高考物理13个抢分实验专题52探究动能定理抢分巧练Word格式文档下载.docx

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________________________________________________________________________.

（4）他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的　________（填字母代号）．

A．在接通电源的同时释放了小车

B．小车释放时离打点计时器太近

C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力

点较少，说明小车的加速度过大（即小车过快），故可知减小钩码质量或增加小车质量（在小车上加上适量的砝码）；

（4）在此实验中，根据牛顿第二定律可知，钩码的重力大于细绳的拉力，而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；

如果实验未平衡或未完全平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故选项C、D正确．

【答案】　

（1）刻度尺、天平（包括砝码）　

（2）D　（3）可在小车上加适量的砝码（或钩码）　（4）CD

2．（2016四川卷，8Ⅰ）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；

在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.

（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是　________.

（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量　________.

A．弹簧原长

B．当地重力加速度

C．滑块（含遮光片）的质量

（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将　________.

A．增大　　B．减小　　　

C.不变

【答案】　

（1）v＝　

（2）C　（3）B

3．（2016课标卷Ⅱ，22）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：

轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

图（a）

（1）实验中涉及到下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是　________（填入代表步骤的序号）．

（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为　________m/s.比较两纸带可知，　________（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

图（b）

【答案】　

（1）④①③②　

（2）1.29　M

4．（2017北京卷，21）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．

图1

（1）打点计时器使用的电源是　________　（选填选项前的字母）．

A．直流电源　　　　　　B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是　________　（选填选项前的字母）．

A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量

在不挂重物且_____（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车．若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．

A．计时器不打点B．计时器打点

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……如图2所示．

图2

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝　________　，打B点时小车的速度v＝　________　.

（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为　________　.根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；

分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是　________　.

图3

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2W关系的是　________　.

图4

速度等于AC段的平均速度，vB＝.

（4）根据图线，关系式写为v2＝kW＋b，在直线上取两点，如（1.4×

10－2,0.07）（8×

10－2,0.38），代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v2＝4.7W.把功的单位用基本单位表示，J＝N·

m＝kg·

m2·

s－2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg－1，故与图线斜率有关的物理量应是质量．

变，选项A正确．

【答案】　

（1）B　

（2）A　B　（3）mgx2　　（4）v2＝4.7W（4.5W～5.0W均认为正确）　质量　（5）A

5．（2017江苏卷，10）利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M＝200.0g，钩码的质量为m＝10.0g，打点计时器的电源为50Hz的交流电．

（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到　________.

（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示，选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1＝　________m/s.

（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g＝9.80m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力对小车做的功W.利用Ek＝Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量ΔEk.计算结果见下表.

W/×

10－3J

2.45

2.92

3.35

3.81

4.26

ΔEk/×

2.31

2.73

3.12

3.61

4.00

请根据表中的数据，在下图中作出ΔEkW图象．

（4）实验结果表明，ΔEk总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F＝　________N.

【解析】　

（1）完全平衡摩擦力的标志是轻推小车，小车做匀速运动，打出纸带间隔相等．

（2）两计数点间的时间间隔T＝5×

0.02s＝0.1s

v1＝＝m/s＝0.228m/s.

（3）确定标度，根据给出数据描点．作图如图所示．

由①②③④式解得F≈0.093N.

【答案】　

（1）小车做匀速运动　

（2）0.228　（3）见解析图

（4）0.093

◎考法模拟悟透破题之道

6．（2018山东烟台高三上学期期中）某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有砂子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，将点迹清晰的某点记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差Δv2＝v2－v，弹簧测力计的读数为F，小车的质量为m，然后建立Δv2x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为　__________________（填写表达式）．

（2）若测出小车质量为0.4kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为　________N.

【答案】　

（1）　

（2）1

7.（2016·

湖南益阳高三月考）某同学利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能。

装置如图所示，水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去。

测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力。

（1）小球被弹射出的速度大小v＝________，求得静止释放小球时弹簧弹性势能Ep＝________；

（用题目中的字母符号表示）

（2）由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果________影响（选填“有”或“无”）。

【答案】　

（1）　　

（2）无

8．（2016·

湖南四市联考）如图是某小组验证动能定理的实验装置，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上，通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电门安装在B处。

测得滑块（含遮光条和拉力传感器）质量为M、钩码的总质量为m、遮光条的宽度为d，当地的重力加速度为g。

当气垫导轨充气后，将滑块在图示A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为Δt。

（1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M？

________（填“是”或“否”）；

（2）测得AB之间的距离为L，则对滑块验证动能定理的表达式为________（用以上对应物理量的符号表示）；

（3）为减少实验误差，可采取的方法是（　　）

A．增大AB之间的距离

B．减少钩码的总质量

C．增大滑块的质量

D．减少遮光条的宽度

【解析】　

（1）拉力是直接通过传感器测量的与小车质量和钩码质量大小无关，故不需要钩码总质量m远小于滑块质量M；

（2）由于遮光条的宽度很小，通过光电门的时间也很短，故遮光条通过光电门的平均速度可以表示瞬时速度，则通过B点的速度为v＝，拉力做功为：

W＝FL，动能的增加量为ΔEk＝M（）2，故本实验中验证动能定理的表达式为FL＝M（）2；

（3）由公式可知，实验误差来自长度的测量和速度的测量，为减小误差可以让AB之间的距离L增大或减小遮光片的长度，故A、D正确。

【答案】　

（1）否　

（2）FL＝M（）2　（3）AD

9．（2016·

山东省日照市高三校际联考）在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，某探究小组的同学们通过讨论提出了以下几种猜想：

①W∝v，②W∝v2，③W∝，……。