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1、高考物理總復(fù)習(xí) 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(dāng)墊高,使小車?yán)┻^打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運(yùn)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(zhì)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(dāng)小車?yán)┻^打點計時器的紙帶做勻速運(yùn)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(yīng)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(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)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(dǎo)軌接通氣泵,通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平,檢查是否調(diào)平的方法是________.
3、(2)如圖3所示,游標(biāo)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(biāo)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(yùn)動的速度表達(dá)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(yīng)的速度.則畫出的Wv2圖象應(yīng)是________.
解析 (1)將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌上,看其是否滑動,或者將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊看是否勻速運(yùn)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(yīng)是過坐標(biāo)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(nèi)可放置砝碼,實驗中,小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達(dá)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(xì)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(guān)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(fù)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(yīng)時刻小車的瞬時速度v,則D點對應(yīng)的刻度值為sD=________cm.D點對應(yīng)的速度大小為vD=________m/s.
圖5
(3)下表是某同學(xué)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(zhì)量M1與小車中砝碼質(zhì)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(shè)計了如圖6所示的裝置進(jìn)行實驗.實驗中,當(dāng)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(fù)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(guān)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(zhì)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(jié)果保留一位有效數(shù)字).
(4)實驗中,滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致μ的測量結(jié)果________(選填“偏大”或“偏小”).
解析 (1)為使A不撞到滑輪,應(yīng)設(shè)法減小B落地瞬間A的速度,因而可以減小B的質(zhì)量;增加細(xì)線的長度或增大A的質(zhì)量;降低B的起始高度.
(2)如圖
(3)對A木塊應(yīng)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(fù)功,實驗中要克服滑輪的摩擦力做功,造成實驗結(jié)果偏大.
答案 (1)減小B的質(zhì)量;增加細(xì)線的長度(或增大A的質(zhì)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(xué)驗證動能定理的實驗裝置.
其步驟如下:
圖8
a.易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶.合理調(diào)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(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M.
c.取下細(xì)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(guān)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(guān)系式為____________________________________(用所測物理量的符號表示).
答案?、賛g ② mgx1=