【立体设计】2012高考物理 第5章 第5讲 课后限时作业 新人教版

用心 爱心 专心 立体设计立体设计 2012 2012 高考生物理高考生物理 第第 5 5 章章 第第 5 5 讲讲 课后限时作业课后限时作业 新人教版新人教版 一 选择题 每小题 6 分 共 12 分 1 在用下图所示装置做 探究动能定理 的实验时 下列说法正确的是 A 通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B 通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C 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 D 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 本题主要考查本实验的实验原理 考查理解能力 实验通过增加橡皮筋的条数 使 橡皮筋对小车做的功成倍增加 故 A 正确 B 错误 小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功 完毕的情形 故 C 正确 D 错误 答案 A C 2 在 探究动能定理 实验中 某同学在一次实验中得到一条如图所示的纸带 这条纸带上 的点两端较密 中间稀疏 出现这种情况的原因可能是 A 电源的频率不稳定 B 木板倾斜的程度太大 C 没有使木板倾斜或倾斜角太小 D 小车受到的阻力较大 答案 C D 二 非选择题 共 88 分 3 15 分 用如图所示的装置 探究功与物体速度变化的关系 实验时 先适当垫高木板 然后由静止释放小车 小车在橡皮条弹力的作用下被弹出 沿木板滑行 小车滑行过程中带 动通过打点计时器的纸带 记录其运动情况 观察发现 纸带前面部分点迹疏密不匀 后面 部分点迹比较均匀 1 适当垫高木板 是为了 2 通过纸带求小车速度时 应使用纸带的 填 全部 前面的部分 或 后面的部分 3 若实验做了 n 次 所用橡皮条分别为 1 根 2 根 n 根 通过纸带求出小车的速度分 别为 v1 v2 vn 用 W 表示橡皮条对小车所做的功 作出的 W v2图线是一条过坐标原点的 直线 这说明 W 与 v 的关系是 答案 1 平衡摩擦力 2 后面的部分 3 W 与速度 v 的平方成正比 用心 爱心 专心 4 16 分 科学规律的发现离不开科学探究 而科学探究可以分为理论探究和实验探究 下面我们追寻科学家的研究足迹用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系 1 某同学的实验设计方案如图所示 该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力 为此 实验时在安装正确 操作规范的前提下 已平衡摩擦力 还需要满足的条件是 2 下图所示是某次实验中得到的一条纸带 其中 A B C D E F 是该同学确定的计 数点 相邻计数点间的时间间隔为 T 间距如图 则打 C 点时小车的速度为 要验 证合外力的功与动能变化间的关系 除位移 速度外 还要测出的物理量有 解析 1 只有钩码的重力远小于小车的总重力时 才能近似认为小车受到的拉力等 于钩码的重力 2 C 点的速度等于 BD 段的平均速度 故 vC T xx 2 32 要验证合外力做的功和动能变化间的关系 需要测出小车受到的拉力大小 钩码的重力 和小车位移 W Fx 以及小车的质量和速度 Ek 所以还需要测出钩码的重力和 2 2 1 mv 小车的总质量 答案 1 钩码的重力远小于小车的总重力 2 钩码的重力和小车的总质量 T xx 2 32 5 18 分 某学习小组做探究 合力的功和物体速度变化关系 的实验 如图甲 图中小 车是在一条橡皮筋作用下弹出 沿木板滑行 这时 橡皮筋对小车做的功记为 W 当用 2 条 3 条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次 第 3 次 实验时 使每次实验中橡皮 筋伸长的长度都保持一致 每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出 1 除了图中已有的实验器材外 还需要导线 开关 刻度尺和 2 木板倾斜的目的是为了 用心 爱心 专心 3 若木板水平放置 小车在两条橡皮筋作用下运动 当小车速度最大时 关于橡皮筋所 处的状态与小车所在的位置 下列说法正确的是 A 橡皮筋处于原长状态 B 橡皮筋仍处于伸长状态 C 小车在两个铁钉的连线处 D 小车已过两个铁钉的连线 4 在正确操作情况下 打在纸带上的点 并不都是均匀的 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的部分进行测量 根据图丙所示的纸带回答 5 下面是本实验的数据记录表 从理论上讲 橡皮筋做的功 Wn和物体速度 vn变化的关系应是 Wn 请运用表中测 定的数据在图乙所示的坐标系中作出相应的图象 并验证理论的正确性 解析 1 缺交流电源 2 使木板倾斜的目的是平衡摩擦力 4 测小车获得的速度应取小车匀速运动时打出的纸带 即图中为 GJ 段 5 要求明确标注坐标轴的物理量 合理设置标度 并用尺规作图 所作图线应通过原点 在误差允许的范围内 图象是经过原点的直线 说明 Wn与成正比 2 n v 答案 1 交流电源 或电源 2 平衡摩擦力 3 B 4 GJ 5 图象见解析 验证见解析 2 n v 6 19 分 为了 探究外力做功与物体动能变化的关系 查资料得知 弹簧的弹性势能 用心 爱心 专心 Ep 其中 k 是弹簧的劲度系数 x 是弹簧长度的变化量 2 2 1 kx 某同学用压缩的弹簧推静止的小球 已知质量为 m 运动来探究这一问题 为了研究方便 把小铁球 O 放在水平桌面上做实验 让小铁球 O 在弹力作用下运动 即只 有弹簧推力做功 该同学设计实验如下 首先进行如图甲所示的实验 将轻质弹簧竖直挂起来 在弹簧的另一端挂上小铁球 O 静 止时测得弹簧的长度变化量为 d 在此步骤中 目的是要确定物理量 用 m d g 表示为 接着进行如图乙所示的实验 将这根弹簧水平放在桌面上 一端固定 另一端被小铁球 O 压缩 测得压缩量为 x 释放弹簧后 小铁球 O 被推出去 从高为 h 的水平桌面上抛出 小铁球 O 在空中运动的水平距离为 L 小铁球 O 的初动能 Ek1 小铁球 O 的末动能 Ek2 用 m h L g 表示 弹簧对小铁球 O 做的功 W 用 m x d g 表示 对比 W 和 Ek2 Ek1就可以得出 外力做功与物体动能变化的关系 即在实验误差范围内 外力所做的功等于物体动能的变化 解析 用弹簧弹性势能求外力做的功 依据是能量守恒 用平抛运动规律求末速度 进而求末动能 甲实验的目的是要确定弹簧的劲度系数 k 根据平衡时应有 mg kd 得 k d mg 小铁球 O 原来静止 故初动能 Ek1 0 先求小铁球 O 的末速度 v 由平抛运动知识 L vt h 得 v 2 2 1 gt t L h g 2 小铁球 O 的末动能为 Ek2 2 2 1 mv h mgL 4 2 弹簧对小铁球 O 做的功为 W Ep pp 2 2 1 kx d mgx 2 2 答案 弹簧劲度系数 k k 0 d mg h mgL 4 2 d mgx 2 2 7 20 分 某同学利用气垫导轨做 探究动能定理 实验 操作步骤是 用心 爱心 专心 将气垫导轨平放在桌面上 把两个光电门装在气垫导轨上 根据气垫导轨上的刻度示数 记下两个光电门间的距离L 用游标卡尺测出遮光条的宽度 d 将遮光条装在滑块上 将气垫导轨的一端垫上一定厚度为 h 的垫片 气垫导轨另一端到垫片的距离为 x x h 接通气源 让滑块从导轨的一端由静止开始下滑 读出数字计时器记录的滑块先后经过 两光电门的遮光时间 t1 t2 精确到 0 001 s 改变垫片的厚度为 2h 3h 重复实验 请回答以下问题 1 用游标卡尺测量遮光片的宽度 d 游标卡尺读数如图所示 则 d cm 2 根据直接测量的结果 滑块经过两个光电门的过程中 用字母表示 v2 2 1 2 2 vv 3 如果 h v2图象是一过原点的斜直线 且斜率是 说明动能定理是成 立的 4 实际得到的 h v2图线如图所示 图线不过原点的一个可能的原因是 解析 1 先读主尺上的读数 20 0 mm 再读游标尺上的读数 0 05 mm 3 0 15 mm d 20 15 mm 2 015 cm 2 v2 2 2 2 1 2 2 vv 2 t d 1 t d 3 如果动能定理成立 W合 Ek mgLsi