高考物理一轮总复习课时规范练25 探究动能定理.docVIP

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课时规范练25探究动能定理

《课时规范练》P387

一、基础对点练

1.实验小组用如图甲所示的装置做探究功与速度变化的关系实验。将小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0,当用两条、三条……完全相同的橡皮筋并在一起且伸长的长度保持与第一次相同进行第2次、第3次……实验时,用速度传感器测出小车速度v和速度的二次方v2,将数据输入电脑处理,得到如图乙所示的v2-t图象,由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度的二次方分别为a、b、c,回答下列问题:

(1)本实验(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。?

(2)若a∶b∶c=1∶2∶3,可以得出橡皮筋对小车做的功W与小车最大速度的二次方v2成(选填“正比”或“反比”)。?

(3)多次实验后,作出很多种图象,其中一种W-v2图象如图丙所示,其中一种W-v图象如图丁所示,丙图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是;丁图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是。?

答案:(1)需要

(2)正比

(3)平衡摩擦力过度或木板的倾角调整过大平衡摩擦力不足或木板的倾角调整过小或没有平衡摩擦力

解析:(1)本实验要求橡皮筋对小车做的功就是合力的功,因此需要平衡摩擦力;

(2)从题意和图象分析得到,当功W分别为1、2、3、4倍时,v2也变为1、2、3、4倍,可得W∝v2,即橡皮筋对小车做的功W与小车最大速度的二次方v2成正比;

(3)图丙的图线不过坐标原点的原因是平衡摩擦力过度或木板的倾角调整过大;图丁的图线不过坐标原点的原因是平衡摩擦力不足或木板的倾角调整过小或没有平衡摩擦力。

2.(浙江衢州模拟)图甲为探究做功与物体速度变化的关系的实验装置。以小车为研究对象,小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出,功的具体数值可以不测量,由此探究小车合外力所做的功与速度变化的关系。

甲

(1)实验中(选填“需要”或“不需要”)补偿小车受到阻力的影响,理由是。

(2)在某次实验中打出的纸带上选取8个计数点,如图乙所示,第一个打点记为计数点0,除计数点0、1间外,其余两相邻计数点间均有四个打点未画出,则打计数点5时,小车的速度大小v5=m/s(结果保留两位有效数字)。?

乙

(3)取计数点到0点的距离为x,以v2为横坐标,x为纵坐标,作出x-v2图象,除计数点5外,其余各点已经标在图丙中,请在坐标纸上标出计数点5,并画出图线,则该图线的斜率k=。[选用重物质量m,小车质量m0,重力加速度g,细线牵引力FT、小车所受合外力F等代表物理量的字母表示(字母的单位均为国际制单位)]。?

丙

答案:(1)不需要只要保证小车在实验中合外力不变(2)0.93

(3)

m

解析:(1)功的具体数值可以不测量,只需要保证合外力不变,故不需要平衡摩擦力。

(2)两相邻计数点间均有四个打点未画出,故相邻计数点间时间间隔为T=0.02×5s=0.1s,

计数点5的速度为v5=x45

(3)将计数点5描出,尽量让更多的点落在图线上,画出图线,如图所示。

根据动能定理有F0v2,解得x=m0v2

3.(陕西渭南一模)某实验小组利用放在斜面上的气垫导轨研究滑块下滑过程中重力做功与动能改变关系,装置如图甲所示。实验时,让质量为m的滑块从气垫导轨顶端滑下,测得滑块通过A、B两个光电门的时间为Δt1和Δt2,已测得A、B之间的距离为L,遮光板的宽度为d,斜面倾角为α,当地重力加速度为g。

(1)图乙为用游标卡尺测量遮光板宽度时刻度示意图,由此可读出d=mm。?

(2)从A到B过程中,重力做功W=,滑块动能改变为ΔEk=。?

(3)若要用此实验探究动能定理,(选填“需要”或“不需要”)测量滑块的质量。?

答案:(1)3.70(2)mgLsinα12

解析:(1)由图可得d=3mm+14×0.05mm=3.70mm。

(2)从A到B过程中,重力做功为W=mgLsinα,滑块动能改变为ΔEk=12

(3)若要用此实验探究动能定理,因为重力做功和动能变化量表达式都有质量,能消去,故不需要测量滑块的质量。

4.某同学用图甲所示的装置探究动能定理。在木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,两遮光条间的距离为L。用不可伸长的细线绕过定滑轮和动滑轮将木板与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上(轨道D已倾斜一定的角度),放在水平桌面上,P为小桶(内有沙子),滑轮的质量和摩擦不计。

(1)实验中轨道应倾斜一定角度的目的是。?

A.释放木板后,木板在细线拉动下能匀速下滑

B.增大木