2019年高考物理13個(gè)搶分實(shí)驗(yàn) 專(zhuān)題5.2 探究動(dòng)能定理?yè)尫智删?doc

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實(shí)驗(yàn)5.2 探究動(dòng)能定理 ◎考題實(shí)戰(zhàn) 掌握高考脈搏 1．(2014天津卷，9)某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示． (1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些______________________________． (2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個(gè)　________(填字母代號(hào))． A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng) B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C．可以保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力 (3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決方法： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的　________(填字母代號(hào))． A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車(chē) B．小車(chē)釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近 C．阻力未完全被小車(chē)重力沿木板方向的分力平衡掉 D．鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 點(diǎn)較少，說(shuō)明小車(chē)的加速度過(guò)大(即小車(chē)過(guò)快)，故可知減小鉤碼質(zhì)量或增加小車(chē)質(zhì)量(在小車(chē)上加上適量的砝碼)；(4)在此實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)牛頓第二定律可知，鉤碼的重力大于細(xì)繩的拉力，而實(shí)驗(yàn)中用重力代替拉力會(huì)導(dǎo)致拉力做功大于小車(chē)動(dòng)能增量；如果實(shí)驗(yàn)未平衡或未完全平衡摩擦力也會(huì)導(dǎo)致拉力做功大于動(dòng)能增量，故選項(xiàng)C、D正確． 【答案】　(1)刻度尺、天平(包括砝碼)　(2)D　(3)可在小車(chē)上加適量的砝碼(或鉤碼)　(4)CD 2．(2016四川卷，8Ⅰ)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能．將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門(mén)，計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)與兩個(gè)光電門(mén)相連．先用米尺測(cè)得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量A、O之間的距離x. (1)計(jì)算滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是　________. (2)為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量　________. A．彈簧原長(zhǎng) B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣? C．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將　________. A．增大　　 B．減小　　　 C.不變 【答案】　(1)v＝　(2)C　(3)B 3．(2016課標(biāo)卷Ⅱ，22)某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能． 圖(a) (1)實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是　________(填入代表步驟的序號(hào))． (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為　________m/s.比較兩紙帶可知，　________(填“M”或“L”)紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大． 圖(b) 【答案】　(1)④①③②　(2)1.29　M 4．(2017北京卷，21)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過(guò)滑輪牽引小車(chē)，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況．利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)． 圖1 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是　________　(選填選項(xiàng)前的字母)． A．直流電源　　　　　　 B．交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是　________　(選填選項(xiàng)前的字母)． A．把長(zhǎng)木板右端墊高 B．改變小車(chē)的質(zhì)量 在不掛重物且_____(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車(chē)．若小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響． A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn) (3)接通電源，釋放小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén).測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……如圖2所示． 圖2 實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，可認(rèn)為小車(chē)所受的拉力大小為mg.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力對(duì)小車(chē)做的功W＝　________　，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v＝　________　. (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖3所示的v2W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為　________　.根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線(xiàn)斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是　________　. 圖3 (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿(mǎn)足遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2W關(guān)系的是　________　. 圖4 速度等于AC段的平均速度，vB＝. (4)根據(jù)圖線(xiàn)，關(guān)系式寫(xiě)為v2＝kW＋b，在直線(xiàn)上取兩點(diǎn)，如(1.410－2,0.07)(810－2,0.38)，代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作圖誤差允許的范圍內(nèi)，表達(dá)式可寫(xiě)為v2＝4.7W.把功的單位用基本單位表示，J＝Nm＝kgm2s－2，容易得出與圖線(xiàn)斜率有關(guān)的物理量單位為kg－1，故與圖線(xiàn)斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量． 變，選項(xiàng)A正確． 【答案】　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　　(4)v2＝4.7W(4.5W～5.0W均認(rèn)為正確)　質(zhì)量　(5)A 5．(2017江蘇卷，10)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系．小車(chē)的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車(chē)觀(guān)察到　________. (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖所示，選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車(chē)的速度v1＝　________m/s. (3)將鉤碼的重力視為小車(chē)受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對(duì)小車(chē)做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車(chē)動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk.計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表. W/10－3J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/10－3J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在下圖中作出ΔEkW圖象． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車(chē)所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車(chē)和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車(chē)受到的實(shí)際拉力F＝　________N. 【解析】　(1)完全平衡摩擦力的標(biāo)志是輕推小車(chē)，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶間隔相等． (2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝50.02 s＝0.1 s v1＝＝m/s＝0.228 m/s. (3)確定標(biāo)度，根據(jù)給出數(shù)據(jù)描點(diǎn)．作圖如圖所示． 由①②③④式解得F≈0.093 N. 【答案】　(1)小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)　(2)0.228　(3)見(jiàn)解析圖 (4)0.093 ◎考法模擬 悟透破題之道 6．(2018山東煙臺(tái)高三上學(xué)期期中)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)欲“探究小車(chē)動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為小車(chē)，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有砂子)，一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)． (1)該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，將點(diǎn)跡清晰的某點(diǎn)記為零點(diǎn)，順次選取一系列點(diǎn)，分別測(cè)量這些點(diǎn)到零點(diǎn)之間的距離x，計(jì)算出它們與零點(diǎn)之間的速度平方差Δv2＝v2－v，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，小車(chē)的質(zhì)量為m，然后建立Δv2x坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，如圖乙所示，則這條直線(xiàn)的斜率的意義為　__________________(填寫(xiě)表達(dá)式)． (2)若測(cè)出小車(chē)質(zhì)量為0.4 kg，結(jié)合圖象可求得小車(chē)所受合外力的大小為　________N. 【答案】　(1)　(2)1 7. (2016湖南益陽(yáng)高三月考)某同學(xué)利用自己設(shè)計(jì)的彈簧彈射器測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能。裝置如圖所示，水平放置的彈射器將質(zhì)量為m的靜止小球彈射出去。測(cè)出小球通過(guò)兩個(gè)豎直放置的光電門(mén)的時(shí)間間隔為t，甲、乙光電門(mén)間距為L(zhǎng)，忽略一切阻力。 (1)小球被彈射出的速度大小v＝________，求得靜止釋放小球時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep＝________；(用題目中的字母符號(hào)表示) (2)由于重力作用，小球被彈射出去后運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)向下有所偏轉(zhuǎn)，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果________影響(選填“有”或“無(wú)”)。 【答案】　(1)　　(2)無(wú) 8．(2016湖南四市聯(lián)考)如圖是某小組驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置，在滑塊上安裝一遮光條與拉力傳感器，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上，通過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，光電門(mén)安裝在B處。測(cè)得滑塊(含遮光條和拉力傳感器)質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m、遮光條的寬度為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。當(dāng)氣墊導(dǎo)軌充氣后，將滑塊在圖示A位置由靜止釋放后，拉力傳感器記錄的讀數(shù)為F，光電門(mén)記錄的時(shí)間為Δt。 (1)實(shí)驗(yàn)中是否要求鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M？________(填“是”或“否”)； (2)測(cè)得AB之間的距離為L(zhǎng)，則對(duì)滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為_(kāi)_______(用以上對(duì)應(yīng)物理量的符號(hào)表示)； (3)為減少實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是(　　) A．增大AB之間的距離 B．減少鉤碼的總質(zhì)量 C．增大滑塊的質(zhì)量 D．減少遮光條的寬度 【解析】　(1)拉力是直接通過(guò)傳感器測(cè)量的與小車(chē)質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小無(wú)關(guān)，故不需要鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M； (2)由于遮光條的寬度很小，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間也很短，故遮光條通過(guò)光電門(mén)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，則通過(guò)B點(diǎn)的速度為v＝，拉力做功為：W＝FL，動(dòng)能的增加量為ΔEk＝M()2，故本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL＝M()2； (3)由公式可知，實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)自長(zhǎng)度的測(cè)量和速度的測(cè)量，為減小誤差可以讓AB之間的距離L增大或減小遮光片的長(zhǎng)度，故A、D正確。 【答案】　(1)否　(2)FL＝M()2　(3)AD 9．(2016山東省日照市高三校際聯(lián)考)在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，某探究小組的同學(xué)們通過(guò)討論提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝，……。 為了驗(yàn)證猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度)。在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的示數(shù)就行了，大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議。 (1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體的質(zhì)量，理由是什么？_________________________。 (2)讓物體分別從不同高度無(wú)初速度釋放，測(cè)出物體從初位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4……，讀出物體每次通過(guò)速度傳感器Q的速度v1、v2、v3、v4……，并繪制了如圖乙所示的L－v圖象。根據(jù)繪制出的L－v圖象，若為了更直觀(guān)地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出________。 A．L－圖象 B．L－圖象 C．L－ 圖象 D．L－v2圖象 (3)本實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？______________。 【答案】　(1)因?yàn)閃＝ΔEk，W＝mg(sin θ－μcos θ)L，ΔEk＝mv2，等式兩邊都有m，所以探究W與v的關(guān)系時(shí)可以不測(cè)量質(zhì)量m　(2)D　(3)不會(huì) 10．(2015廣東省六校高三聯(lián)考)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)的常用計(jì)時(shí)儀器，如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置。現(xiàn)利用如圖乙所示的裝置驗(yàn)證滑塊所受外力做功與其動(dòng)能變化的關(guān)系。方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上(滑塊在該導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力可忽略)，通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個(gè)光電門(mén)，在圖示位置釋放滑塊后，光電計(jì)時(shí)器記錄下滑塊上的遮光板先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為Δt1、Δt2。已知滑塊(含遮光板)質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、兩光電門(mén)間距為s、遮光板寬度為L(zhǎng)、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 (1)用游標(biāo)卡尺(20分度)測(cè)量遮光板寬度，刻度如圖丙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______ mm。 (2)本實(shí)驗(yàn)想用鉤碼的重力表示滑塊受到的合外力，為減小這種做法帶來(lái)的誤差，實(shí)驗(yàn)中需要滿(mǎn)足的條件是M________m。(填“大于”、“遠(yuǎn)大于”、“小于”或“遠(yuǎn)小于”) (3)計(jì)算滑塊先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為：v1＝________、v2＝________。(用題中所給字母表示) (4)本實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證滑塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能定理的表達(dá)式為_(kāi)_______________。(用題中所給字母表示) 【答案】　(1)5.70　(2)遠(yuǎn)大于　(3)　 (4)mgs＝M()2－M()2(用v1、v2表示不扣分) 11．(2015石家莊質(zhì)檢)如圖甲所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： 乙 (1)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤(pán)，通過(guò)調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車(chē)是否做________運(yùn)動(dòng)。 (2)連接細(xì)繩及托盤(pán)，放入砝碼，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶。紙帶上O為小車(chē)運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G。實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)所受拉力為0.2 N，小車(chē)的質(zhì)量為0.2 kg。 請(qǐng)計(jì)算小車(chē)所受合外力做的功W和小車(chē)動(dòng)能的變化ΔEk。補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位)。 O—B O—C O—D O—E O—F W/J 0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 ΔEk/J 0.043 0 0.057 0 0.073 4 0.090 7 分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致。 (3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤(pán)質(zhì)量為7.710－3kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤(pán)中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為_(kāi)_______kg(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位)。 【答案】　(1)勻速直線(xiàn)(或勻速)　(2)0.111 5　0.110 5 (3)0.015 12．某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置探究動(dòng)能定理． (1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門(mén)中心之間的距離x＝　________　cm； (2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過(guò)光電門(mén)1和2所用的時(shí)間Δt1和Δt2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是________________________________________________________________________； (3)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿(mǎn)足砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？　________　(填“是”或“否”)． 【答案】　(1)50.00　(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量　(3)否 13．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示裝置探究鉤碼和木塊組成系統(tǒng)的動(dòng)能定理。實(shí)驗(yàn)中，木塊碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為f。用天平測(cè)出木塊的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m。 圖1 圖2 （1）在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，小組某些成員認(rèn)為： A．連接電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)是012 V的低壓直流電源 B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊與鉤碼的質(zhì)量一定要滿(mǎn)足M遠(yuǎn)大于m C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要考慮到摩擦阻力 D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，再釋放木塊讓鉤碼拉著木塊拖著紙帶運(yùn)動(dòng) 你認(rèn)為以上合理的是____________。(填寫(xiě)相應(yīng)的字母) （2）如圖2所示是按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打的六個(gè)點(diǎn)(O為打下的第一點(diǎn))。用刻度尺測(cè)出O到D的距離為s，則D點(diǎn)的速度為_(kāi)_____________。(用s、f表示) （3）木塊從靜止釋放滑行s距離過(guò)程中，克服摩擦力做的功為_(kāi)______。(重力加速度為g) 【答案】（1）CD　（2）?。?） 14．（2016?遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校高三12月月考）某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對(duì)物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使小車(chē)只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，在未連接橡皮筋時(shí)將木板的左端用小木塊墊起，使木 板傾斜合適的角度，打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，輕推小車(chē)，得到的紙帶應(yīng)該是 （填“甲”或“乙”）。 （2）使小車(chē)在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W； （3）再用完全相同的2條、3條……橡皮筋作用于小車(chē)，每次由靜止釋放小車(chē)時(shí)橡皮筋的 （填 寫(xiě)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件），使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別為2W、3W…… （4）分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，分別求出小車(chē)每次獲得的最大速度v1、v2、v3…… （5）作出W－v圖象，則下列符合實(shí)際的圖象是 。 A B C D 【解析】 （1）平衡摩擦力后，小車(chē)應(yīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，所以紙帶應(yīng)該是圖乙； 【答案】（1）乙；（3）伸長(zhǎng)量（或形變量、長(zhǎng)度等）都相同；（5）D 15．同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開(kāi)桌面后落到水平地面．通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能． 圖(a) 回答下列問(wèn)題： (1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g.為求得Ek，至少需要測(cè)量下列物理量中的　________(填正確答案標(biāo)號(hào))． A．小球的質(zhì)量m B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s C．桌面到地面的高度h D．彈簧的壓縮量Δx E．彈簧原長(zhǎng)l0 (2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek，得Ek＝　______. (3)圖(b)中的直線(xiàn)是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的sΔx圖線(xiàn)．從理論上可推出，如果h不變，m增加，sΔx圖線(xiàn)的斜率會(huì)　________(填“增大”、“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，sΔx圖線(xiàn)的斜率會(huì)　________(填“增大”、“減小”或“不變”)．由圖(b)中給出的直線(xiàn)關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與Δx的　________次方成正比． 圖(b) 【解析】　(1)小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek＝mv，要求得v0需利用平拋知識(shí)，s＝v0t，h＝gt2.根據(jù)s、h、g，求得v0＝s，因此，需測(cè)量小球質(zhì)量m、桌面高度h及落地水平距離s. 【答案】　(1)ABC　(2)　(3)減小　增大　2 16．（2016浙江省嘉興市一中高三上學(xué)期能力測(cè)試）某同學(xué)利用如圖所示裝置做 “探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。一輕質(zhì)彈簧放在水平桌面上，左端與墻壁連接，右端與一小球接觸不連接，彈簧旁邊平行固定一直尺。從彈簧原長(zhǎng)處向左推小球，使彈簧壓縮Dx后靜止釋放，小球離開(kāi)桌面做平拋運(yùn)動(dòng)。記錄小球的水平位移s，改變彈簧的壓縮量重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如下表所示 彈簧壓縮量Dx/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 彈簧對(duì)小球做功W W 4W 9W 16W 25W 36W s/cm 10.10 20.15 29.98 40.05 50.10 59.90 s2 /cm2 （102） 1.020 4.060 8.988 16.04 25.10 35.88 s3 /cm3（103） 1.030 8.181 26.95 64.24 125.8 214.9 （1）為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度，下列哪些操作方法是有效的 A．同一壓縮量多測(cè)幾次，找出平均落點(diǎn) B．桌子必須保持水平并盡量光滑 C．小球球心與彈簧中軸線(xiàn)在同一直線(xiàn)上 D．精確測(cè)量小球下落高度 （2）已知小球從靜止釋放到離開(kāi)彈簧過(guò)程中，彈簧對(duì)小球做功與彈簧壓縮量的平方成正比。判斷W與s之間的函數(shù)關(guān)系，用表中數(shù)據(jù)作圖，并給出功與速度之間的關(guān)系 。 【解析】 （1）彈簧被壓縮具有彈性勢(shì)能，釋放小球之后，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，在初速度為，由于豎直分位移即高度一定，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為定值，根據(jù)能量守恒： 可以得到：功與速度之間的關(guān)系Wv2。 【答案】（1）ABC （2）作圖正確給分，功與速度之間的關(guān)系Wv2 17．（2016黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三12月考）某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算． (1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)電源． (2)實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)會(huì)受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦力，則下面操作正確的是________ A．放開(kāi)小車(chē)，能夠自由下滑即可 B．放開(kāi)小車(chē)，能夠勻速下滑即可 C．放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可 D．放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠勻速下滑即可 (3)若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是________ A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài) B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài) C．小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn)處 D．小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn) (4)在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖所示的紙帶回答)． 【解析】 【答案】（1）交流，（2）D，（3）B，（4）GJ