高考物理總復習 第五章 第5講 實驗五 探究動能定理 新人教版

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1、高考物理總復習 第五章 第5講 實驗五 探究動能定理 新人教版 1． 用如圖1所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是 (填字母代號)(　　)． 圖1 A．為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動 B．每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣 C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過改變小車的質量來改變拉力做功的數(shù)值 E．實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源 F．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 G．通過打點計時器打下的紙帶來測

2、定小車加速過程中獲得的平均速度 解析　當小車拉著穿過打點計時器的紙帶做勻速運動時，沿長木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實驗中可消除摩擦力的影響，A正確；由實驗原理可知，B、C正確，D錯誤；使用打點計時器時都必須先接通電源再釋放小車，E錯誤；橡皮筋拉力做的總功等于小車動能的增加，此動能應為小車獲得的最大動能，所以用打點計時器打下的紙帶測定的是小車的最大速度，F(xiàn)正確、G錯誤． 答案　ABCF 2．某學習小組在“探究功與速度變化關系”的實驗中采用了如圖2所示的實驗裝置． 圖2 (1)將氣墊導軌接通氣泵，通過調平螺絲調整氣墊導軌使之水平，檢查是否調平的方法是________．

3、(2)如圖3所示，游標卡尺測得遮光條的寬度Δd＝________ cm；實驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標記，以保證每次拉伸的距離恒定．現(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為Δt，則滑塊最后勻速運動的速度表達式為________(用字母表示)． 圖3 (3)逐條增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計算出對應的速度．則畫出的Wv2圖象應是________． 解析　(1)將滑塊輕置于氣墊導軌上，看其是否滑動，或者將滑塊輕置于氣墊導軌上，輕推滑塊看是否勻速運動． (2)遮光條寬度Δd＝5 mm＋0.05×10 mm＝5.50 mm

4、＝0.0 cm.由速度的定義得v＝. (3)由動能定理得W＝mv2，所以Wv2圖象應是過坐標原點的一條傾斜直線． 答案　見解析 3．某實驗小組采用如圖4所示的裝置探究“動能定理”．圖中小車內可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器的工作頻率為50 Hz. 圖4 (1)實驗的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點計時器附近，______________，________________，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，關閉電源； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更

5、換紙帶，重復②的操作． (2)如圖5是某次實驗得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及多個計數(shù)點A、B、C、D、E、……，可獲得各計數(shù)點刻度值s，求出對應時刻小車的瞬時速度v，則D點對應的刻度值為sD＝________cm.D點對應的速度大小為vD＝________m/s. 圖5 (3)下表是某同學在改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量時得到的數(shù)據(jù)．其中M是小車質量M1與小車中砝碼質量m之和，|v－v|是紙帶上某兩點的速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量ΔE；F是鉤碼所受重力的大小，W是以上兩點間F所做的功. 次 數(shù) M/kg |v－v|/ (m2·s－2) ΔE/J F/N

6、W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.490 0.210 2 0.500 1.65 0.413 0.980 0.430 3 0.500 2.40 0.600 1.470 0.630 4 1.000 2.40 1.200 2.450 1.240 5 1.000 2.84 1.420 2.940 1.470 由上表數(shù)據(jù)可以看出，W總是大于ΔE，其主要原因是：鉤碼的重力大于小車實際受到的拉力造成了誤差，還有______________________________． 答案　(1)先接通電源　后釋放小車 (2)8.15(

7、8.12～8.18皆可)　0.54(0.54～0.都對) (3)沒有平衡摩擦力 4．為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，小亮設計了如圖6所示的裝置進行實驗．實驗中，當木塊A位于水平桌面上的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩(wěn)定后靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h，重復上述實驗，分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù)． 圖6 (1)實驗開始時，發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪．請?zhí)岢鰞蓚€解決方法． _______________________________________ (2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)在圖7中作出sh關系的圖象. h/cm 20.0 30.0

8、 40.0 50.0 60.0 s/cm 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 圖7 (3)實驗測得A、B的質量分別為m＝0.40 kg、M＝0.50 kg.根據(jù)sh圖象可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝________(結果保留一位有效數(shù)字)． (4)實驗中，滑輪軸的摩擦會導致μ的測量結果________(選填“偏大”或“偏小”)． 解析　(1)為使A不撞到滑輪，應設法減小B落地瞬間A的速度，因而可以減小B的質量；增加細線的長度或增大A的質量；降低B的起始高度． (2)如圖 (3)對A木塊應用動能定理，有 (Mg－μmg)h＝μmgs

9、即(M－μm)＝μs h＝s h＝s 由圖可知k＝＝＝ 代入數(shù)據(jù)可以解得：μ＝0.4 (4)考慮到滑輪的摩擦力做負功，實驗中要克服滑輪的摩擦力做功，造成實驗結果偏大． 答案　(1)減小B的質量；增加細線的長度(或增大A的質量；降低B的起始高度)　(2)見解析圖　(3)0.4　(4)偏大 5．如圖8甲所示，是某同學驗證動能定理的實驗裝置． 其步驟如下： 圖8 a．易拉罐內盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑． b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細沙的質量m及小車質量M. c．取下細繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖14乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點．已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g. ①步驟c中小車所受的合外力為________________． ②為驗證從O →C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系，測出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點的速度為________．需要驗證的關系式為____________________________________(用所測物理量的符號表示)． 答案　①mg?、凇gx1＝