物理一輪復(fù)習(xí)精練精析《金學(xué)案》（粵教）：實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元實(shí)驗(yàn)與探究第5課實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理1．(雙選）某同學(xué)想利用自由落體運(yùn)動(dòng)研究“功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)中下列四組物理量中需要通過測量或計(jì)算得出的物理量有()A．重物的質(zhì)量B．重力加速度C．重物下落的高度D．與重物下落高度對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度解析：重物受力不變,可以利用下降高度關(guān)系表示功，所以必須測量下落高度,再利用紙帶計(jì)算對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，重力加速度是直接給出的，故C、D兩項(xiàng)正確,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：CD2．（2013·福建理綜）在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖甲)：（1)下列說法哪一項(xiàng)是正確的________．(填選項(xiàng)前字母)A．平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上B．為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放(2）圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分,選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為________m/s.(保留3位有效數(shù)字)解析：（1)平衡摩擦力時(shí)應(yīng)將細(xì)線與小車斷開,A項(xiàng)錯(cuò)誤，為使拉力與鉤碼重力近似相等，小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,B項(xiàng)錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)要充分利用紙帶，故應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,C項(xiàng)正確．(2）交流電頻率為50Hz，則周期T＝eq\f（1,f）＝0.02s．由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，B點(diǎn)瞬時(shí)速度大小為AC中間時(shí)刻的速度大小，即vB＝eq\f(xAC,2t）＝eq\f（18.59－5。53,2×5×0。02）m/s＝0.653m/s。答案：（1）C（2)0。6533．如圖所示，是某學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．(1)除了圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要的器材有_________;（2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取的措施是______________________________________________；（3）為了測量小車獲得的最大速度，應(yīng)選用紙帶上點(diǎn)距______的部分進(jìn)行測量和計(jì)算；（4)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，作出如圖所示的vn2－Wn圖象,由圖象可得出物體速度vn變化跟橡皮筋做的功Wn的關(guān)系是___________．答案(1）刻度尺(2)把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力(3)均勻(4）vn2∝Wn（1）刻度尺（2)把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力(3)均勻(4）vn2∝Wn4．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．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和沙桶的總重力大小基本相等，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做好__________;并保證沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)___________________________．(3）在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量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)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(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________________（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量）．答案：(1)天平,刻度尺（2）平衡摩擦力遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量(3)mgL＝eq\f(1,2）Mv22－eq\f（1，2)Mv125．(2013·贛州聯(lián)考）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置研究有關(guān)做功的問題．(1）如圖甲所示，小車的質(zhì)量為M,沙和沙桶的總質(zhì)量為m，在保持M?m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力,在控制小車的質(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，再放開紙帶，已知交流電的頻率為50Hz.圖乙是在m＝100g，M＝1kg情況下打出的一條紙帶：O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(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)能為______J，從開始運(yùn)動(dòng)到打B點(diǎn)時(shí),繩的拉力對(duì)小車做功W＝________J．(保留2位有效數(shù)字,g＝9.8m/s2)甲乙(2)在(1)中繩的拉力對(duì)小車做功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)vB＝eq\f(sAC，2T）＝0。998m/s，小車在B點(diǎn)的動(dòng)能EkB＝eq\f（1，2)Mveq\o\al(2，B)＝0。498J≈0.50J，拉力對(duì)小車做功W＝FsOB＝mgsOB＝0.505J≈0.51J.（2)拉力對(duì)小車做功W大于小車獲得的動(dòng)能Ek的原因，可能是實(shí)驗(yàn)過程沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小,或運(yùn)動(dòng)過程受到的空氣阻力及紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦力過大，或沙與沙桶的重力大于繩的拉力，或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電頻率不穩(wěn)定．答案：(1）0。500。51（2)摩擦力沒有完全平衡或沙與沙桶的重力大于繩的拉力（寫一種即可）6．在探究“恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖所示．則：(1）該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，在安裝時(shí)首先要__________________________，其次鉤碼和小車還需要滿足的條件是________________．(2）實(shí)驗(yàn)中，除位移、速度外,還要測出的物理量有______________________________________．(3)在上述實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz。某同學(xué)打出的一段紙帶如圖所示，則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為________m/s.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1）本實(shí)驗(yàn)在安裝儀器時(shí)首先要平衡摩擦力，其次要減小實(shí)驗(yàn)誤差，由牛頓第二定律可知mg＝(M＋m)a,即a＝eq\f(mg，M＋m），只有當(dāng)M?m時(shí),a≈eq\f（mg，M）.(2)由（1）可以看