2014届高三物理一轮 5.5实验探究动能定理课后巩固训练汇总

第课时实验一:探究动能定理

1.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度( A )

A.间距均匀的

B.间距不均匀的

C.间距均匀的与不均匀的都可

D.最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的

解析:橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均匀的,故选项A正确,B、C错误;若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡摩擦力,需重新平衡摩擦力,故选项D错误.

2.关于“探究动能定理”的实验中,下列叙述正确的是( D )

A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致

C.放小车的长木板应该尽量使其水平

D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出

解析:本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了,选项A错误;每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,只有这样才能保证以后每次实验时,橡皮筋做的功是第一次的整数倍,否则,功的数值难以测定,选项B错误;小车运动过程中会受到摩擦阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差,选项C错误;实验时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,选项D正确.

3.(2012四川期末)“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在1条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该实验,下列说法正确的是( C )

A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密、中间疏,出现这种情况的原因,可能是木板倾角过大

B.当小车速度达到最大时,小车在两个铁钉的连线处

C.应选择纸带上点间距均匀的一段计算小车的最大速度

D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度

解析:木板倾角过大时,相邻两点之间的间隔会越来越大,选项A错误;当橡皮筋处于原长时,小车达到最大速度,而不是小车在两铁钉的连线处,选项B错误;本实验平衡摩擦力后,橡皮筋做功结束后,小车做匀速直线运动,选项C正确、选项D错误.

4.(2013内江市模拟)如图(甲)所示,是某实验小组“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验装置图.

实验中得到的一条纸带如图(乙)所示,其中,O 为起始点,A 、B 、C 、D 、E 依次为相邻的计数点,相邻两个计数点之间还有n 个点未标出,如果打点计时器使用的交流电的频率为f,小车和砝码的总质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,那么,在满足实验要求的条件下,需要探究的表达式是 (用题中和图中的字母表示).

解析:打下B 点时小车瞬时速度为AC 之间的平均速度,v

B ==,同理可得出

v D ==,合外力的功W=mgx,需要探究的表达式是mgx=M -M .

答案:mgx=M -M

5.(2012年江苏卷)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验,实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面.将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点.分别测量OP 、OQ 的长度h 和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.

(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.

(2)请根据下表的实验数据作出s h 关系的图像.

(3)实验测得A 、B 的质量分别为m=0.40 kg 、M=0.50 kg.根据s h 图像可计算出A 木块与桌面间的动摩擦因数μ= .(结果保留一位有效数字)

(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”).

解析:(1)实验开始时发现A释放后会撞到滑轮,主要是加速度过大或加速时间过长,可以通过减小B的质量或增大A的质量来减小加速度,通过增加细线的长度或降低B的起始高度来缩短加速时间.

(2)s h图像如图所示.

(3)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,即由Mgh-μmgh=(M+m)v2,-μmgs=-mv2,求得

s=h,图像的斜率k=,即=,解得μ≈0.4.

(4)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,如果考虑克服滑轮摩擦做功W,则Mgh-μmgh-W=(M+m)v2,-μmgs=-mv2,求得μ=,如果忽略克服滑轮摩擦做功,则动摩擦

因数偏大.

答案:(1)减小B的质量(或增大A的质量) 增加细线的长度(或降低B的起始高度)

(2)图见解析(3)0.4 (4)偏大