实验05 探究动能定理押题专练高考物理一轮复习精品资料原卷版 Word版无答案.docx
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实验05探究动能定理押题专练高考物理一轮复习精品资料原卷版Word版无答案
1.如下图所示,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
2.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如下图所示,实验主要过程如下:
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……;
(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3、……;
(3)作出W-v草图;
(4)分析W-v图象.如果W-v图象是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是( )
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行此实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜
C.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,可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
3.在用如图所示装置做“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
4.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中,下列叙述正确的是( )
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
5.某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前,提出以下几种猜想:
①W∝v,②W∝v2,③W∝
,….他们的实验装置如图(a)所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时,有位同学提出,不需要测出物体质量,只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.
(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么?
(2)让物体分别从不同高度无初速度释放,测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…,读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4…,并绘制了如图(b)所示的L-v图象.根据绘制出的L-v图象,若为了更直观地看出L和v的变化关系,他们下一步应该作出( )
A.L-v2图象 B.L-
图象
C.L-
图象D.L-
图象
(3)本实验中,木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果?
6.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材:
A.电磁打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细线、砝码、小车、砝码盘;H.薄木板.
(1)其中多余的器材是________,缺少的器材是________.
(2)测量时间的工具是________;测量质量的工具是________.
(3)如图所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.请分析:
利用这些数据能否验证动能定理?
若不能,请说明理由;若能,请说出做法,并对这种做法做出评价.
7.为了探究恒力作用时的动能定理,某同学做了如下实验,他让滑块在某一水平面上滑行,利用速度采集器获取其初速度v,并测量出不同初速度的最大滑行距离x,得到下表所示几组数据:
数据组
1
2
3
4
5
6
v/(m·s-1)
0
0.16
0.19
0.24
0.30
0.49
x/m
0
0.045
0.075
0.111
0.163
0.442
(1)该同学根据表中数据,作出x-v图象如图甲所示.观察该图象,该同学作出如下推理:
根据x-v图象大致是一条抛物线,可以猜想,x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想.
(2)根据你所作的图象,你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________.
8.如图所示,某研究性学习小组为探究“动能定理”设计了如下实验:
水平轨道B(动摩擦因数视为相同)固定在水平桌面上.弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处,将滑块C以相同的初动能弹射出去.滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面.(已知重力加速度为g)根据上述实验,回答下列问题:
(1)滑块被弹射后,在水平轨道上的运动过程中,外力做功情况:
___________.
(2)如果要求出滑块滑离桌面的末动能,除了需要测量滑块平抛的射程x以外,还需要测量的物理量有________,________(要求明确写出物理量的名称和对应的符号),末动能Ek=________(只用字母表示).
(3)为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去.除了多次测量滑块平抛的射程x以外,只需要再多次测量另一个相应的物理量______(要求写出物理量的名称和对应的符号),并作出相应的______关系图线(只用字母表示),即可验证动能定理.
9.为了探究对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如下图所示的器材,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(打点计时器交流电频率为50Hz)
(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?
________________________________________________________________________.
(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应都保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.
(3)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,如下图所示是其中四次实验打出的部分纸带.
(4)试根据第
(2)、(3)项中的信息,填写下表.
橡皮筋条数
1
2
3
4
橡皮筋对小车做功
W
小车速度v(m/s)
v2/(m2/s2)
从表中数据可得出结论:
________________.
10.某实验小组采用下图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.
(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,________,________,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,________;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)下图是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,___做正功,__做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了下图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是_____.要验证:
“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和_____.
表1 纸带的测量结果
测量点
x/cm
v/(m·s-1)
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
____
____
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60
11.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①摆好实验装置如右图所示.
②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上.
④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带.
(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据:
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm.
②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:
拉力对小车做的功为_____J,小车动能的增量为_____J.
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是:
_________________________.
12.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如下图,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50.0cm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;正确接连所需电路;
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m之和,|v
-v
|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间所作的功.表格中ΔE3=________,W3________.(结果保留三位有效数字)
表1 数据记录表
次数
M/kg
|v
-v
|
/(m/s)2
ΔE/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
ΔE3
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
(3)根据表1,请在下图中的方格纸上作出ΔE-W图线.
13.利用如图所示装置探究动能定理,在固定斜面上有一质量为1kg的物块,后面固定一条穿过打点计时器的纸带.先接通电源,待打点稳定后,让物块从静止开始沿斜面匀加速下滑,得到一条如图8所示的纸带.O点为打出的第一个点,A、B、
C、D、E、F、G是计数点,每相邻两计数点间还有4个点未画出,各点间距如图所示,根据相关数据进行下列处理.(打点计时器的打点频率为50Hz,g=10m/s2)
图8
(1)通过传感器测得物块所受的合外力是3.0N.试完成下表:
从O点到各点过程合力所做的功W/J
各点的动能Ek/J
OB
0.8838
B
0.8845
OC
1.3275
C
1.3276
OD
D
1.8634
OE
2.4858
E
2.4865
OF
3.1998
F
(2)根据
(1)表中的数据,实验结论是____________________________________________.
14.某实验小组用如图9所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验,在实验中,该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力.
图9
(1)为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下面做法必要的是________.
A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B.实验操作时要先放小车,后接通电源
C.在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近越好
D.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有_________________________________.
(3)如图10为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”.已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m.请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来________________________________.
图10
15.如图11所示是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把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,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出.
图11
(1)除了图中已给出的实验器材外,还需要的器材有____________________;
(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是_____________________;
(3)每次实验得到的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;
(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
数据
物理量
橡皮筋做的功
10个间距的距离x(m)
10个间距的时间T(s)
小车获得的速度vn
小车速度的平方v
1
W
0.200
0.2
2
0.280
0.2
3
0.300
0.2
4
0.400
0.2
5
0.450
0.2
(5)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∝________,请你根据表中测定的数据在如图12所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性.
图12
(6)若在实验中你作出的图线与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是______________________________.
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