【创新教程】2022届高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理知能演练提升

【创新教程】2022届高考物理一轮复习知能演练提升：实验五探究动能定理1．(2022年龙岩模拟)在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，每次选取纸带后，我们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．最好是间距均匀的，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，故A对，B、C错；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，故D错．答案：A2．如图所示，在探究动能定理的实验中，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：橡皮筋的拉力是变力，做的功无法直接测量．故A、D错．橡皮筋恢复原长后小车匀速，橡皮筋不做功，C错．答案：B3．(2022年北京海淀区高三)为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况．(　　)5\n现有主要的探究步骤如下：a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v1、v2、v3…c．作出Wv图象d．分析Wv图象．如果Wv图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：________.②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是________．(填写选项前的序号)A．小车每次都应从静止开始释放B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度vD．必须测量出小车的质量解析：①需要刻度尺测量纸带上所选定的各点之间的距离．②由于只考虑橡皮筋做功，需要平衡摩擦力，选项B正确．由实验操作可知保持小车由静止释放的位置相同，故选项A正确．由于要计算小车的最大速度，即计算小车匀速运动的速度，故要在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算，选项C正确．因小车质量恒定不变，故不需要测量小车质量，选项D错误．答案：①刻度尺　②A、B、C4．(2022年山东济南高三)如图是一位同学做“探究动能定理”的实验装置图．(1)让一重物拉着一条纸带自由下落，通过打点计时器在纸带上打点，然后取纸带的一段进行研究．该同学测定重力做功和物体动能的增加量时，需要用刻度尺测量这一段的________，并计算重物在这一段运动的初速度和末速度．5\n(2)该同学计算了多组动能的变化量ΔEk，画出动能的变化量ΔEk与下落的对应高度Δh的关系图象，在实验误差允许的范围内，得到的ΔEkΔh图应是如下的______图．解析：探究动能定理，其表达式为mgΔh＝mv－mv，需要用刻度尺测量这一段的位移或高度，并计算重物在这一段运动的初速度v1和末速度v2，且ΔEk关于Δh为正比例函数．答案：(1)位移或高度　(2)C5．(2022年山东济南模拟)某兴趣小组想通过物体在斜面上运动的实验探究动能定理．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体都从初位置处由静止释放．(1)该实验中是否需要测出物体的质量？________.(2)同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4、…代表物体分别从不同高度处无初速度释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4、…表示物体每次通过Q点的速度.实验次数1234…LL1L2L3L4…vv1v2v3v4…他们根据实验数据绘制了如图所示的Lv图象，并得出结论W∝v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？________________________________________________________________________________________________.5\n(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．解析：(1)功W与距离L成正比，得到L和v的关系即可得到W和v的关系，因此不必测量物体的质量．(2)绘制的Lv图象是曲线，不能得出结论W∝v2.为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制Lv2图象．(3)重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．答案：(1)不需要　(2)不合适，应进一步绘制Lv2图象(3)不会6．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B两点时的速度．③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．(2)表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v－v|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝______，W3＝______.(结果保留三位有效数字)表1　数据记录表次数M/kg|v－ΔE/JF/NW/J5\nv|/(m/s)210.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根据数据记录表，请在图中的方格纸上作出ΔEW图线．解析：(1)①在实验过程中拉力对小车和传感器做功使小车和传感器的动能增加，所以需要测量小车和传感器的总质量；③通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；(2)通过拉力传感器的示数和AB间的距离用W＝FL可计算拉力做的功；(3)利用图象法处理数据，由动能定理W＝m(v－v)可知W与ΔE成正比，作图可用描点法，如图所示．答案：(1)①小车　②释放小车　③减少砝码(2)0.600J　0.610J　(3)见解析5