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實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理 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(shí)驗(yàn)裝置如圖KS51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(shí)驗(yàn)中獲得的速度v，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測(cè)出，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答下列問題： 甲 乙 圖KS51 (1)除了圖甲中已給出器材外，需要的器材還有：交流電源、________________. (2)圖乙是小車在某次運(yùn)動(dòng)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，則小車離開橡皮筋后的速度為_______m/s.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (3)將幾次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)用如圖KS52所示裝置，嘗試通過測(cè)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KS52 (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(shí)細(xì)線應(yīng)該與木板平行 D．該方案處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)選擇勻速時(shí)的速度 (2)某次獲得的紙帶如圖KS53所示，小張根據(jù)點(diǎn)跡標(biāo)上了計(jì)數(shù)點(diǎn)，請(qǐng)讀出C計(jì)數(shù)點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)________cm，并求出C點(diǎn)的速度為________m/s(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)． 圖KS53 3．如圖KS54甲所示為某興趣小組探究物體動(dòng)能變化與做功關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．一直徑為d、質(zhì)量為m 的金屬小球由A處?kù)o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(cè)得A、B間的距離為h(h?d)，小球通過光電門的時(shí)間為t. (1)若實(shí)驗(yàn)室某同學(xué)用10分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖乙所示，則小球的半徑是________cm. 甲　 乙 丙　 　　丁 圖KS54 (2)小球經(jīng)過光電門B時(shí)的速度表達(dá)式為________． (3)多次改變h，求得與h對(duì)應(yīng)的小球通過光電門的時(shí)間t.計(jì)算出小球通過光電門的動(dòng)能．分別作出動(dòng)能與h圖象、動(dòng)能與圖象，如圖丙、丁所示．圖象中的物理量單位采用國(guó)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(dòng)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(diǎn)所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度為________(用題上所給字母表示)． 4．(2017年江蘇卷)利用如圖KS55所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)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，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． 圖KS55 (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(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖KS56所示．選擇某一點(diǎn)為0，依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝________m/s. 圖KS56 (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(duì)小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk.計(jì)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(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖KS57所示的方格紙上作出ΔEkW圖象． 圖KS57 (4)實(shí)驗(yàn)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(shí)際拉力F＝__________N. 5．(2016年江西模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖KS58所示裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖KS58 A．掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)． 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(zhǎng)木板傾角不變，讓小車從長(zhǎng)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(shí)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(gè)數(shù)，重復(fù)A到B的步驟． 請(qǐng)回答下列問題： (1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)木板表面粗糙對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響？__________(填“是”或“否”)． (2)若要驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式，還需測(cè)量的物理量有________． A．懸掛鉤碼的總質(zhì)量m B．長(zhǎng)木板的傾角θ C．兩傳感器間的距離l D．小車的質(zhì)量M (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的物理量，動(dòng)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KS59甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”．他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)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KS59 (1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝____________mm. (2)下列實(shí)驗(yàn)要求中不必要的一項(xiàng)是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出的圖象是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)． A．作出“tF圖象” B．作出“t2F圖象” C．作出“t2圖象” D．作出“F2圖象”