实验五：探究动能定理17122.pdf

1 实验五：探究动能定理 非选择题 1(2017年福建厦门高三质检)探究“做功和物体速度变化的关系”实验装置如图KS5-1甲所示，图中是小车在 1 条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形小车实验中获得的速度v，由打点计时器所打点的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为 W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放当我们把 2 条、3 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次多次实验请回答下列问题：甲 乙 图 KS5-1(1)除了图甲中已给出器材外，需要的器材还有：交流电源、_.(2)图乙是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为 0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为_m/s.(计算结果保留 2 位有效数字)(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功 W 和小车离开橡皮筋后的速度 v，进行数据处理，以 W 为纵坐标，v 或 v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是_ A B C D 2(2017 年浙江温州中学高三模拟)在探究“功和速度变化关系”的实验中，小张同学用如图 KS5-2 所示装置，尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究，则 图 KS5-2(1)下列说法正确的是_ A该方案需要平衡摩擦力 B该方案需要重物的质量远小于小车的质量 C该方案操作时细线应该与木板平行 D该方案处理数据时应选择匀速时的速度(2)某次获得的纸带如图 KS5-3 所示，小张根据点迹标上了计数点，请读出 C 计数点在刻度尺上的读数_cm，并求出 C 点的速度为_m/s(计算结果保留 3 位有效数字)2 图 KS5-3 3如图 KS5-4 甲所示为某兴趣小组探究物体动能变化与做功关系的实验装置一直径为 d、质量为 m 的金属小球由 A 处静止释放，下落过程中能通过 A 处正下方，固定于 B 处的光电门，测得 A、B 间的距离为 h(hd)，小球通过光电门的时间为 t.(1)若实验室某同学用 10 分度游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的半径是_cm.甲 乙 丙 丁 图 KS5-4(2)小球经过光电门 B 时的速度表达式为_(3)多次改变 h，求得与 h 对应的小球通过光电门的时间 t.计算出小球通过光电门的动能分別作出动能与 h 图象、动能与1t图象，如图丙、丁所示图象中的物理量单位采用国际单位，但横坐标没有标出可以判断图丁是_填“Ek-h”或“Ek-1t”的图象通过图象可以判定小球在下落过程中动能的改变等于重力所做的功(4)图丙中 OA 连线的斜率数值为 k，图丁中直线的斜率数值为 k，则当地的重力加速度g 为_，小球在图象丙中 A 点所对应的瞬时速度为_(用题上所给字母表示)4(2017 年江苏卷)利用如图 KS5-5 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 M200.0 g，钩码的质量为 m10.0 g，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电 图 KS5-5(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 KS5-6 所示选择某一点为 0，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 x，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.图 KS5-6(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g9.80 m/s2，利用 Wmgx 算出拉力对小 3 车做的功 W.利用 Ek12Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量 Ek.计算结果见下表.W/(103J)2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 Ek/(103J)2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 请根据表中的数据，在图 KS5-7 所示的方格纸上作出 Ek-W 图象 图 KS5-7(4)实验结果表明，Ek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.5(2016 年江西模拟)某实验小组利用如图 KS5-8 所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：图 KS5-8 A挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速直线运动 B打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持步骤 A 中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器 1 和速度传感器 2 时的速度大小v1和 v2.C重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复 A 到 B 的步骤 请回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？_(填“是”或“否”)(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有_ A悬挂钩码的总质量 m B长木板的倾角 C两传感器间的距离 l D小车的质量 M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_(重力加速度为 g)6(2017 年湖南常德模拟)某学习小组用图 KS5-9 甲所示的实验装置探究“动能定理”他们在气垫导轨上安装了一个光电门 B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放 4 甲 乙 图 KS5-9(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则 d_mm.(2)下列实验要求中不必要的一项是_(请填写选项前对应的字母)A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C应将气垫导轨调至水平 D应使细线与气垫导轨平行(3)实验时保持滑块的质量 M 和 A、B 间的距离 l 不变，改变钩码质量 m，测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是_(请填写选项前对应的字母)A作出“t-F 图象”B作出“t2-F 图象”C作出“t2-1F图象”D作出“1t-F2图象”