2022版《紅對勾講與練》高三物理人教版總復習課堂效果檢測：實驗5探究動能定理-

1．在利用橡皮筋“探究功與物體速度變化關系”的試驗中，每次選取紙帶后，應選取紙帶上的哪些點來求小車的速度()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．最終是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的解析：橡皮筋完全恢復后不再有力對小車做功，小車做勻速運動，紙帶上的點間距是均勻的，A正確，B、C錯誤；若紙帶上沒有間距均勻的點，說明紙帶太短，橡皮筋還沒完全恢復原狀紙帶已完全通過打點計時器，在這種狀況下應選用更長的紙帶，或者是由于沒有完全平衡摩擦力，需重新平衡摩擦力，D錯誤．答案：A2．如圖所示，在“探究功與物體速度變化的關系”的試驗中，關于橡皮筋做的功，下列說法中正確的是()A．橡皮筋做的功可以直接測量B．通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整數倍增加C．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍解析：橡皮筋做的功等于橡皮筋所釋放的彈性勢能，但無法直接測量，A錯誤；橡皮筋的條數成倍增加，彈性勢能也會成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在釋放彈性勢能的一段時間內才做功，C錯誤，B正確；橡皮筋的彈性勢能與形變量的平方成正比，當拉伸為原來的兩倍時，橡皮筋的做功變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯誤．答案：B3．在“探究恒力做功與物體的動能轉變量的關系”的試驗中備有下列器材：A．電磁打點計時器；B.天平；C.秒表；D.低壓溝通電源；E.電池；F.紙帶；G.細線、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)測量時間的工具是________；測量質量的工具是________．(3)如圖所示是打點計時器打出的小車(質量為m)在恒力作用下做勻加速直線運動的紙帶．測量數據已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T.請分析：利用這些數據能否驗證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請說出做法，并對這種做法做出評價．解析：(1)計算小車速度是利用打點的紙帶，故不需要秒表；電磁打點計時器應使用低壓溝通電源，故多余的器材是C、E；測量點與點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)測量時間的工具是電磁打點計時器，測量質量的工具是天平．(3)能．從A到B的過程中，恒力做的功為WAB＝FxAB物體動能的變化量為EkB－EkA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)m·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(xB,2T)))2－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(xA,2T)))2＝eq\f(1,2)meq\f(x\o\al(2,B)－x\o\al(2,A),4T2)只要驗證FxAB＝eq\f(1,2)meq\f(x\o\al(2,B)－x\o\al(2,A),4T2)即可．優(yōu)點：A、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較?。秉c：只進行了一次測量驗證，說服力不強．答案：(1)C、E毫米刻度尺(2)電磁打點計時器天平(3)見解析4．某同學用如下圖所示的試驗裝置探究小車動能變化與合力對它所做功的關系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦．試驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．(1)該同學在一條比較抱負的紙帶上，從點跡清楚的某點開頭記為0點，順次選取5個點，分別測量這5個點到0之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－veq\o\al(2,0))，填入下表：點跡x/cmΔv2/(m2·s－2)0——11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23請以Δv2為縱坐標，以x為橫坐標在方格紙中作出Δv2－x圖象．若測出小車質量為0.2kg，結合圖象可求得小車所受合力的大小為________N.(2)若該同學通過計算發(fā)覺小車所受合力小于彈簧測力計讀數明顯超出試驗誤差的正常范圍．你認為主要緣由是______________，試驗操作中改進的措施是______________________________________________________________________________________________.解析：由v2－veq\o\al(2,0)＝2ax可知Δv2＝2a·x，在Δv2－x圖象中，斜率k＝2a＝2.5，由F＝ma，得F＝0.25N.答案：(1)圖象如下圖所示0.25(2)小車滑行時所受摩擦阻力較大將木板左側墊高，使木板斜確定的角度以平衡摩擦力5．某學習小組在“探究功與速度變化關系”的試驗中接受了如下圖所示的試驗裝置．(1)將氣墊導軌接通氣泵，通過調平螺絲調整氣墊導軌使之水平，檢查是否調平的方法是__________________________________________________________________________________________.(2)如下圖所示，游標卡尺測得遮光條的寬度Δd＝________cm；試驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸確定的距離，并做好標記，以保證每次拉伸的距離恒定．現測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經過光電門的時間為Δt，則滑塊最終勻速運動的速度表達式為________(用字母表示)．(3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經過光電門的時間，并計算出對應的速度．則畫出的W－v2圖象應是_______________________________________________________________________________.解析：(1)檢查導軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導軌上，看其是否滑動(或將滑塊輕放在氣墊導軌上，輕推滑塊看是否勻速)．(2)Δd＝5mm＋0.05mm×10＝5.50mm＝0.550cm滑塊勻速運動的速度v＝eq\f(Δd,Δt).(3)由動能定理可知，W＝eq\f(1,2)mv2，故畫出的W－v2圖象應是過坐標原點的一條傾斜直線．答案：(1)將滑塊輕置于氣墊導軌之上，看其是否滑動或將滑塊輕置于氣墊導軌之上，輕推滑塊看是否勻速(其他方法正確也可)(2)0.550eq\f(Δd,Δt)(3)過坐標原點的一條傾斜直線6．(2022·天津卷)某同學把附有滑輪的長木板平放在試驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當的鉤碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關系．此外還預備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的試驗裝置如圖所示．(1)若要完成該試驗，必需的試驗器材還有哪些____________．(2)試驗開頭時，他先調整木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)．A．避開小車在運動過程中發(fā)生抖動B．可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清楚C．可以保證小車最終能夠實現勻速直線運動D．可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)覺小車運動過快，致使打出的紙帶上點數較少，難以選到合適的點計算小車速度．在保證所掛鉤碼數目不變的條件下，請你利用本試驗的器材提出一個解決方法：________.(4)他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，經多次試驗發(fā)覺拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一狀況可能是下列哪些緣由造成的________(填字母代號)．A．在接通電源的同時釋放了小車B．小車釋放時離打點計時器太近C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D．鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力解析：本題考查探究外力做功與動能變化量的關系試驗，包括器材選用、試驗要點、試驗設計及試驗誤差分析等．(1)試驗要處理紙帶測速度，需要刻度尺，要分析動能的變化，必需要測出小車的質量，因此還需要天平．(2)試驗中調整定滑輪高度，使細繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細繩的拉力等于小車所受的合力，假如不平行，細繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，轉變了摩擦力就不能使細繩拉力等于小車所受的合力，D正確．(3)在所掛鉤碼個數不變的狀況下，要減小小車運動的加速度，可以增大小車的質量，即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)．(4)假如用鉤碼重力做