2018年高考物理一轮复习 专题24 探究动能定理（练）（含解析）

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1、专题24探究动能定理1．某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示，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点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度.他们根据实验数据绘制了如图乙

2、所示的L－v图象，并得出结论W∝v2.(1)你认为他们的做法是否合适？(2)你有什么好的建议？(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．【答案】（1）.不合适（2）.应进一步绘制L－v2图像（3）.不会2．为了探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验，某实验小组使用如图所示的水平气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间分别为t1、t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡

3、光片宽度为D，两光电门间距离为x，绳悬吊的砝码的质量为m（m远小于M），重力加速度为g。滑行器从G1到G2的过程中增加的动能为________________，合力对滑行器做的功为_________________。（用t1、t2、D、x、M、m和g表示）【答案】，3．如图l所示，某组同学借用“探究a与F和m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化瞬关系”的实验：①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘；通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做____运动。②连接细绳及托盘，

4、放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上口为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△Ek．补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）．分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝△Ek，与理论推导结果一致。③实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）。【答案】：①匀速直线；②0.1115，0.110

5、5；③0.0154．（利用如图的装置做“探究合外力做功与物体动能变化的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，细线的拉力的大小可由拉力传感器测出，小车（包括遮光条和拉力传感器）质量为M，保持小车的质量不变，改变所挂重物的质量m，进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。（1）完成该实验时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（填“需要”或“不需要”）重物的质量m远小于小车（包括遮光条和拉力传感器）质量M;（2）在正确规范操作后，实验时读出拉力传感器的示数F，测出小车的质量M，遮光条宽度d，挡光时间及AB间

6、的距离L，则验证动能定理的表达式为（用测得的物理量表示）。【答案】（1）需要、不需要（2）【解析】（1）由于该实验只有绳子的拉力，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力．本实验要测量小车的合力，由于传感器可以直径测量细线的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量的条件．（2）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，则在B点的速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式为：【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提。5．在

7、“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):（1）下列说法哪一项是正确的　()A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放（2）图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为m/s(保留三位有效数字)。【答案】（1）C；（2）0.653【名师点睛】探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比

8、较，提高对实验的理解能力。1．用如图所示装置做《探究功与速度变化的关系》实验（1）该实验釆用了的方法使实验数据处理得以简化。A．极限法B．成倍增加C．理想化模型D．等效替代（2）实验时，以下说法正确的是A．该实验不需要平