【红对勾 讲与练】2023版高考物理总复习 实验五 探究动能定理课堂检测

【红对勾讲与练】2016版高考物理总复习实验五探究动能定理课堂检测1．在利用橡皮筋“探究功与物体速度变化关系”的实验中，每次选取纸带后，应选取纸带上的哪些点来求小车的速度(　　)A．间距均匀的B．间距不均匀的C．间距均匀的与不均匀的都可D．最后是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的解析：橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功，小车做匀速运动，纸带上的点间距是均匀的，A正确，B、C错误；若纸带上没有间距均匀的点，说明纸带太短，橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器，在这种情况下应选用更长的纸带，或者是因为没有完全平衡摩擦力，需重新平衡摩擦力，D错误．答案：A2．如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是(　　)A．橡皮筋做的功可以直接测量B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析：橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，A错误；橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，C错误，B正确；橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，D错误．答案：B3．在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A．电磁打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．6\n(1)其中多余的器材是________；缺少的器材是________．(2)测量时间的工具是________；测量质量的工具是________．(3)如图所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析：利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价．解析：(1)计算小车速度是利用打点的纸带，故不需要秒表；电磁打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C、E；测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．(2)测量时间的工具是电磁打点计时器，测量质量的工具是天平．(3)能．从A到B的过程中，恒力做的功为WAB＝FxAB物体动能的变化量为EkB－EkA＝mv－mv＝m·2－m2＝m只要验证FxAB＝m即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小．缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．答案：(1)C、E　毫米刻度尺　(2)电磁打点计时器　天平　(3)见解析4．某同学用如下图所示的实验装置探究小车动能变化与合力对它所做功的关系．图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．6\n(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v)，填入下表：点迹x/cmΔv2/(m2·s－2)0——11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23请以Δv2为纵坐标，以x为横坐标在方格纸中作出Δv2－x图象．若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合力的大小为________N.(2)若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数明显超出实验误差的正常范围．你认为主要原因是______________，实验操作中改进的措施是______________________________________________________________________________________________.解析：由v2－v＝2ax可知Δv2＝2a·x，在Δv2－x图象中，斜率k＝2a＝2.5，由F＝ma，得F＝0.25N.答案：(1)图象如下图所示　0.256\n(2)小车滑行时所受摩擦阻力较大　将木板左侧垫高，使木板斜一定的角度以平衡摩擦力5．某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如下图所示的实验装置．(1)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是__________________________________________________________________________________________.(2)如下图所示，游标卡尺测得遮光条的宽度Δd＝________cm；实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定．现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为Δt，则滑块最后匀速运动的速度表达式为________(用字母表示)．(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度．则画出的W－v2图象应是_______________________________________________________________________________.解析：(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速)．6\n(2)Δd＝5mm＋0.05mm×10＝5.50mm＝0.550cm滑块匀速运动的速度v＝.(3)由动能定理可知，W＝mv2，故画出的W－v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线．答案：(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速(其他方法正确也可)　(2)0.550　　(3)过坐标原点的一条倾斜直线6．(2014·天津卷)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图所示．(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些____________．(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：________.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力6\n解析：本题考查探究外力做功与动能变化量的关系实验，包括器材选用、实验要点、实验设计及实验误差分析等．(1)实验要处理纸带测速度，需要刻度尺，要分析动能的变化，必须要测出小车的质量，因此还需要天平．(2)实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，D正确．(3)在所挂钩码个数不变的情况下，要减小小车运动的加速度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(或钩码)．(4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现拉力做的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克服阻力做功；也可能是小车做加速运动，因此细绳的拉力小于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功，即大于小车动能的增量，C、D项正确．答案：(1)刻度尺、天平(包括砝码)　(2)D　(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)　(4)CD6