高考物理一輪復習課時跟蹤訓練-力學實驗：驗證動能定理

1、2022高考一輪復習課時跟蹤訓練力學實驗：驗證動能定理一、單項選擇（下列各題中四個選項中只有一個選項符合題意）1如圖所示，某同學設計了“探究功與動能變化的關系”的實驗。當小車在1條橡皮筋的作用下沿木板滑行時，橡皮筋對小車做的功記為W。當用2條3條橡皮筋重復實驗時，設法使橡皮筋所做的功分別為2W、3W這名同學按照實驗要求正確規(guī)范操作，用一根橡皮筋拉伸長彈出小車，小車運動中獲B得的最大速度為，接下來用三根同樣的橡皮筋伸長將小車彈出，小車運動中獲得的最大速度約為（）ABCD2為了探究在橡皮條彈力作用下小車的運動，某同學設計了如圖甲所示的實驗，由靜止釋放小車，小車在處于伸長狀態(tài)的橡皮條彈力的作用下向左

2、運動。打點計時器打下的紙帶如圖乙所示，計時點0為打下的第一個點，兩點之間的時間間隔為T，該同學在測出計時點2、3、4到計時點0的距離x1、x2、x3后，將紙帶由圖示位置剪斷，將每段紙帶的下端對齊，依次并排粘貼在直角坐標系中，連接各段紙帶上端的中點畫出平滑曲線如圖丙所示。對該實驗結果的研究可知：處理數(shù)據時，圖丙縱軸取每段紙帶的平均速度參量，橫軸取時間參量，計數(shù)點2、3的速度分別為v2、v3，則圖中vA表示_。Av3BCD3如圖所示的實驗裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關系。實驗中，小車會受到摩擦力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，下面操作正確的是（ ）A放開小車，小車能

3、夠自由下滑即可B放開小車，小車能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可4在探究功與速度的關系實驗中，某研究性學習小組覺得教材中實驗測量過程較復雜，改進如下：如圖所示，將教材實驗中的木板放在桌子的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋條數(shù)為1、2、3、n時的平拋距離x1、x2、x3、xn，則（）A如果忽略一切摩擦，xn（n為橡皮筋條數(shù)）B如果忽略一切摩擦，x2n（n為橡皮筋條數(shù)）C該實驗中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產生新的誤差D該實驗中傾斜

4、木板不會產生誤差5如圖所示，小車放在木板上，小車的前端系一條細繩，繩的一端跨過定滑輪掛一個小盤，盤中放重物，用懸吊重物的方法為小車提供拉力小車后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器以小車為研究對象，用該裝置進行物理實驗，下列說法正確的是A若探究動能定理, 必須調整定滑輪的高度使細線與木板平行B若探究動能定理，必須使盤和盤上重物的質量遠大于小車質量C若研究勻變速直線運動規(guī)律，必須墊高木板一端以平衡小車受到的摩擦力D若研究勻變速直線運動規(guī)律，必須使盤和盤上的重物質量遠大于小車質量二、多項選擇（下列各題中四個選項中有多個選項符合題意）6用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗，為了保證細繩的拉力等于小車

5、所受的合外力，以下操作必要的是（）A在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力B在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力C調節(jié)木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行D所加鉤碼的質量盡量大一些7某實驗小組欲驗證“動能定理”，他們的實驗裝置如圖所示，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、砝碼當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)要完成該項實驗，還需要的實驗器材有()A天平B刻度尺C秒表D彈簧秤8某實驗小組利用圖示裝置進行“探究動能定理”的實驗，實驗步驟如下：A掛上鉤碼，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向

6、下做勻速運動；B打開速度傳感器，取下輕繩和鉤碼，保持A中調節(jié)好的長木板傾角不變，讓小車從長木板頂端靜止下滑，分別記錄小車通過速度傳感器1和速度傳感器2時的速度大小v1和v2；C重新掛上細繩和鉤碼，改變鉤碼的個數(shù)，重復A到B的步驟若要驗證動能定理的表達式，還需測量的物理量有（ ）A懸掛鉤碼的總質量mB長木板的傾角C兩傳感器間的距離lD小車的質量M9關于“探究恒力做功與動能變化”的實驗，下列說法中正確的是（）A應調節(jié)定滑輪的高度使細繩與木版平行B應調節(jié)定滑輪的高度使細繩保持水平C平衡摩擦力時，若紙帶上打出的點越來越密，就應調大斜面傾角D平衡摩擦力時，若紙帶上打出的點越來越疏，就應調大斜面傾角10“

7、探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，水平桌面上一小車在兩條橡皮筋作用下，由靜止狀態(tài)被彈出，橡皮筋對小車做的功記為W0當用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出，關于該實驗，下列說法正確的是（ ）A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46VB實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的圖象，直到找出合力做功與物

8、體速度變化的關系三、實驗探究題11某學習小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理。（1）將氣墊導軌調至水平，安裝好實驗器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s=_cm。（2）測量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實驗，還需要直接測量的一個物理量是_。（3） 寫出驗證動能定理的等式為_（用以上測得的物理量符號表示）。12某同學用如圖所示的實驗裝置探究恒力做功與動能變化的關系。他將細繩一端固定在小車上，另一端繞過定滑輪與力傳感囂、重物相連。實驗中，小車在細繩拉力的作用下從靜止開始加速運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況，力

9、傳感器記錄細繩對小車的拉力大小。（1）下列描施中必要的是_（填選項的的字母）。A使細繩與長木版平行B實驗前調節(jié)長木飯的傾角以平衡摩擦力C使小車質量遠大于重物和力傳感器的總質量（2）某次實驗中，小車的質量為M，力傳感器的示數(shù)為F，打出的紙帶如圖所示。將打下的第一個點標為O，已知相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T。測得各計數(shù)點之間的距離如圖，則從打O點到打“3”點的過程中，拉力對小車做的功W=_，小車動能的增加量Ek=_（用題目和圖中所給的符號表示）13如圖甲所示是某研究性學習小組設計的“探究動能定理”的實驗裝置。他們將光電門固定在直軌道上的點，將拉力傳感器固定在質量為的小車上，用不可伸長的細線通過一個

10、定滑輪將小車與鉤碼相連，鉤碼的質量為，用拉力傳感器記錄小車所受拉力的大小，通過光電門記錄遮光條通過光電門的時間，結合遮光條的寬度計算出小車通過光電門時的速度。（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，則_cm。（2）不同的鉤碼通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置（與點之間的距離為的點）由靜止釋放。用該實驗方案_（填“需要”或“不需要”）滿足遠大于；_（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；只要已知量和測得量滿足關系式_，即可得出做功與速度變化的關系。14在“驗證動能定理”實驗中，某實驗小組利用如圖甲所示的裝置進行實驗，實驗步驟如下：（1）掛砂桶前，為了消除_的影響，應調節(jié)長木板右側的高度，

11、直至向左輕推小車觀察到紙帶上所打的點_，小車做勻速運動。（2）砂桶內盛上適量的細砂，測出砂桶和細砂的質量以及小車質量。將盛上適量細砂的砂桶用輕細繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。將砂桶由靜止釋放，砂桶帶動小車運動，打出的紙帶如圖乙（中間部分未畫出），為打下的第一個點。已知打點計時器的打點時間間隔為，當?shù)刂亓铀俣却笮?。當時，小車所受的合外力大小為_。（3）為驗證從點到點的運動過程中小車所受合外力做功與小車動能變化的關系，測出、兩點間的距離為，、兩點間距離為，則點速度大小為_，需要驗證的關系式為_（用已知和所測物理量的符號表示）。15某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小

12、車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究合外力做功與小車動能變化的關系，此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、紙帶、小木塊等，組裝的實驗裝置如圖所示。（1）若要完成該實驗，必需的實驗器材還有下列選項中的_（填正確答案標號）；A天平 B秒表 C刻度尺 D彈簧測力計（2）實驗開始時，該同學先調節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，他這樣做的目的是下列選項中的_（填正確答案標號）A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C可以保證小車最終能夠實現(xiàn)勻速直線運動D可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力（3）實驗中，所有操

13、作均正確，得到如圖所示的一條紙帶。測得計時點A、B、D、E、F到起始點O的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5.已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。測得鉤碼的總質量為m，小車的總質量為M，且Mm，從打O點到打E點的過程中，合外力對小車做的功W=_，小車動能變化量Ek=_。16某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此探究繩拉力做功與小車動能變化的關系，此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、天平、小木塊等，組裝的實驗裝置如圖所示。（1）若要完成該實驗，必需的實驗器材還有_。（2）

14、實驗開始時，他先平衡摩擦力，然后調節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，他這樣做的目的是_。A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C可以保證小車做勻加速直線運動D使細繩拉力等于小車受到的合力（3）已知小車的質量為，所掛的鉤碼質量為，重力加速度用表示，、兩點間的距離為，經計算打下、點時小車的速度分別為、，若選取紙帶段研究，由于未控制好鉤碼個數(shù)使較大，將造成_（填“”“”或“”）。17如圖甲所示是“探究做功與物體速度變化的關系”的實驗裝置，主要實驗步驟如下：用天平測出滑塊（含滑輪）的質量M240g，并安裝好實驗裝置；適當墊高長木板不帶滑輪的一端，滑塊不掛輕

15、繩，掛上紙帶，輕推滑塊使滑塊沿長木板勻速運動；輕繩通過長木板末端的滑輪和滑塊上的滑輪，一端掛在拉力傳感器上，另一端掛質量為m100g的鉤碼，兩輕繩與木板平行；接通打點計時器的電源，釋放滑塊，打出一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.1s，并記錄拉力傳感器示數(shù)F0.39N?；卮鹣铝袉栴}：（1）滑塊從B運動到D的過程中，合力對滑塊所做的功W_J，滑塊動能的增量Ek_J；（計算結果均保留2位有效數(shù)字）（2）多次實驗發(fā)現(xiàn)合力對滑塊所做的功W總略大于滑塊動能的增量Ek，可能的原因是_。A沒有滿足滑塊質量遠大于鉤碼質量B平衡摩擦力過度C滑輪摩擦影響（3）利用該實驗裝置還可以完成的物理實

16、驗有：_（寫出一種即可）。18某同學用如圖所示的實驗裝置驗證動能定理，所用器材包括：氣墊導軌、滑塊（上方安裝有寬度為的遮光片）兩個光電門、砝碼盤和砝碼等。實驗步驟如下：（1）開動氣泵，調節(jié)氣墊導軌，輕推滑塊，當滑塊上的遮光片經過兩個光電門的遮光時間_時，可認為氣墊導軌水平。（2）用天平測得砝碼與砝碼盤的總質量為、滑塊（含遮光片）的質量為。（3）用細線跨過輕質定滑輪將滑塊與砝碼盤連接，并讓細線水平拉動滑塊。（4）滑塊在砝碼和砝碼盤的拉動下從左邊開始運動，和計算機連接的光電門能測量出遮光片經過A、B兩處的遮光時間、用刻度尺測得從A到B的距離為。（5）在遮光片隨滑塊從A運動到B的過程中，如果將砝碼和

17、砝碼盤所受重力視為滑塊所受拉力，拉力做功的大小_，滑塊動能改變量的大小_（用題中給出的物理量及重力加速度表示）。（6）某次測量得到的一組數(shù)據為：，取。計算可得_J，_J（結果均保留3位有效數(shù)字）。（7）定義相對誤差，本次實驗相對誤差_%（保留1位有效數(shù)字）。19如圖甲所示，是某實驗小組驗證“動能定理”的一套實驗裝置示意圖。（1）實驗中，他們用砂和砂桶的總重力等效代替滑塊受到的拉力，通過紙帶記錄滑塊運動情況。為了完成實驗任務，除圖甲中使用的器材外，還需要補充的實驗器材是_（只填寫對應序號）；A學生電源 B天平 C秒表 D刻度尺（2）圖乙是實驗中用頻率為50Hz的電磁打點計時器打出的一條紙帶，0、

18、1、2、3、4為計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間還有四個點未標出，則兩個相鄰計數(shù)點的時間間隔T=_s。若該組同學量出相鄰記數(shù)點間的距離分別為、，則打計數(shù)點2時滑塊的瞬時速度的大小為_（用已知物理量的字母表示）；（3）在實驗中，該小組學生稱出了滑塊的質量M，砂和砂桶的總質量m，且保證，量出滑塊運動的一段位移，并計算出了相應的始末速度、的大小，結果發(fā)現(xiàn)mgs總是大于，且只掛砂桶時滑塊不動。請你分析該實驗產生誤差的主要原因為_，并提出合理的解決方案：_。20某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證動能定理。實驗步驟如下：用天平測出小車的質量為，小沙桶的質量為；將小車放到帶滑輪的木板上，調整木板傾角并輕推小車，使小車恰好做