（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專題43 實驗：探究動能定理加練半小時（含解析）

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1、實驗：探究動能定理 [方法點撥]　通過分析實驗題設(shè)，明確研究對象的運動過程是哪一段，以及研究對象受到的合外力是“誰”，合外力的功如何測量. 1.(2018·河南省開封市第三次模擬)某同學(xué)“驗證動能定理”的實驗裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點間的距離.滑塊與導(dǎo)軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度. 圖1 (1)該同學(xué)首先用游

2、標(biāo)卡尺測量了遮光片的寬度，如圖2所示，遮光片的寬度d＝________cm. 圖2 (2)該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在滑塊上.讓滑塊恰好在A點靜止.剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為________(用題目中所給的物理量符號表示). (3)為驗證從A→B過程中滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系，需要驗證的關(guān)系式為________________(用題目所給物理量符號表示). 2.某學(xué)習(xí)小組利用如圖3所示的實驗裝置探究合外力與速度的關(guān)系.一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上，用輕繩繞過定滑輪及動滑輪將滑塊與彈簧測力計相連.實驗

3、中改變動滑輪下懸掛的鉤碼個數(shù)，進行多次測量，記錄彈簧測力計的示數(shù)F，并利用速度傳感器測出從同一位置P由靜止開始釋放的滑塊經(jīng)過速度傳感器時的速度大小v，用天平測出滑塊的質(zhì)量m，用刻度尺測出P與速度傳感器間的距離s，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，滑輪的質(zhì)量都很小. 圖3 (1)實驗中鉤碼的質(zhì)量________(填“需要”或“不需要”)遠小于滑塊的質(zhì)量. (2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出v2－F圖象，下列圖象中最符合實際情況的是________. (3)根據(jù)實驗已測得數(shù)據(jù)及v2－F圖象，________(填“能”或“不能”)測出滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù). 3.(2019·福建省三明一中模擬)如

4、圖4所示，是“探究功與物體速度變化關(guān)系”的裝置.第一次由一根橡皮筋提供牽引力使小木塊在某處由靜止彈出，然后分別改用2根、3根…相同的橡皮筋，使小木塊從同樣的位置彈出. 圖4 (1)小木塊在運動過程中會受到阻力，應(yīng)將長木板______(填“左”或“右”)端適當(dāng)墊高作為補償. (2)只用1根橡皮筋作用時，打點計時器打出的紙帶如圖5所示.打點計時器使用50Hz的交流電源，則小木塊被彈出時的速度為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 圖5 (3)下表是實驗過程中測量的幾組數(shù)據(jù)，請選取合適的物理量和單位，在圖6中作出圖象以便找到做功與小木塊動能的關(guān)系. 橡皮筋數(shù) 做功

5、 v v2 v3 2 2W 1.27 1.13 1.62 2.08 3 3W 1.56 1.25 2.43 3.79 4 4W 1.80 1.34 3.24 5.83 5 5W 2.01 1.42 4.05 8.15 6 6W 2.20 1.48 4.86 10.71 圖6 (4)如果本實驗中沒有進行第(1)步的操作，則上述所畫的圖線________. A.仍為原圖線 B.向上平移 C.向下平移 D.傾斜程度會發(fā)生變化 答案精析 1.(1)1.14　(2)mg　(3)mgL＝M 解析　(1)寬度d＝(

6、11＋0.4) mm＝11.4mm＝1.14cm. (2)由于滑塊在A點靜止，因此滑塊的下滑分力等于易拉罐及細沙的總重力mg，又由于斜面與滑塊間無摩擦，因此滑塊下滑時，其受到的合外力等于mg. (3)本實驗需驗證mgL＝Mv2，而到達B點的速度v＝，代入可得mgL＝M2＝M. 2.(1)不需要　(2)B　(3)能 解析　(1)實驗中鉤碼的質(zhì)量不需要遠小于滑塊的質(zhì)量，因為滑塊所受的拉力可由彈簧測力計直接測出. (2)由Fs－μmgs＝mv2－0可得v2＝F－2μgs，當(dāng)m、s、μ一定時，v2與F為線性關(guān)系，且v＝0時F＞0，B正確. (3)設(shè)v2－F圖象與橫軸的截距為b，則b＝μmg，得μ＝. 3.(1)左　(2)0.90　(3)如圖所示　(4)B 5