高考物理總復(fù)習(xí)課時達標(biāo)檢測(三十二)探究動能定理(實驗提能課)

PAGEPAGEPAGE4課時達標(biāo)檢測(三十二)探究動能定理(實驗提能課)1．關(guān)于“探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是()A．每次實驗必須設(shè)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(yīng)盡量使其水平D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：選D實驗中沒有必要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出后來各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，A錯誤；為了使以后各次實驗中橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，必須使每次實驗中橡皮筋拉伸的長度保持一致，B錯誤；為了減小誤差，實驗中應(yīng)使長木板傾斜以平衡摩擦力，C錯誤；實驗中應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，D正確。2．(2016·全國甲卷)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖(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(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際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電的頻率為50Hz。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)實驗時首先向左推物塊使彈簧壓縮，測量出彈簧壓縮量，然后把紙帶向左拉(3)增大A、O之間的距離x，計時器顯示時間t將________。A．增大B．減小C．不變解析：(1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運動，故滑塊的速率v＝eq\f(s,t)。(2)根據(jù)功能關(guān)系，彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mv2，所以要求彈性勢能，還需要測得滑塊的質(zhì)量，故選項C正確。(3)彈簧的形變量越大，彈性勢能越大，滑塊離開彈簧時的速度越大，滑塊從B運動到C的時間越短，故x增大時，計時器顯示時間t將變小，故選項B正確。答案：(1)v＝eq\f(s,t)(2)C(3)B6．某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟：(1)按圖甲連接實驗裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05kg。(2)釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶。(3)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖乙所示。把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m，…，他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點到打下第5點合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125J。(4)此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大。通過反思，他認為產(chǎn)生很大誤差的原因如下，其中正確的是()A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因解析：(3)若用鉤碼的重力作為小車受的合力，則F合＝mg＝0.5N，從0點到打第5點時水平位移x＝d5＝0.360m，所以W＝F合x＝0.5×0.360J＝0.180J。打第5點時小車動能Ek＝eq\f(1,2)Mv52，v5＝eq\f(d6－d4,2Δt)，式中Δt為5個時間間隔，即Δt＝eq\f(5,f)，故Ek＝eq\f(Mf2,200)(d6－d4)2。(4)從該同學(xué)的實驗操作情況來看，造成很大誤差的主要原因是把鉤碼的重力當(dāng)成了小車的合力，實驗前沒有平衡摩擦力，故A、B正確；C、D兩個選項中提到的問題不能對實驗結(jié)果造成重大影響，故C、D錯誤。答案：(3)0.180eq\f(Mf2,200)(d6－d4)2(4)AB7．(2013·全國卷)測量小物塊Q與平板P之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點相切，C點在水平地面的垂直投影為C′。重力加速度大小為g。實驗步驟如下：①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m；②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC′的長度h；③將物塊Q在A點從靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點D；④重復(fù)步驟③，共做10次；⑤將10個落地點用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C′的距離s。(1)用實驗中的測量量表示：(ⅰ)物塊Q到達B點時的動能EkB＝________；(ⅱ)物塊Q到達C點時的動能EkC＝________；(ⅲ)在物塊Q從B運動到C的過程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf＝________；(ⅳ)物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)μ＝________。(2)回答下列問題：(ⅰ)實驗步驟④⑤的目的是________；(ⅱ)已知實驗測得的μ值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量量的誤差之外，其他的可能是__________________________________(寫出一個可能的原因即可)。解析：(1)(ⅰ)由機械能守恒定律可知EkB＝mgR；(ⅱ)物塊離開C點后做平拋運動，其在空中運行的時間為t＝eq\r(\f(2h,g))，則初速度vC＝eq\f(s,t)＝seq\r(\f(g,2h))，所以物塊在C點的動能EkC＝eq\f(1,2)mvC2＝eq\f(mgs2,4h)；(ⅲ)物塊從B運動到C點的過程中克服摩擦力做的功等于物塊動能的減少量，即Wf＝EkB－EkC＝mgR－eq\f(mgs2,4h)；(ⅳ)Wf＝μmgL，結(jié)合(ⅲ)中的式子，整理可解得μ＝eq\f(R,L)－eq\f(s2,4hL)。(2)(ⅰ)重復(fù)操作多次的目的是減小實驗誤差；(ⅱ)實驗原理中只有P對Q的摩擦力做負功，實際還有其他阻力做負功使系統(tǒng)機械能減少，因此測量的Wf應(yīng)比真實值大，即測得的