高一【实验：探究动能定理】习题带解析

【实验探究动能定理】习题

随堂训练

1．

图5－4－5

在用图5－4－5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，考查考生的理解能力．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时的情形，故C正确，D错误．

答案：AC

2．在“探究动能定理”的实验中，某同学是用下面的方法和器材进行实验的：放在长木板的小车，由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动，小车拉动固定在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器．关于这一实验，下列说法中正确的是()

A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力

B．重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同

C．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算

D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算解析：在本题的实验中，由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力)，所以要使长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力，重复实验时，为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比，所以用到橡皮筋的条数虽然不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同，利用纸带上的点计算小车的速度时，由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度，所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算，故A、B、D选项是正确的．

答案：ABD

3．

图5－4－6

如图5－4－6所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是()

A．橡皮筋做的功可以直接测量

B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功

D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍

解析：橡皮筋的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C错，B对．橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，功变为原来的4倍，故D错．

答案：B

4.

图5－4－7

某实验小组采用如图5－4－7所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50 Hz.

(1)实验中木板略微倾斜，这样做________；

A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑

B．是为了增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

图5－4－8

(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图5－4－8所示)求得小车获得的速度为________ m/s.

(3)

图5－4－9

若根据多次测量数据画出的W－v草图如图5－4－9所示，根据图线形状，可知对W 与v的关系作出的猜想肯定不正确的是________．

A．W∝v B．W∝1

v C．W∝v2D．W∝v3

(4)如果W∝v2的猜想是正确的，则画出的W－v2图象应是

________________________________________________________________________；(5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________. (只要回答出一种原因即可)

解析：(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力，使得橡皮筋松动后小车能够做匀速运动，故选项C、D正确．

(2)由纸带后半部分两点间距离相同，可知小车开始做匀速运动，可求得：

v＝x

T＝

0.04 m

0.02 s＝2 m/s

(3)由W－v图象可知，随速度增大，W变化率增大，故选项A、B是不可能的．

(4)若W∝v2，由函数关系可知W－v2图象应该是过原点的直线．

(5)影响实验效果的因素很多，例如：橡皮筋规格不完全相同、小车质量太小、木板倾斜

过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等等．

答案：(1)CD(2)2(3)AB(4)过原点的一条直线(5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)

5.

图5－4－10

某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图5－4－10所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，小车中可以放置砝码．

(1)实验主要步骤如下：

①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；

②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．

③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．

(2)表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v21|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)

(3)根据表1，请在图5－4－11中的方格纸上作出ΔE－W图线．

表1数据记录表

次数M/kg

|v22－v21

|

/(m/s)2

ΔE/J F/N W/J

10.50

0.760

0.19

0.40

0.20

20.50

1.65

0.41

3

0.84

0.42

30.50

2.40ΔE3

1.22

W3

41.00

2.40 1.20

2.42

1.21

51.00

2.84 1.42

2.86

1.43