(廣東專用)2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)第6章機(jī)械能微專題32實(shí)驗(yàn)：研究動能定理試題粵教版

(廣東專用)2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)第6章機(jī)械能微專題32實(shí)驗(yàn)：研究動能定理試題粵教版LtDPAGEPAGE4內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯32實(shí)驗(yàn)：研究動能定理[方法點(diǎn)撥]實(shí)驗(yàn)需要測量合外力的功，要注意是否要平衡摩擦力．1．如圖1甲所示，為驗(yàn)證動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置，較長的小車的前端固定有力傳感器，能測出小車所受的拉力，小車上固定兩個完全相同的遮光條A、B，小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量為M，小車放在安裝有定滑輪和光電門的光滑軌道D上，光電門可記錄遮光條A、B通過它時的擋光時間．用不可伸長的細(xì)線將小車與質(zhì)量為m的重物相連，軌道放在水平桌面上，細(xì)線與軌道平行(滑輪質(zhì)量、摩擦不計)．圖1計的示數(shù)F，并利用速度傳感器測出從同一位置P由靜止開始釋放的滑塊經(jīng)過速度傳感器時的速度大小v，用天平測出滑塊的質(zhì)量m，用刻度尺測出P與速度傳感器間的距離s，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，滑輪的質(zhì)量都很小．圖3(1)實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量________(填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量．(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2－F圖象，下列圖象中最符合實(shí)際情況的是________．(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)已測得數(shù)據(jù)及v2－F圖象，________(填“能”或“不能”)測出滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)．4．用如圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)．請補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：圖4(1)用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，用米尺測量出兩光電門之間的距離為s.(2)在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等．(3)取下細(xì)線和砝碼盤，記下________(填寫相應(yīng)物理量及其符號)．(4)讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB.(5)步驟(4)中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W合＝________，小車動能變化量ΔEk＝________(用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g)，比較W合和ΔEk的值，找出兩者之間的關(guān)系．(6)重新掛上細(xì)線和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)(2)～(5)步驟．(7)本實(shí)驗(yàn)中，以下操作或要求是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________．A．盡量減小兩光電門間的距離sB．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長木板平行C．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量答案精析1．(1)0.400(0.399～0.401均給分)(2)不需要(3)FL＝eq\f(Md2,2)(eq\f(1,t\o\al(2,B))－eq\f(1,t\o\al(2,A)))解析(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則，遮光條的寬度d＝0.400mm.(2)由于實(shí)驗(yàn)中小車受到的力由力傳感器測出，所以不需要滿足M遠(yuǎn)大于m.(3)遮光條通過光電門時的速度用遮光條的寬度除以相應(yīng)的擋光時間得出，即vA＝eq\f(d,tA)，vB＝eq\f(d,tB).由動能定理，可得FL＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)M(eq\f(d,tB))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,tA))2＝eq\f(Md2,2)(eq\f(1,t\o\al(2,B))－eq\f(1,t\o\al(2,A)))，即驗(yàn)證動能定理的表達(dá)式為FL＝eq\f(Md2,2)(eq\f(1,t\o\al(2,B))－eq\f(1,t\o\al(2,A)))．2．v2否解析設(shè)木板與水平桌面間的夾角為θ，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ.由動能定理得mgh－μmgcosθ×eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)mv2，整理得：h＝eq\f(1,2g1－\f(μ,tanθ))v2.故h與v2成正比,應(yīng)以v2為橫軸.本實(shí)驗(yàn)是滑塊重力的分力與摩擦力的合力充當(dāng)合外力使滑塊加速即可,因此不需要平衡摩擦力.3．(1)不需要(2)B(3)能解析(1)實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，因?yàn)榛瑝K所受的拉力可由彈簧測力計直接測出．(2)由Fs－μmgs＝eq\f(1,2)mv2－0可得v2＝eq\f(2s,m)F－2μgs，當(dāng)m、s、μ一定時，v2與F為線性關(guān)系，且v＝0時F＞0，B正確．(3)由v2－F圖象讀出橫軸截距b，則b＝μmg，得μ＝eq\f(b,mg).4．(1)0.525(3)砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m(5)(m＋m0)gseq\f(1,2)M(eq\f(d,ΔtB))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,ΔtA))2(7)B解析(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝5mm＋5×0.05mm＝5.25mm＝0.525cm.(3)在實(shí)驗(yàn)步驟(2)中，平衡了摩擦力，所以砝碼和砝碼盤的總重力大小可視為拉力，因此要記住砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m.(5)小車經(jīng)過兩個光電門的速度分別為：eq\f(d,ΔtA)、eq\f(d,ΔtB)，所以動能的變化量為eq\f(1,2)M(eq\f(d,ΔtB