（江苏专用版）2020版高考物理总复习第五章实验四探究动能定理练习（含解析）.docx

《（江苏专用版）2020版高考物理总复习第五章实验四探究动能定理练习（含解析）.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验四　探究动能定理1.(2018清江中学模拟)为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图所示的装置,还备有下列器材:打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细砂。　　他们称量滑块的质量为M、砂和小桶的总质量为m,当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小桶时,滑块处于静止状态,要完成该实验,则:(1)还缺少的一个实验器材是　　　　　。 (2)实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的步骤是　　　　　;实验时为保证细线的拉力与砂和小桶的总重力大小基本相等,砂和小桶的总质量应满足的实验条件是　　　　　。 (3)在(2)

2、问的基础上,让小桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出该两点的间距为L、打下该两点时滑块的速度大小为v1、v2(v1

3、,对滑块根据牛顿第二定律有F=Ma,对砂和小桶有mg-F=ma,由此解得F=mg1+mM,由此可知当M≫m时,砂和小桶的重力近似等于细线的拉力,所以应满足的条件是砂和小桶的总质量远小于滑块的质量,即m≪M。(3)运动过程中合外力做功为W=mgL;动能的增加量为ΔEk=12Mv22-12Mv12;实验要验证的动能定理表达式为:W=ΔEk,即mgL=12Mv22-12Mv12。2.(2018无锡期末)利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系。(1)为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响,需要平衡阻力。关于该操作环节,下列四种装置图中

4、正确的是(　　)　　(2)甲小组同学正确平衡了阻力,选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M,取砝码的总重力值作为绳子的拉力值,按正确操作得到图示的一条纸带。在纸带上选取三个连续计时点A、B、C,测得它们到静止释放的起始点O的距离分别为sA、sB、sC,打点计时器的工作频率为f,已知当地重力加速度为g,从O到B的运动过程中,拉力对小车做功W=　　　　　,小车动能变化量ΔEk=　　　　　。 　　(3)乙小组同学也正确平衡了阻力,但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M。在处理数据时,他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值

5、,并采用图像法进行数据分析:在纸带上选取多个计数点,测量静止释放的起始点O到每个计数点的距离,并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W。他们作出的图线为　　　　　。 答案　(1)B　(2)mgxB　mf2(sC-sA)28　(3)B解析　(1)平衡摩擦力时不能挂上盘和砝码,但是要串上纸带,A、C错误,D项没有垫上小木块平衡摩擦力,故D错误,B正确。(2)从O到B的运动过程中,小车运动位移即拉力做功的位移,则拉力做的功为W=FsB=mgsB,O点速度为0,小车动能变化量即小车在B点时的动能大小,

6、ΔEk=12mvB2=12msC-sA2T2=mf 2(sC-sA)28。(3)以砝码和盘及小车系统为研究对象,砝码和盘的总重力作为绳子的拉力时,拉力做功的大小W等于砝码和盘减小的重力势能,它们转化为砝码和盘及小车的动能,则W=12(m+M)v2,那么W与v2是正比例函数关系,则作出的图线为B。3.(2018苏锡常镇四市调研)某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。　　(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功,本实验中小车质量M　　　　　(选填“需要”或“不需要”)远大于砂和砂桶的总质量m。 (2

7、)图乙为实验得到的一条清晰的纸带,A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,sAD=　　　　　cm。已知电源频率为50Hz,则打点计时器在打D点时纸带的速度v=　　　　　　　m/s(保留两位有效数字)。 　　(3)该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk-W关系图像,由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤,他得到的实验图线(实线)应该是　　　　　。 答案　(1)需要　(2)2.10　0.50　(3)D解析　(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功,则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力,即小车质量M需要远大

8、于砂和砂桶的总质量m。(2)由图得sAD=2.10cm打点计时器在打D点时纸带的速度v=sAD+sDG6T=(2.10+3.90)×10-26×0.02m/s=0.50m/s(3)理论线ΔEk=W=Fx,实