高三物理一轮复习 必考部分 第5章 机械能及其守恒定律 实验4 探究动能定理重应用 实验专练

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”实验4 探究动能定理A组基础训练1(多选)用如图实47所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是()图实47A为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度【解析】当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，沿长木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在实验中可消除摩擦力的影响，A正确；由实验原理可知，B、C正确，D错误；使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车，E错误；橡皮筋拉力做的总功等于小车动能的增加，此动能应为小车获得的最大动能，所以用打点计时器打下的纸带测定的是小车的最大速度，F正确、G错误【答案】ABCF2(2017连云港模拟)为了探究功与速度变化的关系，现提供如图实48所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器所接交流电频率为50 Hz)图实48(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W.由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图实49所示是其中四次实验打出的部分纸带图实49试根据以上信息，填写下表次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(ms1)v2(m2s2)从表中数据可得出结论：_.【解析】(1)为了消除摩擦力，应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车在不接橡皮筋时缓慢匀速下滑(2)由匀速运动的速度公式v，可求出小车的速度，其中x可从题图中读出，分别为2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，交流电频率为50 Hz，故T0.02 s.次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v/(ms1)1.001.421.732.00v2(m2s2)1.002.022.994.00在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比【答案】见解析3(2017常州模拟)某同学在实验室用如图实410甲所示的装置来研究有关做功的问题图实410(1)如图甲所示，在保持M7m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，在控制小车质量不变的情况下进行实验在实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，已知交流电的频率为50 Hz.图乙是在m100 g、M1 kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中3个相邻的计数点，相邻的计数点之间有4个点没有标出，有关数据如图乙所示，则打B点时小车的动能Ek_J，从开始运动到打B点时，绳的拉力对小车做的功W_J(保留2位有效数字，g取9.8 m/s2)(2)在第(1)问中，绳的拉力对小车做的功W大于小车获得的动能Ek，请你举出导致这一结果的主要原因：_.(写出一种即可)【解析】(1)小车拖动纸带做匀加速直线运动，B为AC的中间时刻，由匀变速直线运动的规律可得vBAC，其中xACOCOA19.95 cm，T50.02 s0.1 s，代入可求得vB0.997 5 m/s，所以在B点小车的动能EkMv0.50 J绳的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，所以绳的拉力对小车做的功WmgxOB0.51 J.(2)若摩擦力没有完全抵消，小车所受合外力的功还应包含摩擦力做的负功，故拉力的功大于动能的增量；若砂与砂桶的重力不满足“远小于小车的重力”的条件，则砂和砂桶的重力大于绳的拉力，若把砂和砂桶的重力近似为拉力，导致拉力做的功大于动能增量【答案】(1)0.500.51(2)摩擦没有完全抵消；砂与砂桶的重力大于绳的拉力(写出一种即可)B组能力提升4(2017淮安模拟)某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如图实411所示的实验装置图实411(1)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是_.(2)如图实412所示，游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm.实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后匀速运动的速度表达式为_(用字母表示)图实412(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度则画出的Wv2图象应是_【解析】(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动)(2)d5 mm0.05 mm105.50 mm0.550 cm滑块匀速运动的速度v.(3)由动能定理可知，Wmv2，故画出的Wv2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线【答案】(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动；或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速运动(其他方法正确同样得分)(2)0.550(3)过坐标原点的一条倾斜直线5(2017太原模拟)某学习小组利用如图实413所示的装置验证动能定理图实413(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s_cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_；(3)该实验_满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量(填“需要”或“不需要”)【解析】(1)由图可知，s70.30 cm20.30 cm50.00 cm.(2)要应用滑块验证动能定理，应有关系式：FsM2M2故还应测量滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M.(3)因拉力传感器直接测出滑块所受的合外力，并不是用砝码和砝码盘的总重力代替合外力做实验，故没有必要满