（浙江專版）2019屆高考物理一輪復(fù)習 第5章 機械能及其守恒定律 14 實驗四 探究動能定理隨堂檢測鞏固落實 新人教版.doc

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14 實驗四 探究動能定理 1．(2018宿遷市高三調(diào)研測試)如圖甲所示，在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，主要過程如下： A．設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…； B．分析紙帶，求出橡皮筋做功使小車獲得的速度v1、v2、v3…； C．作出W－v圖象； D．分析W－v圖象．如圖W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝ 等關(guān)系． (1)實驗中得到的一條如圖乙所示的紙帶，求小車獲得的速度應(yīng)選________(選填“AB”或“CD”)段來計算． (2)關(guān)于該實驗，下列說法正確的有________． A．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加 B．通過改變小車質(zhì)量可以改變橡皮筋對小車做的功 C．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度必需保持一致 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 (3)在該實驗中，打點計時器正常工作，紙帶足夠長，點跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距的點，造成這種情況的原因可能是________________(寫出一條即可)． 解析：(1)求小車獲得的速度應(yīng)該選取加速完成后、即勻速運動階段的速度，故選CD段． (2)通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，選項A正確；橡皮筋做功是將彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動能，與小車的質(zhì)量無關(guān)，所以改變小車質(zhì)量不能改變橡皮筋對小車做的功，選項B錯誤；每次實驗中，橡皮筋的長度必須保持一致，這樣才能使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍的增加，選項C正確；使用打點計時器時應(yīng)該先接通電源，使打點計時器工作穩(wěn)定了再釋放小車，選項D正確． (3)沒有出現(xiàn)一段等間距的點，說明小車沒有勻速的階段，說明沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過?。? 答案：(1)CD　(2)ACD　(3)沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過小 2．某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖甲所示：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，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能． (1)實驗中涉及下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點計時器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是______________(填入代表步驟的序號)． (2)圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果．打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 解析：(1)實驗中應(yīng)先向左推物塊使彈簧壓縮，測量彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，再接通打點計時器電源，等打點穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動，因此步驟為④①③②.　 (2)由于物塊離開彈簧時的速度最大，因此M紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為v＝＝1.29 m/s.由于彈簧壓縮量越大，彈性勢能越大，因此推開物塊后，彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化成物塊的動能越多，物塊離開彈簧后獲得的速度越大，打的點間距越大，因此M紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 答案：(1)④①③②　(2)1.29　M 3．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?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 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． (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傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連，正確連接所需線路． 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減少砝碼，重復(fù)②的操作． (2)下列表格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，(v－v)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．表格中的ΔE3＝____________，W3＝__________．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 次數(shù) M/kg v－v (m2s－2) ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.76 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 1.000 2.40 1.200 2.420 1.210 5 1.000 2.84 1.420 2.860 1.430 (3)根據(jù)表格，請在圖中的方格紙上作出ΔE－W圖線． 解析：(1)在實驗過程中拉力對小車和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動能增加，所以需要測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量． (2)通過拉力傳感器的示數(shù)和A、B間距用W＝FL可計算拉力做的功． (3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動能定理W＝Mv－Mv，可知W與ΔE成正比，作圖可用描點法，圖線如圖所示． 答案：(1)①小車?、卺尫判≤? (2)0.600　0.610　(3)見解析圖 4．(2018江蘇六市高三調(diào)研)探究外力做功與物體動能變化關(guān)系的實驗裝置如圖甲所示，根據(jù)實驗中力傳感器讀數(shù)和紙帶的測量數(shù)據(jù)等可分別求得外力對小車做的功和小車動能的變化量． (1)關(guān)于該實驗，下列說法中正確的有________． A．平衡摩擦力時，調(diào)整墊塊的高度，改變鉤碼質(zhì)量，使小車能在木板上做勻速運動 B．調(diào)整滑輪高度，使連接小車的細線與木板平行 C．實驗中要始終滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量 D．若紙帶上打出的是短線，可能是打點計時器輸入電壓過高造成的 (2)除了圖甲中注明的器材外，實驗中還需要交流電源、導線、刻度尺和________． (3)某次實驗中打出了一條紙帶，其中一部分如圖乙所示，各個打點是連續(xù)的計時點，A、B、D、E、F各點與O點間的距離如圖，設(shè)小車質(zhì)量為m，打點周期為T，本次實驗過程中力傳感器的讀數(shù)為F.則A到E過程外力做的功W＝________，小車動能變化量ΔEk＝________；在不同次實驗中測得多組外力做的功Wi和對應(yīng)的動能變化量ΔEki的數(shù)據(jù)，作出W－ΔEk圖象如圖丙所示，圖線斜率約等于1.由此得出結(jié)論是________________________________________________________________________． (4)若實驗結(jié)果顯示拉力F做的功W總略小于小車動能的變化量ΔEk，請分析出現(xiàn)這種情況的可能原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)在平衡摩擦力時不可以掛鉤碼，故A錯誤；連接小車的細線要與木板平行，否則線的拉力不能全部做功，故B正確；因力傳感器可以讀出每時刻拉力的數(shù)值，不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故C錯誤；電壓過高，振針的振幅大，因此在紙帶上停留的時間長，從而打出短線，故D正確． (2)因求小車的動能，必須知道小車的質(zhì)量，所以還需要天平測小車質(zhì)量． (3)由功的公式可求得A到E做的功W＝F(s4－s1)；由中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可求得vA＝，vE＝，所以ΔEk＝mv－mv＝；由圖丙圖線斜率約等于1可知，外力對小車所做的功等于小車動能的增量． (4)因W略小于ΔEk，說明還有其他力做正功，對小車受力分析可知，可能是重力沿木板向下的分力大于摩擦力，故可能原因是平衡摩擦力時，木板墊得偏高． 答案：(1)BD　(2)天平 (3)F(s4－s1)　　外力對小車所做的功等于小車動能的增量 (4)平衡摩擦力時木板墊得偏高