专题06 探究动能定理 高考常考实验题精练（解析版）2020年高考物理

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1、高中物理实验 探究动能定理习题精练1、如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是（）A为减小实验误差，长木板应水平放置B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动D应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度【答案】BD2探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下： （1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、； （2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、； （3）作出草图； （4）分析图像。如果图像是一条直线，表明；如果不是直

2、线，可考虑是否存在、等关系。以下关于该试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条橡皮筋进行是实验时，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

3、一点的距离来进行计算。【答案】D。【解析】本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。3 利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码。（1）试验主要步骤如下：测量 和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一

4、端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点， ，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；在小车中增加砝码，或 ，重复的操作（2）表1是他们测得的一组数据，期中M是M1与小车中砝码质量之和，是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功。表格中的E3= ，W3= （结果保留三位有效数字）（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出E-W图线图13【答案】（1）小车；由静止开始释放小车；改变小车质量.（2）0.600J，0.610J.（3）E-W图线如图所示4. 某实验小组采用如图所示的装置探究“动能

5、定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作图1是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统

6、， _做正功， 做负功实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线（其中v2v2v02），根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和 02468100.000.050.100.150.200.25s/cmv2/(m2s2)表1纸带的测量结果测量点S/cmr/(ms1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60【答案】（1）接通电源、释放小车 断开开关（2）506 049 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量【解析】 （1）接通电源、释放小车 断开开关(2) 从尺上读数,C:

7、6.06cm, 减去O点读数1.00 cm ,得C点的S值5.06cmC点速度钩砝的重力做正功, 小车受摩擦阻力做负功小车初末速度的平方差与位移成正比,即要验证“动能定理”，即还需要测量的物理量是摩擦力f和小车的质量M.5某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：a b 如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打B点时的速度为 ；要验证合外力的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，还要测出的物理量有 ABCDEFx1x

8、2x3x4x5【答案】 a 平衡摩擦力 b 钩码的重力远小于小车的总重力（或者：钩码的质量远远小于小车的质量；答m钩M车 同样给分） 钩码的质量m,小车的质量M。6.如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。（1）打点计时器使用的电源是 （选填选项前的字母）。A直流电源 B交流电源（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是 （选填选项前的字母）。A把长木板右端垫高 B改变小车的质量在不挂重物且 （选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩

9、擦力和其他阻力的影响。A计时器不打点 B计时器打点（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图2所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W= ，打B点时小车的速度v= 。（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为_。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线

10、斜率有关的物理量应是_。（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2W关系的是_。【答案】(1)B (2) A B (3)mgk2 (4) （） 小车质量的倒数的2倍，单位(5)D【解析】（4）图象的截距为，斜率为，所以v2随W变化的表达式为。根据动能定理，得，所以图象的斜率是；从单位分析，斜率k的单位是，与图线斜率有关的物理量应是小车质量的倒数。（5）若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则根据和，m表示重物质量，M表示小车质量，则，当重物质量满足远小于小车质量的条件时，动能定理为，即，即，当重物质量不满足远小于小车

11、质量的条件时，动能定理为，即，将，得，即，显然，变小了，图象为D。7.利用如题图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电.（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_.（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10-2图所示.选择某一点为O，一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=_m/s.（3）将钩码的重力视位小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W.利用算出小车动能，并求出动能的变化量.计算结果见下表.2.452.923.353.814.262.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象.（4）实验结果表明，总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_.【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3） （4）0.093【解析】（2）（3）作图象时注意：0点不为零，而是2.0，见下图。（4），解得，代入数据得。9