2019年高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第5章 機(jī)械能及其守恒定律 實(shí)驗(yàn)4 探究動(dòng)能定理重應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)專練.doc

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2019年高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第5章 機(jī)械能及其守恒定律 實(shí)驗(yàn)4 探究動(dòng)能定理重應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)專練 1．(多選)用如圖實(shí)47所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是(　　) 圖實(shí)47 A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng) B．每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣 C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值 E．實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 F．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度 G．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度 【解析】　當(dāng)小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿長(zhǎng)木板方向的重力的分力大小等于摩擦力，即在實(shí)驗(yàn)中可消除摩擦力的影響，A正確；由實(shí)驗(yàn)原理可知，B、C正確，D錯(cuò)誤；使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)都必須先接通電源再釋放小車，E錯(cuò)誤；橡皮筋拉力做的總功等于小車動(dòng)能的增加，此動(dòng)能應(yīng)為小車獲得的最大動(dòng)能，所以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測(cè)定的是小車的最大速度，F(xiàn)正確、G錯(cuò)誤． 【答案】　ABCF 2．(xx連云港模擬)為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖實(shí)48所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后沿木板滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題．(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50 Hz) 圖實(shí)48 (1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施為___________________________. (2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的功記為W. 由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，如圖實(shí)49所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶． 圖實(shí)49 試根據(jù)以上信息，填寫下表． 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對(duì)小車做的功 W 小車速度v/(ms－1) v2(m2s－2) 從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_________________________________. 【解析】　(1)為了消除摩擦力，應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，使小車在不接橡皮筋時(shí)緩慢勻速下滑． (2)由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v＝，可求出小車的速度，其中x可從題圖中讀出，分別為2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，交流電頻率為50 Hz，故T＝0.02 s. 次數(shù) 1 2 3 4 橡皮筋對(duì)小車做的功 W 2W 3W 4W 小車速度v/(ms－1) 1.00 1.42 1.73 2.00 v2(m2s－2) 1.00 2.02 2.99 4.00 在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的平方成正比． 【答案】　見解析 3．(xx常州模擬)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖實(shí)410甲所示的裝置來研究有關(guān)做功的問題． 圖實(shí)410 (1)如圖甲所示，在保持M>7m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，在控制小車質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開紙帶，已知交流電的頻率為50 Hz.圖乙是在m＝100 g、M＝1 kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中3個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打B點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能Ek＝________J，從開始運(yùn)動(dòng)到打B點(diǎn)時(shí)，繩的拉力對(duì)小車做的功W＝________J．(保留2位有效數(shù)字，g取9.8 m/s2) (2)在第(1)問中，繩的拉力對(duì)小車做的功W大于小車獲得的動(dòng)能Ek，請(qǐng)你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：_________________________.(寫出一種即可) 【解析】　(1)小車拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B為AC的中間時(shí)刻，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得vB＝AC＝，其中xAC＝OC－OA＝19.95 cm，T＝50.02 s＝0.1 s，代入可求得vB＝0.997 5 m/s，所以在B點(diǎn)小車的動(dòng)能Ek＝Mv≈0.50 J．繩的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，所以繩的拉力對(duì)小車做的功W＝mgxOB≈0.51 J. (2)若摩擦力沒有完全抵消，小車所受合外力的功還應(yīng)包含摩擦力做的負(fù)功，故拉力的功大于動(dòng)能的增量；若砂與砂桶的重力不滿足“遠(yuǎn)小于小車的重力”的條件，則砂和砂桶的重力大于繩的拉力，若把砂和砂桶的重力近似為拉力，導(dǎo)致拉力做的功大于動(dòng)能增量． 【答案】　(1)0.50　0.51　(2)摩擦沒有完全抵消；砂與砂桶的重力大于繩的拉力(寫出一種即可) B組　能力提升 4．(xx淮安模擬)某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖實(shí)411所示的實(shí)驗(yàn)裝置． 圖實(shí)411 (1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是__________________________________. (2)如圖實(shí)412所示，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度Δd＝________cm.實(shí)驗(yàn)時(shí)，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標(biāo)記，以保證每次拉伸的距離恒定．現(xiàn)測(cè)得掛一根橡皮條時(shí)，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt，則滑塊最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度表達(dá)式為________(用字母表示)． 圖實(shí)412 (3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時(shí)間，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的速度．則畫出的Wv2圖象應(yīng)是____________． 【解析】　(1)檢查導(dǎo)軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看其是否滑動(dòng)(或?qū)⒒瑝K輕放在氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動(dòng))． (2)Δd＝5 mm＋0.05 mm10＝5.50 mm＝0.550 cm 滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度v＝. (3)由動(dòng)能定理可知，W＝mv2，故畫出的Wv2圖象應(yīng)是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線． 【答案】　(1)將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，看其是否滑動(dòng)；或?qū)⒒瑝K輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動(dòng)(其他方法正確同樣得分)　(2)0.550　　(3)過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線 5．(xx太原模擬)某學(xué)習(xí)小組利用如圖實(shí)413所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理． 圖實(shí)413 (1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s＝________cm； (2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時(shí)間Δt1和Δt2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是________________________________________； (3)該實(shí)驗(yàn)________滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量．(填“需要”或“不需要”) 【解析】　(1)由圖可知，s＝70.30 cm－20.30 cm＝50.00 cm. (2)要應(yīng)用滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理，應(yīng)有關(guān)系式： Fs＝M2－M2 故還應(yīng)測(cè)量滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M. (3)因拉力傳感器直接測(cè)出滑塊所受的合外力，并不是用砝碼和砝碼盤的總重力代替合外力做實(shí)驗(yàn)，故沒有必要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量． 【答案】　(1)50.00　(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M　(3)不需要