2022版《紅對勾講與練》高三物理人教版總復(fù)習(xí)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(guān)系”的試驗中，每次選取紙帶后，應(yīng)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(fù)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(fù)原狀紙帶已完全通過打點計時器，在這種狀況下應(yīng)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(guān)系”的試驗中，關(guān)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(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)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(shù)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(nèi)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(dāng)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(zhuǎn)變量的關(guān)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(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)測量時間的工具是________；測量質(zhì)量的工具是________．(3)如圖所示是打點計時器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力作用下做勻加速直線運動的紙帶．測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(yīng)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(zhì)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(yuǎn)，測量時的相對誤差較小．缺點：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(xué)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(guān)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(xué)在一條比較抱負(fù)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(biāo)，以x為橫坐標(biāo)在方格紙中作出Δv2－x圖象．若測出小車質(zhì)量為0.2kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合力的大小為________N.(2)若該同學(xué)通過計算發(fā)覺小車所受合力小于彈簧測力計讀數(shù)明顯超出試驗誤差的正常范圍．你認(rèn)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(cè)墊高，使木板斜確定的角度以平衡摩擦力5．某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)系”的試驗中接受了如下圖所示的試驗裝置．(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是__________________________________________________________________________________________.(2)如下圖所示，游標(biāo)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(biāo)記，以保證每次拉伸的距離恒定．現(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為Δt，則滑塊最終勻速運動的速度表達(dá)式為________(用字母表示)．(3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計算出對應(yīng)的速度．則畫出的W－v2圖象應(yīng)是_______________________________________________________________________________.解析：(1)檢查導(dǎo)軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看其是否滑動(或?qū)⒒瑝K輕放在氣墊導(dǎo)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(yīng)是過坐標(biāo)原點的一條傾斜直線．答案：(1)將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，看其是否滑動或?qū)⒒瑝K輕置于氣墊導(dǎo)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(biāo)原點的一條傾斜直線6．(2022·天津卷)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在試驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^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(guān)系．此外還預(yù)備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)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(diào)整木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)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?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)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(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)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(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)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(xì)繩拉力解析：本題考查探究外力做功與動能變化量的關(guān)系試驗，包括器材選用、試驗要點、試驗設(shè)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(zhì)量，因此還需要天平．(2)試驗中調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細(xì)繩的拉力等于小車所受的合力，假如不平行，細(xì)繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，轉(zhuǎn)變了摩擦力就不能使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，D正確．(3)在所掛鉤碼個數(shù)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(zhì)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