《高考备考指南 理科综合 物理》课件_实验5.doc

第五章实验五

1．(2017届大名模拟)某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，实验前组员们提出了以下几种猜想：

①W∝v；②W∝v2；③W∝v3.

为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置．PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)．在刚开始实验时，小刚同学提出“不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离L和读出速度传感器的读数v就行了”，大家经过讨论采纳了小刚的建议．

(1)请你说明小刚建议的理由：________________.

(2)让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4、…，读出物体每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、…，并绘制了如图乙所示的L－v图像．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出__________；

A．L－v2图像 B．L－eq\r(v)图像

C．L－eq\f(1,v)图像 D．L－eq\f(1,\r(v))图像

(3)实验中，木板与物体间摩擦力__________(填“会”或“不会”)影响探究的结果．

【答案】(1)根据动能定理列出方程式，可以简化约去质量m

(2)A(3)不会

【解析】(1)若只有重力做功，则：mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2，等号的两边都有m，可以约掉，故不需要测出物体的质量．用牛顿第二定律求解，也能得出相同的结论．

若是重力和摩擦力做功，则(mgsinθ－μmgcosθ)L＝eq\f(1,2)mv2，等号的两边都有m，可以约掉，故不需要测出物体的质量．用牛顿第二定律求解，也能得出相同的结论．

(2)采用表格方法记录数据，合理绘制的L－v图像是曲线，不能得出结论W∝v2.为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L－v2图像．故选A.

(3)重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．

2.(2017届浙江四模)某学习小组利用如图甲所示的实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．实验中改变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由静止开始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．

甲 乙

(1)实验中钩码的质量______(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量．

(2)根据实验数据作出v2－F图像，如图乙图像中最符合实际情况的是______．

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

【答案】(1)不需要(2)B(3)能

【解析】(1)实验中钩码的质量不需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直接测出．

(2)由Fs－μmgs＝eq\f(1,2)mv2－0可得v2＝eq\f(2s,m)F－2μgs，当m、s、μ一定时，v2与F为线性关系，且v＝0时F＞0，B正确．

(3)由v2－F图像读出横轴截距b，则b＝μmg，得μ＝eq\f(b,mg).

3．(2017届宁德模拟)某同学通过实验探究物体绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关．他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系．分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，得到数据如下表所示：

序号

半径r/cm

质量m/kg

角速度ω/(rad·s－1)

转动动能Ek/J

1

4

1

2

6.4

2

4

1

3

14.4

3

4

1

4

25.6

4

4

2

2

12.8

5

4

3

2

19.2

6

4

4

2

25.6

7

8

1

2

25.6

8

12

1

2

57.6

9

16

1

2

102.4

(1)每次至少利用三组以上实验数据完成以下分析：

①为研究转动动能与质量的关系，选用实验序号为_______进行分析；

②为研究转动动能与半径的关系，选用实验序号为_______进行分析；

③为研究转动动能与角速度的关系，选用实验序号为______进行分析．

(2)由上述分析可推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为__________(比例系数用k表示)，k的值为________．

【答案】(1)①1、4、5、6②1、7、8、9③1、2、3

(2)Ek＝kmω2r2103

【解析】(1)本实验采用控制变量法，研究转动动能与质量的关系，选用序号1、4、5、6进行分析，可知转动动能与质量成正比；研究转动动能与半径的关系