2018届高考物理一轮总复习 实验5 探究动能定理课后提能演练

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1、实验5探究动能定理1．(2017届湖州模拟)为了探究功与速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时器所接交流电频率为50Hz)(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为________________________________.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W.由于橡皮筋对小车做功而使小车获得

2、的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带．试根据以上信息，填写下表.次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(m·s－1)v2/(m2·s－2)从表中数据可得出结论：__________________________________________________.【答案】见解析【解析】(1)为了消除摩擦力，应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车在不接橡皮筋时缓慢匀速下滑．(2)由匀速运动的速度公式v＝，可求出小车的速度，其中x可从题图中读出，分别为2.00cm

3、,2.83cm，3.46cm，4.00cm，交流电频率为50Hz，故T＝0.02s.次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v/(m·s－1)1.001.421.732.00v2/(m2·s－2)1.002.022.994.00在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比．2．某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理．(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝________cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1

4、和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是________________________________________________________________________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________.(填“是”或“否”)【答案】(1)50.00　(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M　(3)否3．如图所示，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

5、作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：(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，改变长木板的倾斜程度，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0.1s的相邻计数点A，B，C，D，E，F，G.实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格(结果保留至小数点后第4位).距离O—BO—CO—DO

6、—EO—FW/J0.04320.05720.07340.0915ΔEk/J0.04300.05700.07340.0907分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第3位)．【答案】(1)匀速直线(或匀速)　(2)0.1115　0.1105(3)0.015【解析】(1)取下细绳与托盘后，当摩擦力恰好被平衡时，小车与纸带所受合力为零，获得

7、初速度后应做匀速直线运动．(2)由题图可知＝55.75cm，再结合v＝可得打下计数点F时的瞬时速度vF＝－＝1.051m/s，故W＝F·＝0.1115J，ΔEk＝Mv≈0.1105J.(3)根据牛顿第二定律有：对小车，F＝Ma，得a＝1.0m/s2；对托盘及砝码，(m＋m0)g－F＝(m＋m0)a，故有m＝－m0＝kg－7.7×10－3kg≈0.015kg.