2019届高三物理错题本——机械能(三).docx

2019届高三物理错题本——机械能（三） 陈庆威 2018.10.10 1.某实验小组采用如图所示的装置来探究“功与速度变化的关系”．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面．实验的部分步骤如下： a．将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定一打点计时器； b．把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细绳跨过定滑轮连接小车和钩码； c．把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带； d．关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系(不需要知道合外力大小)来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系． (1)下列关于实验过程的描述正确的是(　　) A．实验中应控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量 B．实验前应调节好滑轮的高度，使拉小车的细绳和长木板平行 C．实验前应把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力 D．实验时应先让小车运动，等小车运动一段时间后再接通打点计时器的电源 (2)实验中，该小组同学画出小车位移x与小车速度v的关系图象如图所示，根据该图形状，某同学对W与v的关系作出了猜想，肯定不正确的是(　　) A．W∝v B．W∝v2 C．W∝eq \f(1,v) D．W∝v3 [解析]　(1)解决该实验题首先要明白该实验的实验原理．该实验是利用小车所受到的合外力做的功等于小车动能变化量的关系进行实验的，即Fx＝eq \f(1,2)mv2，由此可以看出，实验中钩码的质量不会影响实验的结果，选项A错误；在实验中，拉小车的细绳应与长木板平行，以保证拉力的方向与位移的方向在一条直线上，这样可以有效地减小误差，选项B正确；该实验不需要平衡摩擦力，因为无论钩码的质量多大，细绳对小车的拉力与摩擦力的合力在每一次实验中都为恒力，均可满足Fx＝eq \f(1,2)mv2的要 求，故选项C错误；应先接通电源，等打点计时器工作稳定后再释放小车，选项D错误． (2)如果W∝v，x－v图象应该是一条过原点的直线；如果W∝eq \f(1,v)，x－v图象应该是反比例函数曲线的一支，故肯定不正确的是选项A、C. [答案]　(1)B　(2)AC 2.某实验小组欲以图甲装置中的小车(含固定在小车上的挡光片)为研究对象来验证“动能定理”．他们用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间．若小车质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m. (1)实验中，小车所受摩擦力的功不便测量，故应设法消除摩擦力对小车运动的影响，需要进行的操作是 _____________________________________________________. (2)在完成了(1)的操作后，②为确保小车运动中受到的合力与砝码盘和盘中砝码的总重力大致相等，m、M应满足的关系是________． (3)用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示，则d＝________mm；用刻度尺量得A、B之间的距离为L. (4)将小车停在桌面上的C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2，已知重力加速度为g，则本实验最终要探究的数学表达式应该是________(用相应的字母m、M、t1、t2、L、d表示)． [审题指导]　①该装置用光电门计算速度，是利用的验证牛顿第二定律的实验装置，需平衡摩擦力． ②加速运动时线的拉力比砝码盘和盘中砝码的总重力小． [尝试解答]　(1)木板略微倾斜的目的是平衡摩擦力，小车受到的拉力等于其合力，细线的拉力对小车做的功等于合力对小车做的功．因此取下砝码盘，将木板左端适当垫高，使小车能够沿着木板匀速下滑． (2)小车运动中受到的合力为F，则F＝Ma，对砝码盘和盘中砝码有mg－F＝ma，联立解得F＝eq \f(M,M＋m)·mg.所以只有m?M时，才能近似满足F＝mg. (3)游标卡尺的读数：先读出主尺的刻度数为5 mm，游标尺的第10个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为0.05×10＝0.50 mm，总读数为(5 mm＋0.50 mm)＝5.50 mm. (4)小车通过A时的速度vA＝eq \f(d,t1)，小车通过B时的速度vB＝eq \f(d,t2)，则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE＝eq \f(1,2)Mveq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)Mveq \o\al(2,A)＝eq \f(1,2)Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,t\o\al(2,2))－\f(d2,t\o\al(2,1)))).砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，由动能定理得mgL＝ΔE＝eq \f(1,2)Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\