高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 實驗5 探究動能定理課時規(guī)范訓(xùn)練

1、實驗5 探究動能定理高效演練跟蹤檢測1關(guān)于“探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是()a每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值b每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致c放小車的長木板應(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.實驗中沒有必要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出后來各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，a錯誤；為了使以后各次實驗中橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，必須使每次實驗中橡皮筋拉伸的長度保持一致，b錯誤；為了減小誤差，實驗中應(yīng)使長木板傾斜以平衡摩擦力，c錯誤；實驗中應(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、“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是()a為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運(yùn)動b每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣c可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值d通過打點(diǎn)計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度解析：選abc.當(dāng)小車?yán)┻^打點(diǎn)計時器的紙帶做勻速運(yùn)動時，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實驗中可消除摩擦力的影響，a正確；由實驗原理可知，每次實驗橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣，b正確，實驗是通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的，c正確；橡皮筋拉力做的總功等于小車動能的增

3、加，此動能應(yīng)為小車獲得的最大動能，所以用打點(diǎn)計時器打下的紙帶測定的是小車的最大速度，d錯誤3. 某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實驗裝置如圖(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，紙帶穿過打點(diǎn)計時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，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能(1)實驗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)計時器電源向左推物塊使彈簧壓縮，并測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)(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際打點(diǎn)結(jié)果打點(diǎn)計時器所用交流電

4、的頻率為50 hz.由m紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為_ m/s.比較兩紙帶可知，_(填“m”或“l(fā)”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大解析： (2)脫離彈簧后物塊應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動，則v×102 m/s1.29 m/s.由能量守恒定律可知，物塊脫離彈簧時動能越大，則彈簧被壓縮時的彈性勢能越大，故epm>epl.答案： (1)(2)1.29m4用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢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位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連先用米尺測得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，計時器顯示遮光片從b到c所用的時間t，用米尺測量a、o之間的距離x.(1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達(dá)式是_(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量_a彈簧原長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，計時器顯示時間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，與bc間的速度相同，故v.(2)彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化成了滑塊的動能，所以還需要測量滑塊(含遮光片)的質(zhì)量，故c對(3)增大a、o之間的距離x，滑塊獲得的動能增大，速度增大，故計時器顯示的時間t將減小，b對答案： (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)彈簧的長度為原長時，物塊恰處于o點(diǎn)，o點(diǎn)的正上方有一光電門，光電門上連接計時器(圖中未畫出)已知彈性勢能的表達(dá)式為epk(x)2. (1)實驗開始時，_平衡摩擦力；_測量遮光片的寬度(均填“需要”或“不需要”)(2)所有實驗條件具備后，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，記下遮光片通過光電門的時間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光電門的時間t2、t

7、3、t4、.(4)將幾次實驗中彈簧對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)由于該實驗要求彈簧彈力做功，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力光電門測速度的原理是用平均速度來代替瞬時速度v，小物塊在彈簧的作用下被彈出，記下遮光片通過光電門的時間t，小物塊的速度v，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗證的關(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，所以不需要測量遮光片的寬度(4)已知彈性勢能的表達(dá)式為epk(x)2.所以幾次實驗

8、中彈簧對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證動能定理(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)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)該實驗_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)用滑塊驗證動能定理，應(yīng)有關(guān)系式：fsm2m2故還應(yīng)測量滑塊、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驗，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)在實驗室用如圖甲所示的裝置來研究有關(guān)做功的問題(1)如圖甲所示，在保持m>7m條件下，可以認(rèn)為繩對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)行實驗在實驗中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計時器的電源，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為過程中3個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間有4個點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打b點(diǎn)時小車的動能ek_j，從開始運(yùn)動到打b點(diǎn)時，繩的拉力對小車做的功w_j(保留2位有效數(shù)字，g取9.8 m/s2)(2)在第(1)問中，繩的拉力對小車做的功w大于小車獲得的動能ek，請你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：_.(寫出一種即可)解析：(1)小車拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，b為ac的中間時刻，由勻變速直線運(yùn)動的規(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