2020届高考物理总复习第五章机械能高效演练创新预测实验五探究动能定理（含解析）新人教版

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1、探究动能定理1.(2019·衡阳模拟)现提供了如图甲所示的实验器材，来探究“合外力做的功与物体速度变化的关系”的实验，由图可知：(1)平衡摩擦力时，小车是否要挂纸带_____(选填“要”或“不要”)。 (2)在某次实验中，得到如图乙所示的一条纸带，在A、B、C三个计数点中应该选用_____(选填“A”“B”或“C”)点的速度才符合实验要求。 (3)某同学采用如图甲所示的装置来做实验，先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑。那么，在橡皮筋弹力的作用下，合外力对小车所做的功_____(选填“大于”“小于”或“

2、等于”)橡皮筋弹力所做的功。 【解析】(1)小车运动时，受到木板的阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦阻力，所以平衡摩擦力时，小车需要挂纸带。(2)橡皮筋恢复原长后，小车做匀速直线运动，所以选用C点的速度才符合实验要求。(3)小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑，可知木板倾斜。在橡皮筋弹力的作用下，合外力对小车所做的功大于橡皮筋弹力做功。答案：(1)要　(2)C　(3)大于2.(2019·郑州模拟)图甲是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系的装置图，长木板放在水平桌面上，橡皮筋的两端分别与小车

3、和挡板相连。实验中，通过增加橡皮筋的条数来改变弹力所做的功。(1)下列实验操作正确的是_____。 A.实验时，应先释放小车，然后接通电源B.增加橡皮筋条数时，应选取相同的橡皮筋C.每次应将小车拉到相同的位置由静止释放D.实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力(2)图乙是实验中某条纸带的一部分，相邻计数点间时间间隔T=0.1s。为探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系，小明用v==m/s来计算小车的速度。他的算法是否正确？_____(选填“正确”或“不正确”)，理由是　 ________________

4、_______________________________。 (3)图丙是根据实验数据所画出的W-ΔEk图象，根据此图象能否验证动能定理？_____(选填“能”或“不能”)，理由是　____________________________。 【解析】(1)实验时，应先接通电源，再释放小车，故A错误；实验时，要求通过增加橡皮筋的条数，使功成倍增加，故增加橡皮筋条数时，应选取相同的橡皮筋，并且每次应将小车拉到相同的位置由静止释放，故B、C正确；实验要探究橡皮筋做的功等于小车动能的变化量，所以应该消除摩擦力的干扰，

5、实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力，故D正确。(2)他的算法不正确。理由是由纸带可看出在打2、3、4点时，小车仍处于加速阶段，应该选取小车匀速运动时的纸带计算速度。(3)根据此图象不能验证动能定理。因为由图象只能得出W与ΔEk成线性关系，并不能得到两者相等关系。答案：(1)B、C、D　(2)不正确　此时小车仍处于加速阶段　(3)不能　由图象只能得出W与ΔEk成线性关系，并不能得到两者相等关系3.某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能

6、沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端由静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤。回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？_____(选填“是”或“否”)。 (2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有_______。 A.悬挂钩码的总质量mB.长木板的倾角θC.两传感器间的距离lD.小车的质量M(3)根据实验所

7、测的物理量，动能定理的表达式为：________(重力加速度为g)。 【解析】(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响。(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有mgl=M-M，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离l，小车的质量M，故A、C、D正确，B错误。答案：(1)否　(2)A、C、D　(3)mgl=M-M4.(2019·榆林模拟)某同学利用图示装置“探究功与动能变化的关

8、系”，图中气垫导轨已调至水平。(1)测得两光电门中心间的距离为L，测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为d，记录挡光条通过光电门1和2的时间分别为t1和t2则滑块通过光电门1和2时的速度大小分别为v1=_______和v2=_______。 (2)在(1)中，从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为F，滑块、挡光条和力传感器的总质量为M，若动能定理成立，则必有FL=______