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1、知能演練強(qiáng)化闖關(guān)
1.關(guān)于探究動能定理的實驗中,下列敘述正確的是( )
A.每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B.每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C.放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平
D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
解析:選D.本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要測出以后每次實驗時橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了,A錯;每次實驗橡皮筋拉伸的長度必須保持一致,只有這樣才能保證以后每次實驗時,橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍,否則,功的數(shù)值難以測定,B錯;小車運動過程中會受到阻力,只有使木板傾斜到一定程度,才能減小誤差,C錯
2、;實驗時,應(yīng)該先接通電源,讓打點計時器開始工作,然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出,D正確.
2.(2020·龍巖模擬)在“探究動能定理”的實驗中,每次選取紙帶后,我們應(yīng)選取紙帶上的哪些點來求小車的速度( )
A.間距均勻的
B.間距不均勻的
C.間距均勻的與不均勻的都可
D.最好是間距均勻的,若紙帶上沒有間距均勻的,也可用間距不均勻的
解析:選A.橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對小車做功,小車做勻速運動,紙帶上的點間距變的均勻,故A對,B、C錯;若紙帶上沒有間距均勻的點說明紙帶太短,橡皮筋還沒完全恢復(fù)原狀紙帶已完全通過打點計時器,這種情況下應(yīng)選用更長的紙帶,或者是因為摩擦力沒被平衡掉,
3、故D錯.
3.(2020·江蘇徐州調(diào)研)在“探究動能定理”的實驗中,若畫出W-v的圖象,應(yīng)為圖5-5-9中的哪個圖( )
圖5-5-9
解析:選B.通過實驗可知,做的功W與小車速度v2成正比,故與v應(yīng)是二次函數(shù)關(guān)系,故B正確,A、C、D均錯.
4.在“探究動能定理”的實驗中,某同學(xué)在一次實驗中得到一條如圖5-5-10所示的紙帶,這條紙帶上的點兩端較密,中間稀疏,出現(xiàn)這種情況的原因可能是( )
圖5-5-10
A.電源的頻率不穩(wěn)定
B.木板傾斜的程度太大
C.沒有使木板傾斜或傾斜角太小
D.小車受到的阻力較大
解析:選CD.可能是沒有平衡摩擦力或平衡不夠,故C、D
4、正確.
5.(2020·煙臺測試)一實驗小組要用如圖5-5-11所示的裝置探究動能定理,關(guān)于實驗操作下列說法正確的是( )
圖5-5-11
A.應(yīng)改變橡皮筋拉伸的長度,打出不同的紙帶進(jìn)行分析
B.應(yīng)保持橡皮筋拉伸的長度不變,改變橡皮筋的條數(shù),打出不同的紙帶進(jìn)行分析
C.應(yīng)選取紙帶上點跡間隔均勻的一段進(jìn)行測量,以求出小車勻速運動時的速度
D.實驗中將木板左端適當(dāng)墊高的目的是:使重力分力平衡掉小車和紙帶受到的摩擦力,提高實驗的精確度
解析:選BCD.橡皮筋拉小車時的作用力是變力,我們不能求變力做功問題,但選用相同的橡皮筋,且伸長量都一樣時,則要改變橡皮筋數(shù)目來改變做功的多少,A
5、錯誤,B正確;紙帶點跡均勻說明小車做勻速運動,此時小車的速度最大,橡皮筋的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小車的動能,C正確;木板略微傾斜后,小車所受重力沿斜面向下的分力平衡了小車運動中的阻力,提高了實驗的精確度,D正確.
6.為了探究動能定理,現(xiàn)提供如圖5-5-12所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請思考探究思路并回答問題(打點計時器所用交流電頻率為50 Hz):
圖5-5-12
(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?
________________________________________________________________________
__
6、______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實驗時,每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都應(yīng)保持一致,我們把第1次實驗時橡皮筋對
7、小車做的功記為W.
(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出,如圖5-5-13所示是其中四次實驗打出的部分紙帶.
圖5-5-13
(4)試根據(jù)第(2)、(3)中的信息,填寫下表.
次數(shù)
1
2
3
4
橡皮筋對小車做功
W
小車速度v(m/s)
v2(m2/s2)
從表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是________________________________________________________________________
_____________________________
8、___________________________________________.
解析:(1)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?,使小車能夠勻速下?
(4)由勻速運動的速度公式v=,其中x從圖上讀出分別為2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm.t=T==0.02 s,即可求出小車的速度.
次數(shù)
1
2
3
4
橡皮筋對小車做功
W
2W
3W
4W
小車速度v(m/s)
1.00
1.42
1.73
2.00
v2(m2/s2)
1.00
2.02
2.99
4.00
橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比.
9、
答案:見解析
7.(2020·杭州模擬)為了“探究動能定理”,查資料得知,彈簧的彈性勢能Ep=kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長度的變化量.
某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運動來探究這一問題.
為了研究方便,把小球O放在水平桌面上做實驗,讓小球O在彈力作用下運動,即只有彈簧推力做功.
該同學(xué)設(shè)計實驗如下:
首先進(jìn)行如圖5-5-14甲所示的實驗:將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小球O,靜止時測得彈簧的伸長量為d.
圖5-5-14
在此步驟中,目的是要確定物理量__________,用m、d、g表示為__________.
接著進(jìn)行如圖乙所
10、示的實驗:將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小球O壓縮,測得壓縮量為x,釋放彈簧后,小球O被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小球O在空中運動的水平距離為L.
小球O的初動能Ek1=__________.
小球O的末動能Ek2=__________.
彈簧對小球O做的功W=__________(用m、x、d、g表示).
對比W和Ek2-Ek1就可以得出“動能定理”,即在實驗誤差允許范圍內(nèi),外力所做的功等于物體動能的變化.
解析:在圖甲所示的實驗中,目的是確定彈簧的勁度系數(shù)k,由平衡條件得:mg=kd,即k=.
在圖乙所示的實驗中,小球的初動能Ek1=0.
又根據(jù)小球做平拋運動得:
h=gt2 L=vt
所以Ek2=mv2=m(L)2=
彈簧對小球做的功等于彈性勢能的減少,
所以W=kx2=.
答案:彈簧勁度系數(shù)k 0