2020屆高三物理練習(xí) 探究動能定理 新人教版

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1、第五章 第5單元 一 探究動能定理 1．關(guān)于“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是 (　　) A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析：本實(shí)驗(yàn)沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實(shí)驗(yàn) 時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋伸 長的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一 次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)；小車運(yùn)動中會受到阻力，只有使木板傾

2、斜到一定程度， 才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，然后再 讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確． 答案：D 2．如圖實(shí)－1－10所示，在“探究動能定理”實(shí)驗(yàn)中小車在運(yùn)動過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在 紙帶上打出一系列的點(diǎn)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，小車的運(yùn)動情況在A、B之間可 描述為________運(yùn)動，在C、D之間可描述為________運(yùn)動．小車離開橡皮筋后的速 度為________m/s. 圖實(shí)－1－10 答案：加速度逐漸減小的加速直線　勻速直線　0.36 3．(2020·濟(jì)南模擬)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)

3、 驗(yàn)，他的操作步驟是： ①擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－1－11所示． ②將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近， 并按住小車． ③在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中， 他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線的掛 鉤P上． ④釋放小車，打開電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源， 打出一條紙帶． (1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條．經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下 數(shù)據(jù)： ①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm. ②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉 力，算出：拉力對小車做的功為________ J，小車動能的增量為_

4、_______ J. (2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)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(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你根據(jù)該同 學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49

5、 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(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，使鉤碼的重力與小車 受到的繩的拉力差別較大；②沒有平衡摩擦力；③先放小車后開電源，使打第一個(gè) 點(diǎn)時(shí)，小車已有一定的初速度． 答案：(1)0.196　0.100　(2)①小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③ 操作錯(cuò)誤：先放小車后接通電源 4．(2020·廣東高考)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”．如圖 實(shí)－1－12所示，他們將拉力傳感

6、器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè) 定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器記錄小車通過A、B時(shí)的速度大?。≤囍? 可以放置砝碼． 圖實(shí)－1－12 (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另 一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路． ②將小車停在C點(diǎn)，________，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄細(xì)線拉力及小車通過 A、B時(shí)的速度． ③在小車中增加砝碼，或________，重復(fù)②的操作． (2)表1是他們測得的一組數(shù)

7、據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和，|v22－v12| 是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳 感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中ΔE3＝________，W3＝ ________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 表1　數(shù)據(jù)記錄表 次數(shù) M/kg |v12－v22|/(m/s)2 ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1

8、.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 (3)根據(jù)表1，請?jiān)趫D實(shí)－1－13中的方格紙上作出ΔE－W圖線． 圖實(shí)－1－13 解析：(1)略 (2)由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律ΔE＝m|v22－v12|，可得ΔE3＝0.600 J 觀察F－W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上W3＝F/2＝0.610 J (3)在方格紙上作出ΔE－W圖線如圖所示 答案：(1)①小車?、谌缓筢尫判≤嚒、鄹淖冦^碼數(shù)量 (2)0.600 J　0.610 J　(3)見解析圖 5．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室

9、組裝了一套如圖實(shí)－1 －14所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、 紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋 放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)． 圖實(shí)－1－14 若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則 (1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________． (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(zhì) 量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是___________________． (3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用

10、 天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄 其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的 速度大小v1與v2(v1＜v2)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為______________．(用 題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量) 解析：該實(shí)驗(yàn)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(guān)系．因?yàn)楹贤饬Σ坏扔诨瑝K的重力，兩端質(zhì)量不可能“抵消”，所以要 分別測出沙、滑塊的質(zhì)量，還要測出滑塊移動的距離，便于計(jì)算做的功和速度． 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意平衡摩擦力，以減少誤差，從實(shí)驗(yàn)方便性上考慮要把沙的重力看做滑 塊的合外力，故m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M，故實(shí)驗(yàn)表達(dá)式為mgL＝Mv22－Mv12. 答案：(1)天平、刻度尺　(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量　平衡摩擦力　(3)mgL＝Mv22－Mv12