廣東物理高考一輪復習 實驗5 探究動能定理 試題

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1、第五章 實驗五 探究動能定理 1．在“探究功與物體速度變化關系”的實驗中，每次選取紙帶后，我們應選取紙帶上 的哪些點來求小車的速度(　　) A．間距均勻的 B．間距不均勻的 C．間距均勻的與不均勻的都可 D．最好是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的 解析：橡皮筋完全恢復后不再有力對小車做功，小車做勻速運動，紙帶上的點間距 是均勻的，故A對，B、C錯；若紙帶上沒有間距均勻的點，說明紙帶太短，橡皮筋 還沒完全恢復原狀紙帶已完全通過打點計時器，在這種情況下應選用更長的紙帶， 或者是因為摩擦力沒被完全平衡，需重新平衡摩擦力，故D錯． 答案：A 2．在“探

2、究功與物體速度變化關系”的實驗中，若畫出W－v的圖象，應為圖實－5 －9中的哪一個(　　) 圖實－5－9 解析：通過實驗可知，做的功W與小車速度v2成正比，故與v應是二次函數(shù)關系， 故B正確，A、C、D均錯． 答案：B 3．(2009·安徽高考)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系的實驗裝 置如圖實－5－10所示，實驗主要過程如下： 圖實－5－10 (1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…… (2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3…… (3)作出W－v草圖； (4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W

3、∝v；如果不是直線，可考 慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關系． 以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是________． A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W……所采用的方法是選用 同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當用1條橡皮 筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條……橡皮筋并在一起進 行第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W…… B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒?，可以使木板適當傾斜 C．某同學在一次實驗中得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點兩端密、中間疏．出現(xiàn) 這種情況的原因，可能是沒有使木

4、板傾斜或傾角太小 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后 一點的距離來進行計算 解析：放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運動，等到橡皮筋與小車分 離之后，小車做勻速直線運動．本實驗中測的速度是小車勻速運動的速度，因此研 究紙帶上打下的點一定是那些均勻分布的點，故D不正確． 答案：D 4．(2010·青島模擬)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 如圖實－5－11所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、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

5、，滑塊處于靜止狀態(tài)． 圖實－5－11 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桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質 量應滿足的實驗條件是__________________________，實驗時首先要做的步驟是 ________________． (3)在(2)的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量為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為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

6、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) 解析：該實驗中的研究對象是滑塊，目的是比較合外力對滑塊所做的功與滑塊動能 的增量的關系．因為合外力不等于滑塊的重力，兩端質量不可能“抵消”，所以要 分別測出沙、滑塊的質量，還要測出滑塊移動的距離，便于計算做的功和速度． 實驗時應注意平衡摩擦力，以減少誤差．從實驗方便性上考慮要把沙的重力看做滑 塊所受的合外力，m應遠遠小于M.實驗驗證的表達式為mgL＝Mv22－Mv12. 答案：(1)天平、刻度尺　(2)沙和沙桶的總質量遠小于滑塊

7、的質量　平衡摩擦力　 (3)mgL＝Mv22－Mv12 5．在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關系”的實驗中備有下列器材：A.打點計 時器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細線、砝碼、小車、 砝碼盤；H.薄木板． (1)其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________． (2)測量時間的工具是__________________；測量質量的工具是 ____________________． (3)圖實－5－12所示是打點計時器打出的小車(質量為m)在恒力F作用下做勻加速直 線運動的紙帶．測量數(shù)據(jù)已用字母表

8、示在圖中，打點計時器的打點周期為T.請分析， 利用這些數(shù)據(jù)能否驗證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請說出做法，并對 這種做法做出評價． 圖實－5－12 解析：(1)計算小車速度是利用打上點的紙帶，故不需要秒表．打點計時器應使用低 壓交流電源，故多余的器材是C、E. 測量點與點之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺． (2)測量時間的工具是打點計時器，測量質量的工具是天平． (3)能．從A到B的過程中，恒力做的功為WAB＝FxAB 物體動能的變化量為 EkB－EkA＝mvB2－mvA2＝m()2－m()2 ＝m 只要驗證FxAB＝m即可． 優(yōu)點：A、

9、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較?。? 缺點：只進行了一次測量驗證，說服力不強． 答案：(1)C、E毫米刻度尺　(2)打點計時器　天平 6．(2010·珠海模擬)某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實 驗，他的操作步驟是： ①連接好實驗裝置如圖實－5－13所示． ②將質量為200 g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車． ③在質量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個質量為50 g的鉤碼掛在 拉線的掛鉤P上． ④釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶． 圖實－5－13 (1)在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條．

10、經測量、計算，得到如下 數(shù)據(jù)： ①第一個點到第N個點的距離為40.0 cm. ②打下第N點時小車的速度大小為1.00 m/s.該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉 力，拉力對小車做的功為________J，小車動能的增量為________J. (2)此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功等于物體動能的增量”，且 誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產生誤差的因素．請你根據(jù)該同學 的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因有： ________________________________________________________________

11、________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.　　　　　　　　 解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N， 拉力對小車做的功W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J 小車動能的增量ΔEk＝mv2＝×0.200×1.002 J ＝0.100 J (2)誤差很大的可能原因：①小車質量不滿足遠

12、大于鉤碼質量；②沒有平衡摩擦力；③先放小車后開電源，使打第一個點時，小車已有了一定的初速度． 答案：(1)0.196　0.100 (2)①小車質量沒有遠大于鉤碼質量；②沒有平衡摩擦力； ③操作錯誤：先放小車后開電源 7．(2010·南京模擬)為了探究功與物體速度變化的關系，現(xiàn)提供如圖實－5－14所示的 器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列 問題．(打點計時器交流電頻率為50 Hz) 圖實－5－14 (1)為了消除摩擦力的影響應采取什么措施？ ________________________________________________

13、________________________. (2)當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進行第1次、第2次、第 3次……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，我們把第1次實驗時橡 皮筋對小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如圖 實－5－15所示是其中四次實驗打出的部分紙帶． 圖實－5－15 (4)試根據(jù)第(2)、(3)項中的信息，填寫下表. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 W 小車速度v(m/s) v2(m2/s2)

14、從表中數(shù)據(jù)可得出結論：__________________________________________________. 解析：(1)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨?，使小車緩慢勻速下滑? (4)由勻速運動的速度公式v＝，即可求出小車的速度，其中x從圖上讀出分別為2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，t＝T＝＝0.02 s. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對小車做功 2W 3W 4W 小車速度v(m/s) 1.00 1.42 1.73 2.00 v2(m2/s2) 1.00 2.02 2.99 4.00

15、 在誤差允許的范圍內，橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比． 8．(2009·上海高考)利用圖實－5－16(a)所示實驗裝置可粗略測量人吹氣產生的壓強．兩 端開口的細玻璃管水平放置，管內塞一潮濕小棉球，實驗者從玻璃管的一端A吹氣， 棉球從另一端B飛出，測得玻璃管內部截面積S，距地面高度h，棉球質量m，開始 時棉球的靜止位置與管口B的距離x，落地點C與管口B的水平距離l，然后多次改 變x，測出對應的l，畫出l2－x關系圖線如圖(b)所示，并由此得出相應的斜率k. 圖實－5－16 (1)若不計棉球在空中運動時的空氣阻力，根據(jù)以上測得的物理量可得，棉球從B端 飛出時速度

16、v0＝________. (2)假設實驗者吹氣能保持玻璃管內氣體壓強始終為恒定值，不計棉球與管壁的摩擦， 重力加速度g、大氣壓強p0均為已知，利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得，管內氣 體壓強p＝________. (3)考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦力，則(2)中得到的p與實際壓強相比 ________(填：偏大、偏小)． 解析：(1)l＝v0t，h＝gt2，得v0＝l. (2)(p－p0)Sx＝mv02 故l2＝x＝kx 因而有：p＝p0＋. (3)因沒有考慮摩擦阻力的作用，求出的壓強偏?。? 答案：(1)l　(2)p0＋　(3)偏小 內容總結 （1）第五章 實驗五 探究動能定理 1．在“探究功與物體速度變化關系”的實驗中，每次選取紙帶后，我們應選取紙帶上 的哪些點來求小車的速度(　　) A．間距均勻的 B．間距不均勻的 C．間距均勻的與不均勻的都可 D．最好是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的 解析：橡皮筋完全恢復后不再有力對小車做功，小車做勻速運動，紙帶上的點間距 是均勻的，故A對，B、C錯