng)選取紙帶上 的哪些點(diǎn)來(lái)求小車的速度(　　) A．間距均勻的 B．間距不均勻的 C．間距均勻的與不均勻的都可 D．最好是間距均勻的，若紙帶上沒(méi)有間距均勻的，也可用間距不均勻的 解析：橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對(duì)小車做功，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)間距 是均勻的，故A對(duì)，B、C錯(cuò)；若紙帶上沒(méi)有間距均勻的點(diǎn)，說(shuō)明紙帶太短，橡皮筋 還沒(méi)完全恢復(fù)原狀紙帶已完全通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在這種情況下應(yīng)選用更長(zhǎng)的紙帶， 或者是因?yàn)槟Σ亮](méi)被完全平衡，需重新平衡摩擦力，故D錯(cuò)． 答案：A 2．在“探

2、究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，若畫(huà)出W－v的圖象，應(yīng)為圖實(shí)－5 －9中的哪一個(gè)(　　) 圖實(shí)－5－9 解析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，做的功W與小車速度v2成正比，故與v應(yīng)是二次函數(shù)關(guān)系， 故B正確，A、C、D均錯(cuò)． 答案：B 3．(2009·安徽高考)探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝 置如圖實(shí)－5－10所示，實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下： 圖實(shí)－5－10 (1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W…… (2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3…… (3)作出W－v草圖； (4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W

3、∝v；如果不是直線，可考 慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系． 以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確，它是________． A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W……所采用的方法是選用 同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致．當(dāng)用1條橡皮 筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條……橡皮筋并在一起進(jìn) 行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W…… B．小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜 C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)兩端密、中間疏．出現(xiàn) 這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木

4、板傾斜或傾角太小 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后 一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算 解析：放開(kāi)小車之后，小車在橡皮筋的作用下開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，等到橡皮筋與小車分 離之后，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．本實(shí)驗(yàn)中測(cè)的速度是小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，因此研 究紙帶上打下的點(diǎn)一定是那些均勻分布的點(diǎn)，故D不正確． 答案：D 4．(2010·青島模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套 如圖實(shí)－5－11所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、 復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙 桶時(shí)，釋放小桶

5、，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)． 圖實(shí)－5－11 若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則： (1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有____________． (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì) 量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是__________________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是 ________________． (3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用 天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄 其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和

6、這兩點(diǎn)的 速度大小v1與v2(v1＜v2)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)_____________．(用 題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量) 解析：該實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是滑塊，目的是比較合外力對(duì)滑塊所做的功與滑塊動(dòng)能 的增量的關(guān)系．因?yàn)楹贤饬Σ坏扔诨瑝K的重力，兩端質(zhì)量不可能“抵消”，所以要 分別測(cè)出沙、滑塊的質(zhì)量，還要測(cè)出滑塊移動(dòng)的距離，便于計(jì)算做的功和速度． 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意平衡摩擦力，以減少誤差．從實(shí)驗(yàn)方便性上考慮要把沙的重力看做滑 塊所受的合外力，m應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的表達(dá)式為mgL＝Mv22－Mv12. 答案：(1)天平、刻度尺　(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊

7、的質(zhì)量　平衡摩擦力　 (3)mgL＝Mv22－Mv12 5．在“探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、 砝碼盤(pán)；H.薄木板． (1)其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________． (2)測(cè)量時(shí)間的工具是__________________；測(cè)量質(zhì)量的工具是 ____________________． (3)圖實(shí)－5－12所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直 線運(yùn)動(dòng)的紙帶．測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表

8、示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.請(qǐng)分析， 利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理？若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，請(qǐng)說(shuō)出做法，并對(duì) 這種做法做出評(píng)價(jià)． 圖實(shí)－5－12 解析：(1)計(jì)算小車速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低 壓交流電源，故多余的器材是C、E. 測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺． (2)測(cè)量時(shí)間的工具是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)量質(zhì)量的工具是天平． (3)能．從A到B的過(guò)程中，恒力做的功為WAB＝FxAB 物體動(dòng)能的變化量為 EkB－EkA＝mvB2－mvA2＝m()2－m()2 ＝m 只要驗(yàn)證FxAB＝m即可． 優(yōu)點(diǎn)：A、

9、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差較小； 缺點(diǎn)：只進(jìn)行了一次測(cè)量驗(yàn)證，說(shuō)服力不強(qiáng)． 答案：(1)C、E毫米刻度尺　(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　天平 6．(2010·珠海模擬)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí) 驗(yàn)，他的操作步驟是： ①連接好實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－5－13所示． ②將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車． ③在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在 拉線的掛鉤P上． ④釋放小車，打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶． 圖實(shí)－5－13 (1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條．

10、經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下 數(shù)據(jù)： ①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm. ②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉 力，拉力對(duì)小車做的功為_(kāi)_______J，小車動(dòng)能的增量為_(kāi)_______J. (2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒(méi)能得到“恒力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且 誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué) 的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過(guò)程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因有： ________________________________________________________________

11、________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.　　　　　　　　 解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N， 拉力對(duì)小車做的功W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J 小車動(dòng)能的增量ΔEk＝mv2＝×0.200×1.002 J ＝0.100 J (2)誤差很大的可能原因：①小車質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)

12、大于鉤碼質(zhì)量；②沒(méi)有平衡摩擦力；③先放小車后開(kāi)電源，使打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)，小車已有了一定的初速度． 答案：(1)0.196　0.100 (2)①小車質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒(méi)有平衡摩擦力； ③操作錯(cuò)誤：先放小車后開(kāi)電源 7．(2010·南京模擬)為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖實(shí)－5－14所示的 器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列 問(wèn)題．(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50 Hz) 圖實(shí)－5－14 (1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？ ________________________________________________

13、________________________. (2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來(lái)進(jìn)行第1次、第2次、第 3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡 皮筋對(duì)小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，如圖 實(shí)－5－15所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶． 圖實(shí)－5－15 (4)試根據(jù)第(2)、(3)項(xiàng)中的信息，填寫(xiě)下表. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對(duì)小車做功 W 小車速度v(m/s) v2(m2/s2)

14、從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：__________________________________________________. 解析：(1)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，使小車緩慢勻速下滑? (4)由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v＝，即可求出小車的速度，其中x從圖上讀出分別為2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，t＝T＝＝0.02 s. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對(duì)小車做功 2W 3W 4W 小車速度v(m/s) 1.00 1.42 1.73 2.00 v2(m2/s2) 1.00 2.02 2.99 4.00

15、 在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的平方成正比． 8．(2009·上海高考)利用圖實(shí)－5－16(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置可粗略測(cè)量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)．兩 端開(kāi)口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)塞一潮濕小棉球，實(shí)驗(yàn)者從玻璃管的一端A吹氣， 棉球從另一端B飛出，測(cè)得玻璃管內(nèi)部截面積S，距地面高度h，棉球質(zhì)量m，開(kāi)始 時(shí)棉球的靜止位置與管口B的距離x，落地點(diǎn)C與管口B的水平距離l，然后多次改 變x，測(cè)出對(duì)應(yīng)的l，畫(huà)出l2－x關(guān)系圖線如圖(b)所示，并由此得出相應(yīng)的斜率k. 圖實(shí)－5－16 (1)若不計(jì)棉球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，根據(jù)以上測(cè)得的物理量可得，棉球從B端 飛出時(shí)速度

16、v0＝________. (2)假設(shè)實(shí)驗(yàn)者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為恒定值，不計(jì)棉球與管壁的摩擦， 重力加速度g、大氣壓強(qiáng)p0均為已知，利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得，管內(nèi)氣 體壓強(qiáng)p＝________. (3)考慮到實(shí)驗(yàn)時(shí)棉球與管壁間有摩擦力，則(2)中得到的p與實(shí)際壓強(qiáng)相比 ________(填：偏大、偏小)． 解析：(1)l＝v0t，h＝gt2，得v0＝l. (2)(p－p0)Sx＝mv02 故l2＝x＝kx 因而有：p＝p0＋. (3)因沒(méi)有考慮摩擦阻力的作用，求出的壓強(qiáng)偏小． 答案：(1)l　(2)p0＋　(3)偏小 內(nèi)容總結(jié) （1）第五章 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理 1．在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，每次選取紙帶后，我們應(yīng)選取紙帶上 的哪些點(diǎn)來(lái)求小車的速度(　　) A．間距均勻的 B．間距不均勻的 C．間距均勻的與不均勻的都可 D．最好是間距均勻的，若紙帶上沒(méi)有間距均勻的，也可用間距不均勻的 解析：橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對(duì)小車做功，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)間距 是均勻的，故A對(duì)，B、C錯(cuò)