廣東物理高考一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理 試題

第五章 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理1在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，每次選取紙帶后，我們應(yīng)選取紙帶上的哪些點(diǎn)來求小車的速度()A間距均勻的B間距不均勻的C間距均勻的與不均勻的都可D最好是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的解析：橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對(duì)小車做功，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)間距是均勻的，故A對(duì)，B、C錯(cuò)；若紙帶上沒有間距均勻的點(diǎn)，說明紙帶太短，橡皮筋還沒完全恢復(fù)原狀紙帶已完全通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在這種情況下應(yīng)選用更長的紙帶，或者是因?yàn)槟Σ亮]被完全平衡，需重新平衡摩擦力，故D錯(cuò)答案：A2在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，若畫出Wv的圖象，應(yīng)為圖實(shí)59中的哪一個(gè)()圖實(shí)59解析：通過實(shí)驗(yàn)可知，做的功W與小車速度v2成正比，故與v應(yīng)是二次函數(shù)關(guān)系，故B正確，A、C、D均錯(cuò)答案：B3(2009·安徽高考)探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)510所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：圖實(shí)510(1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W(2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3(3)作出Wv草圖；(4)分析Wv圖象如果Wv圖象是一條直線，表明Wv；如果不是直線，可考慮是否存在Wv2、Wv3、W等關(guān)系以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是_A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)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(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3WB小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)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(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算解析：放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運(yùn)動(dòng)，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)本實(shí)驗(yàn)中測的速度是小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，因此研究紙帶上打下的點(diǎn)一定是那些均勻分布的點(diǎn)，故D不正確答案：D4(2010·青島模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖實(shí)511所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)圖實(shí)511若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有_(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是_(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1v2)則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量)解析：該實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是滑塊，目的是比較合外力對(duì)滑塊所做的功與滑塊動(dòng)能的增量的關(guān)系因?yàn)楹贤饬Σ坏扔诨瑝K的重力，兩端質(zhì)量不可能“抵消”，所以要分別測出沙、滑塊的質(zhì)量，還要測出滑塊移動(dòng)的距離，便于計(jì)算做的功和速度實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意平衡摩擦力，以減少誤差從實(shí)驗(yàn)方便性上考慮要把沙的重力看做滑塊所受的合外力，m應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的表達(dá)式為mgLMv22Mv12.答案：(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgLMv22Mv125在“探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B.天平；C秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板(1)其中多余的器材是_，缺少的器材是_(2)測量時(shí)間的工具是_；測量質(zhì)量的工具是_(3)圖實(shí)512所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.請(qǐng)分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理？若不能，請(qǐng)說明理由；若能，請(qǐng)說出做法，并對(duì)這種做法做出評(píng)價(jià)圖實(shí)512解析：(1)計(jì)算小車速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E.測量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺(2)測量時(shí)間的工具是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測量質(zhì)量的工具是天平(3)能從A到B的過程中，恒力做的功為WABFxAB物體動(dòng)能的變化量為EkBEkAmvB2mvA2m()2m()2m只要驗(yàn)證FxABm即可優(yōu)點(diǎn)：A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測量時(shí)的相對(duì)誤差較??；缺點(diǎn)：只進(jìn)行了一次測量驗(yàn)證，說服力不強(qiáng)答案：(1)C、E毫米刻度尺(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器天平6(2010·珠海模擬)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：連接好實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)513所示將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上釋放小車，打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶圖實(shí)513(1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm.打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，拉力對(duì)小車做的功為_J，小車動(dòng)能的增量為_J.(2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因有：_.解析：(1)拉力Fmg0.050×9.8 N0.49 N，拉力對(duì)小車做的功WF×l0.49×0.400 J0.196 J小車動(dòng)能的增量Ekmv2×0.200×1.002 J0.100 J(2)誤差很大的可能原因：小車質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力；先放小車后開電源，使打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)，小車已有了一定的初速度答案：(1)0.1960.100(2)小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力；操作錯(cuò)誤：先放小車后開電源7(2010·南京模擬)為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖實(shí)514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(qǐng)思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50 Hz)圖實(shí)514(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？_.(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.(3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，如圖實(shí)515所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶圖實(shí)515(4)試根據(jù)第(2)、(3)項(xiàng)中的信息，填寫下表.次數(shù)1234橡皮筋對(duì)小車做功W小車速度v(m/s)v2(m2/s2)從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_.解析：(1)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，使小車緩慢勻速下?4)由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v，即可求出小車的速度，其中x從圖上讀出分別為2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，tT0.02 s.次數(shù)1234橡皮筋對(duì)小車做功2W3W4W小車速度v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2/s2)1.002.022.994.00在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的平方成正比8(2009·上海高考)利用圖實(shí)516(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置可粗略測量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)塞一潮濕小棉球，實(shí)驗(yàn)者從玻璃管的一端A吹氣，棉球從另一端B飛出，測得玻璃管內(nèi)部截面積S，距地面高度h，棉球質(zhì)量m，開始時(shí)棉球的靜止位置與管口B的距離x，落地點(diǎn)C與管口B的水平距離l，然后多次改變x，測出對(duì)應(yīng)的l，畫出l2x關(guān)系圖線如圖(b)所示，并由此得出相應(yīng)的斜率k.圖實(shí)516(1)若不計(jì)棉球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，根據(jù)以上測得的物理量可得，棉球從B端飛出時(shí)速度v0_.(2)假設(shè)實(shí)驗(yàn)者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為恒定值，不計(jì)棉球與管壁的摩擦，重力加速度g、大氣壓強(qiáng)p0均為已知，利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p_.(3)考慮到實(shí)驗(yàn)時(shí)棉球與管壁間有摩擦力，則(2)中得到的p與實(shí)際壓強(qiáng)相比_(填：偏大、偏小)解析：(1)lv0t，hgt2，得v0l.(2)(pp0)Sxmv02故l2xkx因而有：pp0.(3)因沒有考慮摩擦阻力的作用，求出的壓強(qiáng)偏小答案：(1)l(2)p0(3)偏小內(nèi)容總結(jié)（1）第五章 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理1在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，每次選取紙帶后，我們應(yīng)選取紙帶上的哪些點(diǎn)來求小車的速度()A間距均勻的B間距不均勻的C間距均勻的與不均勻的都可D最好是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的解析：橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對(duì)小車做功，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)間距是均勻的，故A對(duì)，B、C錯(cuò)