物理一輪復習精練精析《金學案》（粵教）：實驗：探究動能定理

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元實驗與探究第5課實驗：探究動能定理1．(雙選）某同學想利用自由落體運動研究“功與物體動能變化的關系”,實驗中下列四組物理量中需要通過測量或計算得出的物理量有()A．重物的質量B．重力加速度C．重物下落的高度D．與重物下落高度對應的重物的瞬時速度解析：重物受力不變,可以利用下降高度關系表示功，所以必須測量下落高度,再利用紙帶計算對應各點的瞬時速度，重力加速度是直接給出的，故C、D兩項正確,A、B兩項錯誤．答案：CD2．（2013·福建理綜）在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中(裝置如圖甲)：（1)下列說法哪一項是正確的________．(填選項前字母)A．平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B．為減小系統(tǒng)誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C．實驗時,應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2）圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分,選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為________m/s.(保留3位有效數(shù)字)解析：（1)平衡摩擦力時應將細線與小車斷開,A項錯誤，為使拉力與鉤碼重力近似相等，小車的質量應遠大于鉤碼的質量,B項錯誤．實驗時要充分利用紙帶，故應使小車靠近打點計時器,C項正確．(2）交流電頻率為50Hz，則周期T＝eq\f（1,f）＝0.02s．由運動學公式知，B點瞬時速度大小為AC中間時刻的速度大小，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，是某學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關系”的實驗，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，橡皮筋對小車做的功記為W.當我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．(1)除了圖中已給出的實驗器材外,還需要的器材有_________;（2)實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是______________________________________________；（3）為了測量小車獲得的最大速度，應選用紙帶上點距______的部分進行測量和計算；（4)某同學根據(jù)實驗測得的數(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的關系是___________．答案(1）刻度尺(2)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力(3)均勻(4）vn2∝Wn（1）刻度尺（2)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力(3)均勻(4）vn2∝Wn4．某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．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)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則:(1)你認為還需要的實驗器材有________________________。(2)實驗時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，實驗時首先要做好__________;并保證沙和沙桶的總質量應___________________________．(3）在(2)的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M。往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m。讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2)．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為________________（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．答案：(1)天平,刻度尺（2）平衡摩擦力遠小于滑塊的質量(3)mgL＝eq\f(1,2）Mv22－eq\f（1，2)Mv125．(2013·贛州聯(lián)考）某同學在實驗室用如圖甲所示的裝置研究有關做功的問題．(1）如圖甲所示，小車的質量為M,沙和沙桶的總質量為m，在保持M?m條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力,在控制小車的質量不變的情況下進行實驗．在實驗中，該同學先接通打點計時器的電，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，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標出，有關數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打B點時小車的動能為______J，從開始運動到打B點時,繩的拉力對小車做功W＝________J．(保留2位有效數(shù)字,g＝9.8m/s2)甲乙(2)在(1)中繩的拉力對小車做功W大于小車獲得的動能Ek，請你舉出導致這一結果的主要原因_________________________________.（寫出一種即可)解析：(1)vB＝eq\f(sAC，2T）＝0。998m/s，小車在B點的動能EkB＝eq\f（1，2)Mveq\o\al(2，B)＝0。498J≈0.50J，拉力對小車做功W＝FsOB＝mgsOB＝0.505J≈0.51J.（2)拉力對小車做功W大于小車獲得的動能Ek的原因，可能是實驗過程沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時長木板傾角過小,或運動過程受到的空氣阻力及紙帶受到打點計時器的摩擦力過大，或沙與沙桶的重力大于繩的拉力，或打點計時器所用電頻率不穩(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“恒力做功和物體動能變化之間的關系”的實驗中,某同學的實驗設計方案如圖所示．則：(1）該實驗用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，在安裝時首先要__________________________，其次鉤碼和小車還需要滿足的條件是________________．(2）實驗中，除位移、速度外,還要測出的物理量有______________________________________．(3)在上述實驗中，打點計時器使用的交流電頻率為50Hz。某同學打出的一段紙帶如圖所示，則小車勻速運動時的速度大小為________m/s.(計算結果保留三位有效數(shù)字)解析：(1）本實驗在安裝儀器時首先要平衡摩擦力，其次要減小實驗誤差，由牛頓第二定律可知mg＝(M＋m)a,即a＝eq\f(mg，M＋m），只有當M?m時,a≈eq\f（mg，M）.(2)由（1）可以看