1、第五章 机械能第五讲 实验五：探究动能定理课时跟踪练1关于探究动能定理的实验中，下列叙述正确的是( )A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必须测出橡皮筋的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的数值难以测定，B 错；小车运动过程中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C 错；实验时，
2、应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D对答案：D2在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲所示) ：图甲(1)下列说法哪一项是正确的_( 填选项前字母) A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz，则打 B 点时小车的瞬时速度大小为_m/s(保留三位有效数字)图乙解析：(1) 平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，选项
3、 A 错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项 B 错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项 C 正确(2)vB m/s0.653 m/s.AC2T （18.59 5.53）10 20.2答案：(1)C (2)0.6533在“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置实验步骤如下：图甲(1)把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器；(2)改变长木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力；(3)用细线将长木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的沙桶相连；(4)接通电源，放开
4、小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点；(5)测出 x， x1，x 2(如图乙所示 )，已知电磁打点计时器的打点周期为 T.则：图乙判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是_本实验还需直接测量的物理量是_(用文字说明并用相应的符号表示)探究结果的表达式是_(用相应的符号表示)解析：根据纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡了摩擦力，确定运动小车的速度应选用点迹清晰、均匀的部分来求解确定小车动能的变化必须知道小车的质量 M，细线对小车做功是通过沙桶拉细线实现的，还应知道沙和沙桶的质量 m.答案：纸带上点迹的间距相等 小车的质量 M、沙和沙桶的质量 m m
5、gx M M12 (x22T)2 12 (x12T)2 4(2018郑州模拟 )某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功装置如图甲所示，一木块放在粗糙的水平长木板上，右侧拴有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水平实验台上实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，如图乙给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出) ，计数点间的距离如图所示打点计时器所用交流电频率为 50 Hz，不计纸带与木块间的拉力(1)可以判断纸带的_(选填“左端”或“右端”)
6、 与木块连接根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下 A 点和 B 点时木块的速度 vA_m/s，v B_m/s(结果保留两位有效数字)(2)要测量在 AB 段木板对木块的摩擦力所做的功 WAB，还需要的实验器材是_，还应测量的物理量是_(填入所选实验器材和物理量前的字母)A木板的长度 lB木块的质量 m1C木板的质量 m2D重物的质量 m3E木块运动的时间 tFAB 段的距离 sABG天平H秒表I弹簧测力计(3)在 AB 段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB _用 vA，v B和第(2)问中测得的物理量的字母表示 解析：重物落地后，木块做匀减速运动，故纸带的右端与木块相连由vn ，sn
7、sn 12T得 vA m/s0.72 m/s，（6.84 7.48）10 220.1vB m/s0.97 m/s.（9.41 10.06）10 220.1由动能定理可知，W AB m1v m1v ，要测在 AB 段木板对木12 2A 12 2B块的摩擦力做的功 WAB，只要用天平测出木块的质量 m1 即可答案：(1) 右端 0.72 0.97 (2)G B(3) m1(v v )12 2A 2B5某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系” 实验开始前，他们提出了以下几种猜想：W ，Wv， Wv 2.他们的实验装置如图甲所示， PQ 为v一块倾斜放置的木板，在
8、Q 处固定一个速度传感器( 用来测量物体每次通过 Q 点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放同学们设计了以下表格来记录实验数据其中s1，s 2，s 3，s 4，代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v 1，v 2，v 3，v 4，表示物体每次通过Q 点的速度实验次数 1 2 3 4 s s1 s2 s3 s4 v v1 v2 v3 v4 他们根据实验数据绘制了如图乙所示的 sv 图象，并得出结论W v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？_.在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_(选填“会”或“不会”) 影响探究出的结果解析：采用表格方法记录数
9、据，合理绘制的 sv 图象是曲线，不能得出结论 Wv 2.为了更直观地看出 s 和 v 的变化关系，应该绘制 sv2 图象重力和摩擦力的总功 W 也与距离 s 成正比，因此不会影响探究的结果答案：不合适，应进一步绘制 sv2 图象 不会6(2018张家口模拟) 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，以此定量探究绳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、小木块等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)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，
10、使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用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_.(4)(多选)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打
11、点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力解析：(1) 根据实验原理可知，需要验证 mgx Mv2，同时根据12运动学规律可知，此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移，故还需要的器材有：刻度尺和天平(2)分析小车受力可知，在平衡摩擦力的基础上，使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力，故选项 D 正确(3)纸带上打出的点较少，说明小车的加速度过大(即小车过快) ，故可知应减小钩码质量或增加小车质量(在小车上加上适量的砝码)(4)在此实验中，根据牛顿第二定律可知，钩码的重力大于细绳的拉力，而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于
12、小车动能增量；如果实验未平衡或未完全平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故选项 C、D 正确答案：(1) 刻度尺、天平( 包括砝码) (2)D (3)可在小车上加适量的砝码(或钩码) (4)CD7(2018岳阳模拟 )如图甲所示，某组同学借用“探究 a 与F、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图甲(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图乙所示的纸带纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 0.
13、1 s的相邻计数点 A、B 、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为 0.2 N，小车的质量为 0.2 kg.图乙请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 E k，补全下表( 结果保留至小数点后第四位)项目 OB OC OD OE OFW/J 0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 _E k/J 0.043 0 0.057 0 0.073 4 0.090 7 _分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 WE k，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘质量为 7.7103 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g 取 9.8 m/s2，结果保留至
14、小数点后第三位) 解析：(1) 若已平衡摩擦力，则小车在木板上做匀速直线运动(2)从纸带上的 O 点到 F 点，W FxOF 0.20.557 5 J0.111 5 J，打 F 点时速度vF m/sxEG2T 0.667 7 0.457 50.21.051 m/s，E k Mv 0.21.0512 J12 2F 120.110 5 J.(3)打 B 点时小车的速度为vB m/sxAC2T 0.286 1 0.155 00.20.655 5 m/s，所以小车的加速度a m/s2vF vB4T 1.051 0.655 540.10.99 m/s 2.小车所受的拉力 F(m 0m)( ga)，所以盘中砝码的质量m m 0Fg a kg(0.29.8 0.99 7.710 3)0.015 kg.答案：(1) 匀速直线 (或匀速) (2)0.111 5 0.110 5 (3)0.01 5
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