全国通用2025版高考物理一轮复习第五章微专题43实验：探究动能定理加练半小时含解析.docxVIP

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试验：探究动能定理

[方法点拨]通过分析试验题设，明确探讨对象的运动过程是哪一段，以及探讨对象受到的合外力是“谁”，合外力的功如何测量.

1.(2024·河南省开封市第三次模拟)某同学“验证动能定理”的试验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门的挡光时间为t，d表示遮光片的宽度，L表示A、B两点间的距离.滑块与导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度.

图1

(1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图2所示，遮光片的宽度d＝________cm.

图2

(2)该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在滑块上.让滑块恰好在A点静止.剪断细绳后，滑块起先加速下滑，则其受到的合外力为________(用题目中所给的物理量符号表示).

(3)为验证从A→B过程中滑块所受合外力做功与滑块动能变更的关系，须要验证的关系式为________________(用题目所给物理量符号表示).

2.某学习小组利用如图3所示的试验装置探究合外力与速度的关系.一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连.试验中变更动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止起先释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离s，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小.

图3

(1)试验中钩码的质量________(填“须要”或“不须要”)远小于滑块的质量.

(2)依据试验数据作出v2－F图象，下列图象中最符合实际状况的是________.

(3)依据试验已测得数据及v2－F图象，________(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因数.

3.(2024·福建省三明一中模拟)如图4所示，是“探究功与物体速度变更关系”的装置.第一次由一根橡皮筋供应牵引力使小木块在某处由静止弹出，然后分别改用2根、3根…相同的橡皮筋，使小木块从同样的位置弹出.

图4

(1)小木块在运动过程中会受到阻力，应将长木板______(填“左”或“右”)端适当垫高作为补偿.

(2)只用1根橡皮筋作用时，打点计时器打出的纸带如图5所示.打点计时器运用50Hz的沟通电源，则小木块被弹出时的速度为________m/s(结果保留两位有效数字).

图5

(3)下表是试验过程中测量的几组数据，请选取合适的物理量和单位，在图6中作出图象以便找到做功与小木块动能的关系.

橡皮筋数

做功

v

eq\r(v)

v2

v3

2

2W

1.27

1.13

1.62

2.08

3

3W

1.56

1.25

2.43

3.79

4

4W

1.80

1.34

3.24

5.83

5

5W

2.01

1.42

4.05

8.15

6

6W

2.20

1.48

4.86

10.71

图6

(4)假如本试验中没有进行第(1)步的操作，则上述所画的图线________.

A.仍为原图线 B.向上平移

C.向下平移 D.倾斜程度会发生变更

答案精析

1.(1)1.14(2)mg(3)mgL＝eq\f(1,2)Meq\f(d2,t2)

解析(1)宽度d＝(11＋0.4)mm＝11.4mm＝1.14cm.

(2)由于滑块在A点静止，因此滑块的下滑分力等于易拉罐及细沙的总重力mg，又由于斜面与滑块间无摩擦，因此滑块下滑时，其受到的合外力等于mg.

(3)本试验需验证mgL＝eq\f(1,2)Mv2，而到达B点的速度v＝eq\f(d,t)，代入可得mgL＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2＝eq\f(1,2)Meq\f(d2,t2).

2.(1)不须要(2)B(3)能

解析(1)试验中钩码的质量不须要远小于滑块的质量，因为滑块所受的拉力可由弹簧测力计干脆测出.

(2)由Fs－μmgs＝eq\f(1,2)mv2－0可得v2＝eq\f(2s,m)F－2μgs，当m、s、μ肯定时，v2与F为线性关系，且v＝0时F＞0，B正确.

(3)设v2－F图象与横轴的截距为b，则b＝μmg，得μ＝eq\f(b,mg).

3.(1)左(2)0.90(3)如图所示(4)B