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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗五 探究動能定理學(xué)案 非選擇題 1．(2017年福建廈門高三質(zhì)檢)探究“做功和物體速度變化的關(guān)系”實驗裝置如圖KS5-1甲所示，圖中是小車在1條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．小車實驗中獲得的速度v，由打點計時器所打點的紙帶測出，橡皮筋對小車做的功記為W；實驗時，將木板左端調(diào)整到適當(dāng)高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．當(dāng)我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……多次實驗．請回答下列問題： 甲 乙 圖KS5-1 (1)除了圖甲中已給出器材外，需要的器材還有：交流電源、________________. (2)

2、圖乙是小車在某次運動過程中打點計時器在紙帶上打出的一系列的點，打點的時間間隔為0.02 s，則小車離開橡皮筋后的速度為_______m/s.(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (3)將幾次實驗中橡皮筋對小車所做的功W和小車離開橡皮筋后的速度v，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以W為縱坐標(biāo)，v或v2為橫坐標(biāo)作圖，其中可能符合實際情況的是__________． A B C D 2．(2017年浙江溫州中學(xué)高三模擬)在探究“功和速度變化關(guān)系”的實驗中，小張同學(xué)用如圖KS5-2所示裝置

3、，嘗試通過測得細(xì)繩拉力(近似等于懸掛重物重力)做的功和小車獲得的速度的值進(jìn)行探究，則 圖KS5-2 (1)下列說法正確的是________． A．該方案需要平衡摩擦力 B．該方案需要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．該方案操作時細(xì)線應(yīng)該與木板平行 D．該方案處理數(shù)據(jù)時應(yīng)選擇勻速時的速度 (2)某次獲得的紙帶如圖KS5-3所示，小張根據(jù)點跡標(biāo)上了計數(shù)點，請讀出C計數(shù)點在刻度尺上的讀數(shù)________cm，并求出C點的速度為________m/s(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)． 圖KS5-3 3．如圖KS5-4甲所示為某興趣小組探究物體動能變化與做功關(guān)系的實驗裝置．一直徑為d

4、、質(zhì)量為m 的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方，固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為h(h?d)，小球通過光電門的時間為t. (1)若實驗室某同學(xué)用10分度游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖乙所示，則小球的半徑是________cm. 甲　 乙 丙　 　　丁 圖KS5-4 (2)小球經(jīng)過光電門B時的速度表達(dá)式為________． (3)多次改變h，求得

5、與h對應(yīng)的小球通過光電門的時間t.計算出小球通過光電門的動能．分別作出動能與h圖象、動能與圖象，如圖丙、丁所示．圖象中的物理量單位采用國際單位，但橫坐標(biāo)沒有標(biāo)出．可以判斷圖丁是________的圖象．通過圖象可以判定小球在下落過程中動能的改變等于重力所做的功． (4)圖丙中OA連線的斜率數(shù)值為k，圖丁中直線的斜率數(shù)值為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭為________，小球在圖象丙中A點所對應(yīng)的瞬時速度為________(用題上所給字母表示)． 4．(2017年江蘇卷)利用如圖KS5-5所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0 g，打

6、點計時器的電源為50 Hz的交流電． 圖KS5-5 (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到____________________． (2)掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖KS5-6所示．選擇某一點為0，依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點．用刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離Δx，記錄在紙帶上．計算打出各計數(shù)點時小車的速度v，其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1＝________m/s. 圖KS5-6 (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車動能，并

7、求出動能的變化量ΔEk.計算結(jié)果見下表. W/(×10－3J) 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/(×10－3J) 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖KS5-7所示的方格紙上作出ΔEk-W圖象． 圖KS5-7 (4)實驗結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F＝__________N. 5．(2016年江西模擬)某實驗小組利用如圖KS5-8所示裝置進(jìn)行“探究動能定理”的實驗，實驗步驟如下： 圖KS5-8

8、 A．掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速直線運動． B．打開速度傳感器，取下輕繩和鉤碼，保持步驟A中調(diào)節(jié)好的長木板傾角不變，讓小車從長木板頂端靜止下滑，分別記錄小車通過速度傳感器1和速度傳感器2時的速度大小v1和v2. C．重新掛上細(xì)繩和鉤碼，改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)A到B的步驟． 請回答下列問題： (1)按上述方案做實驗，長木板表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響？__________(填“是”或“否”)． (2)若要驗證動能定理的表達(dá)式，還需測量的物理量有________． A．懸掛鉤碼的總質(zhì)量m B．長木板的傾角θ C．兩傳感器間的距離l

9、D．小車的質(zhì)量M (3)根據(jù)實驗所測的物理量，動能定理的表達(dá)式為：________________________(重力加速度為g)． 6．(2017年湖南常德模擬)某學(xué)習(xí)小組用圖KS5-9甲所示的實驗裝置探究“動能定理”．他們在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放． 甲 乙 圖KS5-9 (1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝____________mm. (2)下列實驗要求中不必要的一項是________(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)． A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 (3)實驗時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離l不變，改變鉤碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊動能變化與合外力對它所做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出的圖象是________(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)． A．作出“t-F圖象” B．作出“t2-F圖象” C．作出“t2-圖象” D．作出“-F2圖象”