探究動能定理 習題 (2)

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1、1．在用圖1-7-11示裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是（ ） 圖1-7-11 A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B．通過改變橡皮筋的拉伸長度改變拉力做功的數(shù)值 C．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 D．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平均速度 答案：1.AC 2．關于探究功與物體速度變化的關系的實驗中，下列敘述正確的是 ( ) A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應該盡量使其水平

2、 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 答案：2.D 3．在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，某同學是用下面的方法和器材進行實驗的:放在長木板上的小車由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器.關于這一實驗，下列說法中正確的是 ( ) A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力 B．.重復實驗時，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應使橡皮筋拉伸的長度相同 C．利用紙帶上的點計算小

3、車的速度時，應選用紙帶上打點最密集的部分進行計算 D．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算 答案：3.ABD 解析；在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，首先是要平衡摩擦力，A正確；每次拉橡皮筋，其伸長的長度都應相同，B對；在選擇打點計時器打的紙帶，應該選擇稀疏的部分進行計算，有利于減小誤差。 4.在課本實驗中，小車會受到阻力，但可使木板傾斜作為補償．則下列操作正確的是(　　) A．放開小車，能夠自由下滑即可 B．放開小車，能夠勻速下滑即可 C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可 答案：4.D

4、5.在“探究力對物體做功與速度變化的關系”的實驗中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變，這樣每次(　　) A．做的功一樣 B．每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢能相同 C．產(chǎn)生的動能相同 D．產(chǎn)生的重力勢能相同 答案：5.B 6.對于橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的．我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍，具體做法是(　　) A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次為x、2x、3x……進行第1次、第2次、第3次……實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次

5、力為3F……實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W…… C．選用同樣的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W…… D．利用彈簧秤測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力F作用下移動的距離x，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W…… 答案：6.C 7.探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖1-7-8所示，實驗主要過程如下： 圖1-7-8 （1）設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、

6、3W、……; （2）分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度、、、……； （3）作出草圖； （4）分析圖象.如果圖象是一條直線，表明W∝；如果不是直線，可考慮是否存在∝、∝、∝等關系. 以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是___________. A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致.當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、…… B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒?/p>

7、，可以使木板適當傾斜 C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶.紙帶上打出的點，兩端密、中間疏.出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算 答案：7.D 8.在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖1-7-12甲所示的裝置.實驗步驟如下： 圖1-7-12 ⑴把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點計時器； ⑵改變木板的傾角,以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力； ⑶用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連； ⑷接通電源,放開小

8、車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,測出x、x1、x2(如圖乙所示),查得打點周期為T. 判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是 ;本實驗還需直接測量的物理量是: (用相應的符號表示) .探究結果的表達式是 (用相應的符號表示). 答案：8.紙帶上點跡間距相等 小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的總質(zhì)量m 9．小明同學設計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力做功的關系，實驗的主要步驟是：①找一

9、段平直的路面，并在路面上畫一道起點線；②騎上自行車用較快速度駛過起點線，并從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；④待車停下，記錄自行車停下時的位置；⑥用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h.若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定. （1）自行車經(jīng)過起點線時的速度　 　　　　（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）； （2）自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功　 　　　　（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）； （3）多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復上述實驗步驟

10、②~④，則每次只需測量上述物理量中的　　　　　和　　　　　，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的. 答案：9.⑴ ⑵fL (3)s L 解析:（1）本題是對探究動能定理實驗的實際拓展，綜合性較強，自行車經(jīng)過起點線時的速度可以看成打點計時器打下的點，；（2）根據(jù)定義，自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功；（3）多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復多次測量，則每次只需用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L。 10.為了探究力對物體做功與物體速度變化的關系,現(xiàn)提供如圖1-7-13所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請思考探究思路并回答下列問題(打點計時

11、器所用交流電頻率為50 Hz): 圖1-7-13 (1)為了消除摩擦力的影響應采取什么措施? (2)①當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進行第1次、第2次、第3次……實驗時,每次實驗中橡皮筋拉伸的長度應都保持一致,我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W. ②由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出,如圖1-7-14所示是其中四次實驗打出的部分紙帶. 圖1-7-14 試根據(jù)第①、②項中的信息,填寫下表. 從表中數(shù)據(jù)可得出結論:

12、 . 答案：10.(1)可將木板一端墊高,使重力沿斜面的分力與摩擦力平衡. (2) 橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比 11.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”，如圖1-7-3所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，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兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大小.小車中可以放置砝碼. 圖1-7-3 （1）實驗主要步驟如下： ①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細線的一端固定在拉力

13、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，__________，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度. ③在小車中增加砝碼，或_______________，重復②的操作. （2）表1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v22－v21| 是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E，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△E3=__________，W3=________.(結果保留三位有效數(shù)字) 表1 數(shù)據(jù)記錄表 次數(shù) M/kg |v21－v22 /(m/s)2

14、 △E/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 △E3 1.220 W3 4 1.000 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，請在圖1-7-4中的方格紙上作出△E-W圖線. 圖1-7-4 答案：7.77（1）①小車、砝碼 ②接通電源，釋放小車 ③減少砝碼 （2

15、）0.600 0.610（3）如圖1-7-5所示. 圖1-7-5 12.某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖1-7-6所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源一臺，導線、復寫紙、紙帶、細沙若干．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則： 圖1-7-6 （1）還需要補充的實驗器材是 ． （2）某同學的實驗步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝

16、入適量的細沙，讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2．要完成本實驗，還缺哪些實驗步驟或應控制的實驗條件？若用如上的字母代表實驗中測量到的物理量，寫出本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式． （3）若挑選的一條點跡清晰的紙帶，如圖1-7-7所示，且已知滑塊的質(zhì)量為Ｍ，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，相鄰兩個點之間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標出s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由Ｂ點到Ｅ點所對應的過程中

17、，沙和沙桶的重力所做的功W＝ ；該滑塊動能改變量的表達式為ΔEk＝ ．（結果用題中已知物理量的字母表示） A B C D E F s1 s2 圖1-7-7 答案：12.（1）天平、刻度尺 、小木塊 （2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量，再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止.實驗中保持.本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式. (3) 13.物體沿斜面下滑時動能可能發(fā)生變化.某實驗

18、小組為了探究滑塊由靜止開始沿斜面勻加速下滑過程中動能變化與哪些因素有關，利用如圖1-7-9所示的斜面和滑塊A做實驗,進行了相應的探究. 圖1-7-9 (1)請說出實驗中可能影響滑塊A動能變化的兩個實驗條件. ①_______________________________________________________________________； ②______________________________________________________________________ . (2)請設計一實驗方案,能直觀地反映滑塊A滑

19、至斜面底端N處動能大小的不同. 例如，方案甲:在斜面底端N處水平放置一平板,使連接處足夠平滑,然后在N處放另一質(zhì)量較小的滑塊B,滑塊A滑至N處的動能越大,則滑塊B被碰后在平面上滑行得越遠. 則你設計的方案乙：

20、 . (3)該實驗小組利用上述“方案甲”進行實驗,并用速度傳感器和刻度尺分別測得滑塊B在N處被碰后的初速度vN的大小與滑行距離x大小對應關系的四組數(shù)據(jù),見下表.請在圖1-7-10中用圖象法求出滑塊B與水平面之間的動摩擦因數(shù). B滑行距離x/m B在N點速度vN/（m·s-1） 0.18 0.61 0.32 0.80 0.50 1.01 0.71 1.20 圖1-7-10 答案:13.(1)①斜面的粗糙程度 ②斜面的傾角大小 (2) 觀察滑塊A在與斜面平滑連接的水平面上滑行

21、位移越大,動能越大 (3) 如圖12所示，=0.1. 圖12 解析：(1)寫出影響滑塊A在下滑過程中動能變化的兩個條件.例如,斜面的粗糙程度(或摩擦因數(shù)或摩擦力)，斜面的傾角大小(或高度)； (2)觀察滑塊A在與斜面平滑連接的水平面上滑行位移越大,動能越大（或滑塊A平拋落地水平位移越大，動能越大；或沿與斜面平滑連接的弧形面上滑的高度越高，動能越大；或觀察滑塊A從斜面上不同位置滑到N位置時,與會發(fā)生明顯形變的障礙物(如海綿、沙子、彈簧、橡皮泥、彈性網(wǎng)等)作用，通過觀察，它們的形變越大,動能越大）； (3)①換算出vN2；②利用數(shù)據(jù)作出圖12所示的圖線；③由動能定理,則 ，故以v2為縱坐標，x為橫坐標，得到一條直線，再取特殊點x=0.5 m,v2=1.0 m2/s2 ，.