高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理高效演練跟蹤檢測(cè)1關(guān)于“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()a每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值b每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致c放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)盡量使其水平d先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：選d.實(shí)驗(yàn)中沒有必要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測(cè)出后來(lái)各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，a錯(cuò)誤；為了使以后各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，必須使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，b錯(cuò)誤；為了減小誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使長(zhǎng)木板傾斜以平衡摩擦力，c錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，d正確2. (多選)用如圖所示的裝置做

2、“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^(guò)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(dòng)b每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣c可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值d通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度解析：選abc.當(dāng)小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿長(zhǎng)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，每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣，b正確，實(shí)驗(yàn)是通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的，c正確；橡皮筋拉力做的總功等于小車動(dòng)能的增

3、加，此動(dòng)能應(yīng)為小車獲得的最大動(dòng)能，所以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測(cè)定的是小車的最大速度，d錯(cuò)誤3. 某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能(1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟：把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是_(填入代表步驟的序號(hào))(2)圖(b)中m和l紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電

4、的頻率為50 hz.由m紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為_ m/s.比較兩紙帶可知，_(填“m”或“l(fā)”)紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大解析： (2)脫離彈簧后物塊應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則v×102 m/s1.29 m/s.由能量守恒定律可知，物塊脫離彈簧時(shí)動(dòng)能越大，則彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能越大，故epm>epl.答案： (1)(2)1.29m4用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在o點(diǎn)；在o點(diǎn)右側(cè)的b、c位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連先用米尺測(cè)得b、c兩點(diǎn)間距離s，再用

5、帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置a，由靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從b到c所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量a、o之間的距離x.(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是_(2)為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量_a彈簧原長(zhǎng)b當(dāng)?shù)刂亓铀俣萩滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大a、o之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將_a增大b減小c不變解析： (1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與bc間的速度相同，故v.(2)彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化成了滑塊的動(dòng)能，所以還需要測(cè)量滑塊(含遮光片)的質(zhì)量，故c對(duì)(3)增大a、o之間的距離x，滑塊獲得的動(dòng)能增大，速度增大，故計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間t將減小，b對(duì)答案： (1)v(2)c(3)b

6、5某同學(xué)利用如圖所示的裝置“探究功與速度變化的關(guān)系”：在木塊的左端固定一擋板，擋板上栓一輕質(zhì)彈簧，彈簧的右端固定一小物塊，物塊的上方有一很窄的遮光片，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí)，物塊恰處于o點(diǎn)，o點(diǎn)的正上方有一光電門，光電門上連接計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)已知彈性勢(shì)能的表達(dá)式為epk(x)2. (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，_平衡摩擦力；_測(cè)量遮光片的寬度(均填“需要”或“不需要”)(2)所有實(shí)驗(yàn)條件具備后，將小物塊向左壓縮x后從靜止釋放，小物塊在彈簧的作用下被彈出，記下遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間t1.(3)將小物塊向左壓縮2x、3x、4x、后從靜止釋放，小物塊在彈簧的作用下被彈出，分別記下遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間t2、t

7、3、t4、.(4)將幾次實(shí)驗(yàn)中彈簧對(duì)小物塊做的功分別記為w1、w2、w3、，則w1w2w3_，若以w為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作圖，則得到的圖象是_(填“一條直線”或“一條曲線”)解析：(1)由于該實(shí)驗(yàn)要求彈簧彈力做功，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力光電門測(cè)速度的原理是用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度v，小物塊在彈簧的作用下被彈出，記下遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間t，小物塊的速度v，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗(yàn)證的關(guān)系式可知：wmv2m，若以w為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作圖，則得到的圖象是一條傾斜直線，即可得到合力功與速度變化的關(guān)系，所以不需要測(cè)量遮光片的寬度(4)已知彈性勢(shì)能的表達(dá)式為epk(x)2.所以幾次實(shí)驗(yàn)

8、中彈簧對(duì)小物塊做的功分別記為w1、w2、w3、，則w1w2w3149，若以w為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作圖，則得到的圖象是一條直線答案：(1)需要不需要(4)149一條直線6某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s_cm；(2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過(guò)光電門1和2所用的時(shí)間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力f，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是_.(3)該實(shí)驗(yàn)_滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量(填“需要”或“不需要”)解析：(1)由圖可知，s70.30 cm20.30

9、 cm50.00 cm.(2)要應(yīng)用滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理，應(yīng)有關(guān)系式：fsm2m2故還應(yīng)測(cè)量滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量m.(3)因拉力傳感器直接測(cè)出滑塊所受的合外力，并不是用砝碼和砝碼盤的總重力代替合外力做實(shí)驗(yàn)，故沒有必要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量答案：(1)50.00(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量m(3)不需要7某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置來(lái)研究有關(guān)做功的問(wèn)題(1)如圖甲所示，在保持m>7m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，在控制小車質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開紙帶，已知交

10、流電的頻率為50 hz.圖乙是在m100 g、m1 kg情況下打出的一條紙帶，o為起點(diǎn)，a、b、c為過(guò)程中3個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打b點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能ek_j，從開始運(yùn)動(dòng)到打b點(diǎn)時(shí)，繩的拉力對(duì)小車做的功w_j(保留2位有效數(shù)字，g取9.8 m/s2)(2)在第(1)問(wèn)中，繩的拉力對(duì)小車做的功w大于小車獲得的動(dòng)能ek，請(qǐng)你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：_.(寫出一種即可)解析：(1)小車拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，b為ac的中間時(shí)刻，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得vbac，其中xacocoa19.95 cm，t5×0.02 s0.1 s，代入可求得vb0.9975 m/s，所以在b點(diǎn)小車的動(dòng)能ekmv0.50 j繩的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，所以繩的拉力對(duì)小車做的功wmgxob0.51 j.(2)若摩擦力沒有完全抵消，小車所受合外力的功還應(yīng)包含摩擦力做的負(fù)功，故拉力的功大于動(dòng)能的增量；若砂與砂桶的重力不滿足“遠(yuǎn)小于小車的重力”的條件，則砂和砂桶的重力大于繩的拉力，若把砂和砂桶的重力近似為拉力，導(dǎo)致拉力做的功大于動(dòng)能增量 答案：(1)0.500.51(2)摩擦力沒有完全抵消；砂與砂桶的重力大于繩的拉力(寫出一種即可)6edbc3191f2351dd815ff