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2014年07月25日  

2014-07-25 16:26:46|  分类: 高三物理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案  

2014-07-23 14:48:26|  分类: 2015届高考复习资|举报|字号 订阅

1、用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是    .(填字母代号

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

A.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.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值

C.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样

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

答案: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,选项A正确;由实验原理可知,选项BC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,选项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,选项F正确、G错误.

答案:ABCF


2、在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图()):

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

(1)下列说法哪一项是正确的    .(填选项前字母)  

A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量

C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放

(2)图(乙)是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为     m/s(保留三位有效数字).  

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

解析:(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡,故不能挂钩码平衡摩擦力,选项A错误;该实验中,可近似用钩码的重力表示小车所受到的拉力,因此应使钩码的质量远小于小车的质量,选项B错误;实验时,为充分利用纸带,应使小车靠近打点计时器由静止释放,选项C正确.

(2)由于匀变速直线运动中2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,

而计数点间的时间T=0.1 s,

vB=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 m/s=0.653 m/s.

答案:(1)C (2)0.653


3、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:

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

a.连接好实验装置如图所示.

b.将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.

c.在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上.

d.释放小车,打开打点计时器的电源,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40.0 cm.

②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,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有:                                     

                                      .(至少写出两条原因) 

解析:(1)拉力F=mg=0.050×9.8 N=0.49 N,

拉力对小车做的功:

W=Fx=0.49×0.400 J=0.196 J,

小车动能的增量:

ΔEk=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客mv2=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客×0.200×1.002 J=0.100 J.

(2)误差很大的可能原因:①小车质量不满足远大于钩码质量;②没有平衡摩擦力;③先放小车后开电源,使打第一个点时,小车已有了一定的初速度.

答案:(1)②0.196 0.100

(2)①小车质量没有远大于钩码质量 ②没有平衡摩擦力 ③先放小车后开电源,使打第一个点时,小车已有了一定的初速度(任选其二)


4、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)一同学根据表中数据,作出x2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客v图像如图(甲)所示.观察该图像,该同学作出如下推理:根据x2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客v图像大致是一条抛物线,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.

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(2)根据你所作的图像,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                                                    

解析:(1)作出x2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客v2的图线如图所示.

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(2)由图可以看出,滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比.即:x∝v2.

答案:(1)见解析图 (2)x∝v2


5、为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图所示的装置,备有下列器材: 打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的 质量为M、 沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带,让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时,滑块处于静止状态.要完成该实验,请回答下列问题:

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(1)要完成本实验,还缺少的实验器材是    

(2)实验时为保证滑块受到的拉力与沙、小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的实验条件是    ,实验时为保证细线拉力等于滑块所受的外力,首先要做的步骤是    

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(3)在满足(2)问的条件下,让小桶带动滑块加速运动,如图所示为打点计时器所打的纸带的一部分,图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间的距离标注在图上,当地重力加速度为g,则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为    .(用题中所给的表示数据的字母表示

解析:(1)需要测量纸带上点与点之间的距离,因此缺少刻度尺.(2)只有当m?M时,对滑块拉力基本等于沙、小桶的总重力,且需平衡摩擦力.(3)从B到D点,拉力对滑块做功mg(x2+x3).B点对应的速度vB=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,D点对应的速度vD=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为mg(x2+x3)=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客[(x3+x4)2-(x1+x2)2].

答案:(1)刻度尺

(2)远小于滑块的质量 平衡摩擦力

(3)mg(x2+x3)=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客[(x3+x4)2-(x1+x2)2]


6、某同学设计了如图所示的装置“探究动能定理”:在高出地面h的水平桌面上固定一“L”形挡板,一条轻弹簧的一端连在挡板的竖直部分,另一端连一质量不计的薄片,薄片右侧放一质量为m的小球.弹簧处于自由长度时,小球刚好停留在桌面边缘.用手向左推小球,直到被挡板的水平部分挡住(弹簧不超过弹性限度).迅速放手,小球被水平弹出后落在地面上,用米尺量出落地点距桌边的水平距离为x1.(小球的质量m和桌面的高度h为已知量)

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(1)小球在桌面上运动过程中,动能的变化可表示为ΔEk=    

(2)再取一条完全相同的弹簧与上一次的弹簧并放在一起,重新将小球推回挡板处,再突然放手.小球的落地点距桌边的水平距离为x2,以此类推,放入3条、4条、5条…相同的弹簧,测量出每次小球的落地点离桌边的水平距离分别为x3、x4、x5….若忽略摩擦力影响,则在误差允许范围内,只要满足x1∶x2∶x3∶x4∶x5=    ,就说明外力对物体做的功与物体动能的变化成正比. 

(3)以下哪些措施可以减小本实验的误差    

a.选用尽可能光滑的桌面

b.选用质量较大的球

c.选用劲度系数较大的弹簧

d.减小桌面的高度

解析:(1)设小球平抛的初速度为v1,则x1=v1t,h=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客gt2,小球在桌面上运动过程由动能定理:W=ΔEk=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,所以ΔEk=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客.

(2)由动能定理:W=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,W∝2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,同理2W∝2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,得x12015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,x22015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,…,可得x1∶x2∶x3∶x4∶x5=1∶2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客.

(3)为了使弹簧弹力所做的功为外力的功,应尽可能减小摩擦,选用光滑的桌面,减少摩擦力对小球所做的功,选项a正确;水平距离x越大,测量误差越小,应选用劲度系数较大的弹簧,选项c正确;在弹簧弹力做功一定的情况下,小球的质量越大,速度越小,水平距离越小,测量误差越大,故选项b错误;桌面高度h越大,水平距离x越大,则测量误差越小,选项d错误.

答案:(1)2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 (2)1∶2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客      (3)ac2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客


7、某同学利用打点计时器、质量为m的滑块、可调节高度的斜面、直尺等仪器进行“探究动能定理”的实验,如图所示,他首先将打点计时器固定在斜面的上端,并将滑块与纸带相连,让纸带穿过打点计时器,接通低压交流电源(已知其频率为f)后释放滑块,打点计时器在纸带上打下一系列计数点.

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回答下列问题:(用已知字母表示)

(1)写出影响滑块动能变化的主要因素 

(2)该实验探究中为了求合力,应先求出滑块与斜面的动摩擦因数.该同学通过多次调节斜面的高度,得到一条打点间距均匀的纸带,此时相对应的斜面长为L、斜面高为h.由此可求出滑块与斜面的动摩擦因数为μ=    

(3)保持斜面长度不变,升高斜面高度到H(H>h),该同学在实验中得到一条打点清晰的纸带,如图所示,用直尺测出x1、x2、x3,对A、B两点研究:此时滑块在A、B两点的速度大小为:vA=    ,vB=    

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

(4)如果该同学在记录数据时各物理量的单位分别是:L、H、x1、x2、x3单位为cm,质量m单位是kg,频率f单位为Hz,重力加速度g单位为m/s2,对AB段进行研究,在实验允许的误差范围内,该同学根据记录的数据直接计算合力对滑块所做的功为W,滑块动能的改变量为ΔEk,结果发现两者的差别很大,请分析其原因.写出该同学计算出的数值W与ΔEk之间正确关系的表达式    

解析:(1)由滑块在斜面上运动可知,影响滑块动能变化的是合力的功,即重力做功和摩擦力做功.

(2)滑块在斜面上做匀速直线运动,则有:mgsin θ=μmgcos θ(θ为斜面的倾角),可得μ=tan θ=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客.

(3)由运动学公式得A点的瞬时速度是vA=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客f,B点的瞬时速度是vB=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客f.

(4)合力对滑块所做的功W和滑块动能的改变量ΔEk数值差别很大,因为单位没有统一用国际单位,应修正为W=ΔEk×10-2 J.

答案:(1)重力做功、摩擦力做功 (2)2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

(3)2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客f 2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客f (4)W=ΔEk×10-2 J


8、某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图()所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的    (填正确答案标号). 

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量Δx

E.弹簧原长l0

(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=    

(3)图(乙)中的直线是实验测量得到的s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线的斜率会    (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线的斜率会    (填“增大”、“减小”或“不变”).由图(乙)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的    次方成正比. 

解析:(1)小球抛出时的动能Ek=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,要求得v0需利用平抛知识,s=v0t,h=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客gt2.根据s、h、g,求得v0=s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,因此,需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离s.

(2)小球抛出时的动能Ek=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客.

(3)弹簧的弹性势能Ep=Ek=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客m2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,即s=22015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,由s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图像可知,s与Δx成正比,而Ep与s2成正比,故Ep应与Δx的2次方成正比,则s∝22015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx,s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线的斜率正比于2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,如果h不变,m增加,s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线的斜率将会减小;如果m不变,h增加,则s2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客Δx图线的斜率会增大.

答案:(1)ABC (2)2015一轮复习第五章 机械能第5课时 实验一:探究动能定理课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客

(3)减小 增大 2

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