版高考物理一轮复习 精选题辑含答案 课练19 实验 探究做功与速度变化的关系Word文档格式.docx

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解析：

（1）木块从A到B根据能量守恒定律可得W－Wf＝FfL，所以图象不过原点的原因是在AO段还有摩擦力做功．

（2）由图知图象两点坐标为（0.06cm,1W1）、（0.42cm，5W1）代入W－Wf＝FfL解得木块从A到O过程中克服摩擦力做的功为W1.

（3）由W－Wf＝FfL知图象的斜率为木块所受摩擦力．

2．某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：

①W∝，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示，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点时的速度），每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．

同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置处无初速度释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度.

实验次数

1

2

3

4

……

L

L1

L2

L3

L4

v

v1

v2

v3

v4

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L—v图象，并得出结论W∝v2.

（1）你认为他们的做法是否合适？

________.

（2）你有什么好的建议？

（3）在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________（填“会”或“不会”）影响探究出的结果．

（1）不合适　

（2）应进一步绘制L—v2图象　（3）不会

（1）采用表格方式记录数据，合理绘制的L—v图象是曲线，不能得出结论W∝v2，所以他们的做法不合适．

（2）为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L—v2图象．（3）重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．

3．某同学安装如图甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02s打一个点．

请回答下列问题：

（1）电火花计时器的工作电压是________V.

（2）根据纸带可以判断，实验时纸带的________（填“左”或“右”）端和重物相连接．

（3）若x2＝4.80cm，则在纸带上打下计数点B时的速度vB＝________m/s（计算结果保留三位有效数字）．

（4）若x1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为________．

（5）经过测量计算后，某同学画出了如图丙所示的Ek－h图线，则图丙中表示动能随高度变化的曲线为________（填“图线A”或“图线B”）．

（1）220　

（2）左　（3）1.20　（4）A、B之间的距离或hAB　（5）图线B

（2）从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，说明速度越来越大，纸带与重物相连接的一端先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．

（3）纸带随重物一起做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的推论得：

打出B点时纸带运动的瞬时速度为vB＝＝m/s＝1.20m/s.

（4）若x1数据已测出，则可求出在纸带上打下计数点A时的速度，进而可求出A、B两点动能的变化量，要验证机械能守恒定律，则还要求出重力势能的变化量，所以还要测出A、B之间的距离hAB.

（5）因重物在下落过程中做匀加速直线运动，所以高度越来越小，速度越来越大，动能越来越大，故图丙中表示动能随高度变化的曲线为图线B.

4．用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：

0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图乙所示．已知m1＝50g，m2＝150g，g取10m/s2，交流电源的频率为50Hz，不考虑各处摩擦力的影响，结果保留两位小数．

（1）在纸带上打下计数点5时m2的速度v＝________m/s.

（2）在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________J.

（3）若某同学作出v2－h图象如图丙所示，则该同学测得的重力加速度g＝________m/s2.

（1）2.40　

（2）0.58　0.60　（3）9.70

（1）v＝m/s＝2.40m/s.

（2）ΔEk＝（m1＋m2）v2＝0.58J，ΔEp＝（m2－m1）gh＝0.60J.

（3）根据ΔEk＝ΔEp，得gh＝，则g＝m/s2，g＝9.70m/s2.

5．如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G·

Atwood1746～1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．

（1）实验时，该同学进行了如下步骤：

①将质量均为M（A含挡光片、B含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h.

②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt.

③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．

（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为________（已知重力加速度为g）．

（3）引起该实验系统误差的原因有________（写一条即可）．

（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：

如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？

a随m增大会趋于一个什么值？

请你帮该同学解决：

①写出a与m之间的关系式：

________（还要用到M和g）；

②a的值会趋于________．

（1）挡光片中心　

（2）mgh＝（2M＋m）2

（3）绳子有质量（或滑轮与绳子有摩擦，或重物运动受到阻力作用，回答一个即可）　（4）①a＝

②重力加速度g

（1）①将质量均为M（A含挡光片、B含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h.

（2）重物A经过光电门的速度v＝，整个系统重力势能的减少量为mgh，动能增加量为（2M＋m）v2，则如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为mgh＝（2M＋m）2.（3）引起该实验系统误差的原因有：

绳子有质量；

滑轮与绳子有摩擦；

重物运动受到阻力作用．（4）①系统所受的合外力为F＝mg，则根据牛顿第二定律可知F＝（2M＋m）a，解得a＝；

②根据a＝＝，当m逐渐变大时，a的值会趋于g.

6．某同学用图甲所示装置来探究碰撞中的守恒量，图中KQ是斜槽，QR为水平槽，图乙是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹，有关该实验的一些说法不正确的有（　　）

A．入射球和被碰球必须是弹性好的，且要求两球的质量相等，大小相同

B．入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放

C．小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“水平方向的位移”间接解决

D．图乙可测出碰撞后某球的水平射程为64.7cm（或取64.2cm～65.2cm之间某值）

A

为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应在于被碰球的质量，为发生对心碰撞，两球半径应相等，故A项错误；

为保证小球的速度相等，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放，故B项正确；

小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“水平方向的位移”间接解决，故C项正确；

由图示刻度尺可知，图乙可测出碰撞后某球的水平射程为64.7cm（64.2cm～65.2cm均正确），故D项正确．

7．气垫导轨（如图甲所示）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块总动量大小为________；

碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

　　ab（s1－s3）　abs2

打点周期T＝，打s1、s2、s3均用时

碰前其中一滑块的动量p1＝mv1＝m＝a

碰前另一滑块的动量p2＝mv2＝m＝a

故碰前总动量p＝p1－p2＝ad（s1－s3）

同理碰后总动量p′＝2·

m＝abs2

8．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中的不变量的实验：

在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）．A为运动起始的第一点，则应选________段来计算A的碰前速度，应选________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）．

（2）已测得小车A的质量m1＝0.40kg，小车B的质量m2＝0.20kg，由以上测量结果可得碰前总动量为________kg·

m/s，碰后总动量为______kg·

m/s.

（3）实验结论：

________________________________________________________________________.

（1）BC　DE　

（2）0.420　0.417　（3）见解析

本题考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力．

（1）从分析纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算A的碰前