备考2019年高考物理一轮专题：第23讲实验：探究动能定理_试卷库

备考2019年高考物理一轮专题：第23讲实验：探究动能定理

年级：学科：类型：来源：91题库

一、填空题（共2小题）

1、

为验证动能定理，某同学设计了如下实验．将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处（从传感器所在平面算起）自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图所示．多次改变滑块的下滑高度h（斜面的倾角不变），对应的速度值记录在表中：

下滑高度h/m	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
速度v/m•s^﹣1	0.633	0.895	1.100	1.265	1.414

要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是，本实验是否需要平衡摩擦力（填“是”或“否”）．

2、探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度变化的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

⑴设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W

⑵分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v₁、v₂、v₃…；

⑶作出W﹣v草图；

⑷分析W﹣v图象，如果W﹣v图象是一条直线，表明w∝v；如果不是直线，可考虑是否存在w∝v₂、w∝v₃等关系．

以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是

A ．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W，所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W．

B ．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜．

C ．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏，出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．

D ．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．

二、实验探究题（共12小题）

1、某实验小组采用如图所示的装置“探究恒力做功与物体动能变化的关系”．提供的实验器材：电火花打点计时器及纸带、砂桶、细砂、细线、小车及砝码、一端带滑轮的长木板及垫块．

(1)（多选）为完成此实验，还需要的器材是（填下列仪器前的字母代号）．

(1)

A . 天平 B . 秒表 C . 毫米刻度尺

(2)实验时，为了方便计算合力的功，使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力．为此，一方面要消除摩擦力的影响；另一方面还应使砂和砂桶的质量（选填“远小于”或“远大于”）小车和砝码的总质量．

2、某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理“的实验．在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量m=1.00kg的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且0为开始打出的第一点，0A之间有若干点未标出，相邻计数数点的时间间隔为0.02s，重力加速度g取9.80m/s² ．

(1)释放纸带前，纸带的（选填“0“或“C“）端在上面；

(2)重物从0运动到B的过程中，动能的变化量△E= J（取两位有效数字）；

(3)请列举一种能有效减小实验误差的做法．

3、为了探究动能定理，一位同学设计了如图所示的实验装置．他先固定并调整斜槽，让末端O点的切线水平，再将一木板竖直放置并固定，木板到斜槽末端O的距离为s，使小球从斜槽上某一标记点由静止释放，若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y．

(1)假定斜槽光滑，小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式为：．

(2)若斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ（只考虑滑动摩擦力，且小球与水平槽之间的摩擦不计），小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式是：．

(3)改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，能得到多组关于H和y的数据，若以H为横坐标，从（1）、（2）中的关系式可知以为纵坐标，通过描点作图，能得到一条倾斜的直线．

4、如图所示是某同学探究动能定理的实验装置．已知重力加速度为g，不计滑轮摩擦阻力．该同学的实验步骤如下：

a．将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门A和B，砂桶通过滑轮与小车相连．

b．调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑．测得砂和砂桶的总质量为m．

c．某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动．

d．测得挡光片通过光电门A的时间为△t₁ ，通过光电门B的时间为△t₂ ，挡光片宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L．

e．依据以上数据探究动能定理．

(1)根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是． (1)

A . 实验时，先接通光电门，后剪断细绳 B . 实验时，小车加速运动的合外力为F=Mg C . 实验过程不需要测出斜面的倾角 D . 实验时，应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

(2)小车经过光电门A、B的瞬时速度为v_A= 、v_B= ．如果关系式在误差允许范围内成立，就验证了动能定理．

5、某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

(1)你认为还需要的实验器材有．

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是．

(3)在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙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，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂（v₁＜v₂）．则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．

6、在《探究功与物体速度变化的关系》实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行，实验装置如图所示．

(1)适当垫高木板是为了；

(2)通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带的（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；

(3)若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v₁、v₂…v_n ，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W﹣v²图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是．

7、某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图1所示的探究物体加速度与物体质量、受力之间关系的实验装置．

(1)实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是和．

(2)如图2所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间距离已在图中标出，测出滑块的质量为M，钩码的总质量为m．从打B点到打E点的过程中，为达到实验目的，该同学应该寻找和之间的数值关系（用题中和图中的物理量符号表示）．

8、某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验，如图所示，小车在一条橡皮筋的作用下弹出沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W。当用2条、3条…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出。

(1)除了图中已有的器材外，还需要导线、开关、交流电源和 -(填测量工具)。

(2)实验中小车会受到摩擦阻力，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，需要在 (填“左”或“右”)侧垫高木板。

9、某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，来定量探究绳子拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸纸带、刻度尺、钩码。组装的实验装置如图所示。

(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有。

(2)平衡摩擦力后，当他挂多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法。

10、某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。