高考物理一輪復習-第5章-機械能-第6講-探究動能定理課時作業(yè)(含解析)

PAGE電視播放動畫動畫6、探究動能定理[基礎(chǔ)訓練]1．(2018·河南十所名校測試)某實驗小組用如圖所示裝置“探究功與物體速度變化的關(guān)系”．(1)為平衡小車運動過程中受到的阻力，應(yīng)該采用下面所述方法中的________(填入選項前的字母代號)．A．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車能夠自由下滑B．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車在橡皮筋作用下開始運動C．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，給小車一初速度，讓拖著紙帶的小車勻速下滑D．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓其拖著紙帶自由下滑(2)如圖所示是該實驗小組在實驗過程中打出的一條紙帶，已知打點計時器連接的電源的頻率為50Hz，則橡皮筋恢復原長時小車的速度為________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．答案：(1)C(2)1.39(1.38～1.40均正確)2．(2018·湖南衡陽聯(lián)考)某同學為探究合力做功與物體動能改變的關(guān)系，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：甲乙①按圖甲擺好實驗裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.4kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.1kg.②先接通打點計時器的電源(電源頻率f＝50Hz)，然后釋放小車，打出一條紙帶．(1)經(jīng)過多次重復實驗，他從打出的多條紙帶中選出一條打點清晰的，如圖乙所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，….他把鉤碼重力(當?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2)作為小車所受合力，算出0點到第4個計數(shù)點合力做功W＝________J，打下第4個計數(shù)點時小車動能Ek＝________J．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)此實驗探究的結(jié)果，他未能得到“合力對物體做的功等于動能的變化”，且誤差很大，主要原因有___________________.(只需答一條)答案：(1)0.2510.186(2)見解析解析：(1)根據(jù)題意，小車所受合力為：F＝mg＝0.98N0點到第4個計數(shù)點合力做功W＝Fs＝mgd4＝0.251J根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度，可求出打下第4個計數(shù)點時小車的速度大小v4＝eq\f(d5－d3,2T)其中T＝5×0.02s＝0.1sd5＝0.360md3＝0.167m解得v4＝0.965m/s則打下第4個計數(shù)點時小車動能Ek＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,4)＝eq\f(1,2)×0.4×0.9652J＝0.186J.(2)主要原因：①鉤碼質(zhì)量太大；②沒有平衡摩擦力．3．某學習小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理．運動．小車與橡皮筋連接后，小車所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功，故選項C、D正確．(2)相鄰各點之間的距離相等時，小車做勻速直線運動，由題圖乙可知，小車做勻速直線運動時相鄰兩點之間的距離是4.00cm，打點時間間隔t＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50)s＝0.02s，小車獲得的速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.04,0.02)m/s＝2.00m/s.(3)由動能定理得W＝eq\f(1,2)mv2，可知W與v是二次函數(shù)關(guān)系，C正確．[能力提升]6．(2018·河南豫南九校聯(lián)考)某同學用如圖所示裝置測量小木塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)，小木塊放在粗糙的水平桌面上，右側(cè)拴有一細線，跨過固定在桌面邊緣的滑輪與重物連接；實驗時，小木塊在重物牽引下向右運動，重物落地后，小木塊繼續(xù)向右滑，在運動過程中小木塊始終碰不到滑輪．已知小木塊的質(zhì)量為M，重物的質(zhì)量為m，回答下列問題：(1)本實驗還需直接測量的物理量有________．A．重物距地面的高度hB．小木塊在桌面上滑行的總距離sC．重物下落的時間t(2)利用上述測量的物理量，寫出測量的動摩擦因數(shù)的表達式μ＝________________.(3)小木塊運動過程中，由于滑輪與軸間摩擦及細線和滑輪的質(zhì)量的影響，將導致測量的動摩擦因數(shù)與實際動摩擦因數(shù)相比，其值將________(填“偏大”“相等”或“偏小”)．答案：(1)AB(2)eq\f(mh,Ms＋ms－mh)(3)偏大解析：(1)(2)設(shè)重物距地面的高度為h，小木塊在桌面上滑行的總距離為s，且已知小木塊的質(zhì)量為M，重物的質(zhì)量為m；由靜止釋放使它們運動，到重物落地過程中，根據(jù)動能定理得mgh－μMgh＝eq\f(1,2)(M＋m)v2，從重物落地到小木塊停在桌面上這個過程，根據(jù)動能定理得eq\f(1,2)Mv2＝μMg(s－h(huán))，聯(lián)立兩式解得μ＝eq\f(mh,Ms＋ms－mh)，從該式可知本實驗還需直接測量的物理量有重物距離地面的高度h、小木塊在桌面上滑行的總距離s，故選A、B.(3)在計算過程中，認為滑輪與軸間摩擦及細線和滑輪的質(zhì)量沒有影響，重物重力勢能的減少量全部轉(zhuǎn)化為重物落地時的動能和小木塊克服摩擦力做的功，而實際上滑輪與軸間存在摩擦，因此導致測量的動摩擦因數(shù)與實際動摩擦因數(shù)相比，其值將偏大．7．如圖甲所示，某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進行“研究合力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗：甲(1)為達到平衡阻力的目的，取下細繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運動．(2)連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到如圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg.乙請計算小車所受合力做的功W和小車動能的變化ΔEk，補填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位).O－BO－CO－DO－EO－FW/J0.04320.05720.07340.0915①ΔEk/J0.04300.05700.07340.0907②分析上述數(shù)據(jù)可知：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導結(jié)果一致．(3)實驗前已測得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實驗時該組同學放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為________kg(取g＝9.8m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位)．答案：(1)勻速直線(或勻速)(2)①0.1115②0.1105(3)0.015解析：(1)實驗中，首先平衡摩擦力，改變長木板的傾角，輕推小車，小車沿長木板向下做勻速直線運動．(2)打下F點時，小車的位移大小為O、F間的距離，即0.5575m，細繩對小車的拉力為0.2N，則拉力做功為0.1115J，小車的瞬時速度為eq\f(0.6677－0.4575,0.2)m/s＝1.051m/s，動能增量為0.1105J.(3)由紙帶數(shù)據(jù)求得：AD＝21.20cm，DG＝30.07cm，