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实验专项抢分练(五)探究动能定理
(建议用时40分钟)
1.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了实验,他的操作步骤如下:
①按图甲连接实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg。
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率f=50Hz),打出一条纸带。
③他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图乙所示。把打下的第一个点记
作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有
到点0的距离分别d=0.041m,d=0.055m,d=0.167m,d=0.256m,d=0.360m,d=0.480
123456
m……
2
(1)他把钩码总重力(当地重力加速度g取10m/s)作为小车所受合力,算出打下点0到打下点
5过程合力做功W=J(结果保留三位有效数字),用正确的公式E=(用相关数
k
据前字母列式)把打下点5时小车的动能作为小车动能的改变量,算得E=0.125J。
k
(2)此次实验探究的结果,他没能得到合力对物体做的功等于物体动能的增量这一结论,且误
差很大。通过反思,他认为产生很大误差的原因有以下几条,其中正确的是(填选项前
的字母)。
A.钩码质量太大,使得合力对小车做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力,使得合力对小车做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
【解析】(1)若用钩码的重力作为小车受的合力,则F=mg=0.5N,从打下点0到打下点5,小车
合
的水平位移x=d=0.360m,所以W=Fx=0.5×0.360J=0.180J。打下点5时小车的动能
5合
2
E=M,v=,式中Δt5个时间间隔,即Δt=,故E=(d-d)。
k5k64
(2)从该同学的实验操作情况来看,造成很大误差的主要原因是把钩码的重力当成了小车受到
的合力,实验前没有平衡摩擦力,故A、B正确;C、D两个选项中提到的问题不能对实验结果造
成重大影响,故C、D错误。
2
答案:(1)0.180(d-d)(2)A、B
64
2.(2021·大庆模拟)“探究动能定理”的实验装置如图甲所示,当小车在2条橡皮筋作用下弹
出时橡皮筋对小车做的功记W。当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行
第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记2W、3W、4W…,每次实验中由
000
静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打点的纸带测出。
(1)关于该实验,下列说法正确的是。
A.打点计时器可以用直流电源供电,电压4~6V
B.实验中使用的
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