2019届高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 14 实验四 探究动能定理随堂检测巩固落实.doc

11414 实验四实验四 探究动能定理探究动能定理1(2018·宿迁市高三调研测试)如图甲所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，主要过程如下：A设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W；B分析纸带，求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、v3；C作出Wv图象；D分析Wv图象如图Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W 等关系v(1)实验中得到的一条如图乙所示的纸带，求小车获得的速度应选_(选填“AB”或“CD”)段来计算(2)关于该实验，下列说法正确的有_A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B通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功C每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出(3)在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是_(写出一条即可)解析：(1)求小车获得的速度应该选取加速完成后、即匀速运动阶段的速度，故选CD段(2)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，选项 A 正确；橡皮筋做功是将弹性势能转化为小车的动能，与小车的质量无关，所以改变小车质量不能改变橡皮筋对小车做的功，选项 B 错误；每次实验中，橡皮筋的长度必须保持一致，这样才能使橡皮筋对小车做的功成整数倍的增加，选项 C 正确；使用打点计时器时应该先接通电源，使打点计时器工作稳定了再释放小车，选项 D 正确(3)没有出现一段等间距的点，说明小车没有匀速的阶段，说明没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小答案：(1)CD (2)ACD (3)没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小2某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水2平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能(1)实验中涉及下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大解析：(1)实验中应先向左推物块使弹簧压缩，测量弹簧的压缩量，然后把纸带向左拉直，再接通打点计时器电源，等打点稳定后，再松手释放物块，使其向右滑动，因此步骤为. (2)由于物块离开弹簧时的速度最大，因此M纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为v1.29 m/s.由于弹簧压缩量越大，弹性势能越大，因此推开物块后，2.58 × 102m 0.02 s弹簧弹性势能转化成物块的动能越多，物块离开弹簧后获得的速度越大，打的点间距越大，因此M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大答案：(1) (2)1.29 M3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 50.0 cm 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3(1)实验主要步骤如下：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，正确连接所需线路将小车停在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时的速度在小车中增加砝码或减少砝码，重复的操作(2)下列表格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，(vv)是两2 22 1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 E，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 E3_，W3_(结果保留三位有效数字)次数M/kgvv (m2·s2)2 22 1E/JF/NW/J10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430(3)根据表格，请在图中的方格纸上作出 EW图线解析：(1)在实验过程中拉力对小车和拉力传感器做功使小车和拉力传感器的动能增加，所以需要测量小车和拉力传感器的总质量(2)通过拉力传感器的示数和A、B间距用WFL可计算拉力做的功(3)利用图象法处理数据，由动能定理WMvMv，可知W与 E成正比，作图可用描1 22 21 22 1点法，图线如图所示4答案：(1)小车 释放小车(2)0.600 0.610 (3)见解析图4(2018·江苏六市高三调研)探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图甲所示，根据实验中力传感器读数和纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做的功和小车动能的变化量(1)关于该实验，下列说法中正确的有_A平衡摩擦力时，调整垫块的高度，改变钩码质量，使小车能在木板上做匀速运动B调整滑轮高度，使连接小车的细线与木板平行C实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量D若纸带上打出的是短线，可能是打点计时器输入电压过高造成的(2)除了图甲中注明的器材外，实验中还需要交流电源、导线、刻度尺和_(3)某次实验中打出了一条纸带，其中一部分如图乙所示，各个打点是连续的计时点，A、B、D、E、F各点与O点间的距离如图，设小车质量为m，打点周期为T，本次实验过程中力传感器的读数为F.则A到E过程外力做的功W_，小车动能变化量Ek_；在不同次实验中测得多组外力做的功Wi和对应的动能变化量 Eki的数据，作出WEk图象如图丙所示，图线斜率约等于 1.由此得出结论是_(4)若实验结果显示拉力F做的功W总略小于小车动能的变化量 Ek，请分析出现这种情况的可能原因是_.5解析：(1)在平衡摩擦力时不可以挂钩码，故 A 错误；连接小车的细线要与木板平行，否则线的拉力不能全部做功，故 B 正确；因力传感器可以读出每时刻拉力的数值，不需要满足钩码的质量远小于小车的质量，故 C 错误；电压过高，振针的振幅大，因此在纸带上停留的时间长，从而打出短线，故 D 正确(2)因求小车的动能，必须知道小车的质量，所以还需要天平测小车质量(3)由功的公式可求得A到E做的功WF(s4s1)；由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可求得vA，vE，所以 Ekmvmv；由图丙图线斜率s2 2Ts5s3 2T1 22E1 22A约等于 1 可知，外力对小车所做的功等于小车动能的增量(4)因W略小于 Ek，说明还有其他力做正功，对小车受力分析可知，可能是重力沿木板向下的分力大于摩擦力，故可能原因是平衡摩擦力时，木板垫得偏高答案：(1)BD (2)天平(3)F(s4s1) 外力对小车所做的功等于小车动能的增量(4)平衡摩擦力时木板垫得偏高