高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理高效演练（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、实验五 探究动能定理1.(2019开封模拟)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了实验，他的操作步骤如下：按图甲连接实验装置，其中小车质量M=0.20 kg，钩码总质量m=0.05 kg。释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f=50 Hz)，打出一条纸带。他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图乙所示。把打下的第一个点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到点0距离分别为d1=0.041 m，d2=0.055 m，d3=0.167 m，d4=0.256 m，d5=0.360 m，d6=0.480 m(1)他把钩

2、码总重力(当地重力加速度g取10 m/s2)作为小车所受合力，算出打下点0到打下点5过程合力做功W=_J(结果保留三位有效数字)，用正确的公式Ek=_(用相关数据前字母列式)把打下点5时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek=0.125 J。(2)此次实验探究的结果，他没能得到合力对物体做的功等于物体动能的增量这一结论，且误差很大。通过反思，他认为产生很大误差的原因有以下几条，其中正确的是_(填选项前的字母)。A.钩码质量太大，使得合力对小车做功的测量值比真实值偏大太多B.没有平衡摩擦力，使得合力对小车做功的测量值比真实值偏大太多C.释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值

3、偏小D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因【解析】(1)若用钩码的重力作为小车受的合力，则F合=mg=0.5 N，从打下点0到打下点5，小车的水平位移x=d5=0.360 m，所以W=F合x=0.50.360 J=0.180 J。打下点5时小车的动能Ek=M，v5=，式中t为5个时间间隔，即t=，故Ek=(d6-d4)2。(2)从该同学的实验操作情况来看，造成很大误差的主要原因是把钩码的重力当成了小车受到的合力，实验前没有平衡摩擦力，故A、B正确；C、D两个选项中提到的问题不能对实验结果造成重大影响，故C、D错误。答案：(1)0.180(d6-d4)2(2)A、B2.

4、图甲是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化Ek间的关系的装置图，长木板放在水平桌面上，橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连。实验中，通过增加橡皮筋的条数来改变弹力所做的功。(1)下列实验操作正确的是_。A.实验时，应先释放小车，然后接通电源B.增加橡皮筋条数时，应选取相同的橡皮筋C.每次应将小车拉到相同的位置由静止释放D.实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力(2)图乙是实验中某条纸带的一部分，相邻计数点间时间间隔T=0.1 s。为探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化Ek间的关系，小明用v= m/s来计算小车的速度。他的算法是否正确？_(选填“正确”或“不正确”)，理由是。(3)图丙是根据实验数

5、据所画出的W-Ek图象，根据此图象能否验证动能定理？_(选填“能”或“不能”)，理由是_。【解析】(1)实验时，应先接通电源，再释放小车，故A错误；实验时，要求通过增加橡皮筋的条数，使功成倍增加，故增加橡皮筋条数时，应选取相同的橡皮筋，并且每次应将小车拉到相同的位置由静止释放，故B、C正确；实验要探究橡皮筋做的功等于小车动能的变化量，所以应该消除摩擦力的干扰，实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力，故D正确。(2)他的算法不正确。理由是由纸带可看出在打2、3、4点时，小车仍处于加速阶段，应该选取小车匀速运动时的纸带计算速度。(3)根据此图象不能验证动能定理。因为由图象只能得出W与Ek成线性关系

6、，并不能得到两者相等关系。答案：(1)B、C、D(2)不正确 此时小车仍处于加速阶段(3)不能 由图象只能得出W与Ek成线性关系，并不能得到两者相等关系3.(2019吉林模拟)用如图甲所示的实验装置完成“探究动能定理”实验。请补充完整下列实验步骤的相关内容。(1)用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为_ cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之间的距离s。(2)在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等。(3)取下细线和砝码盘，记下_(填写相应物

7、理量及其符号)。(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB。(5)在步骤(4)中，小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合=_，小车动能变化量Ek=_(用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g)，比较W合和Ek的值，找出两者之间的关系。(6)重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复(2)(5)步骤。(7)本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是_。A.尽量减小两光电门间的距离sB.调整滑轮，使细线与长木板平行C.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量【解析】(1)由于游标卡尺是20分度，所测遮光片的宽度应是

8、主尺读数与游标尺读数之和，即5 mm+40.05 mm=5.20 mm=0.520 cm。(3)在砝码盘中放入适量砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等，这一步目的是使取下细线和砝码盘后小车运动所受合外力等于砝码和砝码盘的重力(m+m0)g，所以当取下细线和砝码盘时，记下砝码盘中砝码的质量m。(5)小车从光电门A下滑至光电门B过程中合外力做的总功W合=(m+m0)gs，小车动能变化量Ek=M-M，比较W合和Ek的值，找出两者之间的关系。(7)尽量减小两光电门间的距离s，会增大误差，选项A错误；调整滑轮，使细线与长木板平行，这样细线拉力等于小车做加速运动时受到的合外力，有利于减小误差，选项B正确；本实验没有用砝码和砝码盘的重力代替细线的拉力对小车做的功，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，选项C错误。答案：(1)0.520(3)砝码盘中砝码的质量m(5)(m+m0)gsM-M(7)B