备考2018年高考物理一轮基础复习： 专题21 探究动能定理

试卷更新日期：2017-11-29 类型：一轮复习

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一、单选题

  • 1.

    在“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是（   ）

    A、小车必须平衡摩擦力 B、先释放小车，后接通打点（或电火花）计时器电源 C、当改变橡皮筋条数后，小车可以从不同位置释放 D、计算小车速度时可任选纸带上的测量点

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  • 2. 关于“探究功与速度变化的关系”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

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二、多选题

  • 3. 在探究功与速度变化的关系的实验中，下列说法中正确的是（　　）
    A、长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力 B、重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同 C、利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算 D、利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算

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  • 4.

    在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，以下说法正确的是 （   ）

    A、长木板要适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力 B、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 C、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 D、利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点均匀部分进行计算

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  • 5.

    在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，下列说法正确的是（   ）

    A、为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动 B、可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 C、可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 D、实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源 E、通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 F、通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

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三、填空题

  • 6. 利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m．

    ①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是 ， 要使细线的拉力约等于钩码的总重量，应该满足的条件是Mm（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）．

    ②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图2所示．O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式（用题中的字母符号表示）．

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四、实验题

  • 7. 某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50Hz．

    (1)、实验中木板略微倾斜，这样做　     　 ．
    A、是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B、是为了增大小车下滑的加速度 C、可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D、可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
    (2)、实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为m/s．（保留三位有效数字）
    (3)、若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状，可知W﹣v的关系符合实际的是 ．

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  • 8. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

    (1)、你认为还需要的实验器材有 ．
    (2)、实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ， 实验时首先要做的步骤是 ．
    (3)、在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．

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  • 9.

    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△t1和△t2 ， 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”）

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  • 10.

    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：①W∝ v ，②W∝v，③W∝v2 ． 他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在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L1、L2、L3、L4…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，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过Q点的速度．

    实验次数

    1

    2

    3

    4

    …

    L

    L1

    L1

    L3

    L4

    …

    v

    v1

    v2

    v3

    v4

    …

    他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L﹣v图象，并得出结论W∝v2 ．

    (1)、你认为他们的做法是否合适？

    (2)、你有什么好的建议？

    (3)、在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小（填“会”或“不会”）影响探究出的结果．

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  • 11.

    某同学采用如图1所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验．其步骤如下：

    1   按图1把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；

    2   把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重．接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点．从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D…；

    3   测量出B、C、D、…各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、…；

    4   用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、…，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、…；（重力加速度g=9.80m/s2）

    5   求出B、C、D、…各点速度的大小，分别记为v1、v2、v3、…，再求出它们的平方v12、v22、v32、…；

    6   用纵坐标表示速度的平方v2 ， 横坐标表示配重重力所做的功W，作出v2﹣W图象．

    （以下计算保留到小数点后两位）

    (1)、步骤1的目的是

    (2)、在步骤4中，该同学测得x4=40.00cm，则配重重力所做的功W4J

    (3)、该同学得到的v2﹣W图象如图2所示．通过图象可知，打A点时对应小车的速度v0=m/s

    (4)、小车的质量M=kg．

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  • 12.

    某中学实验小组采用如图1所示的装置 探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz．

    (1)、实验中木板略微倾斜，这样做       ．

    A、是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B、是为了增大小车下滑的加速度 C、可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 D、可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
    (2)、实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第4次实验的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为m/s．

    (3)、若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是       ．

    A、W∝ v B、W∝ 1v C、W∝v2 D、W∝v3 ．

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  • 13.

    某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：

    ①按图1摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．

    ②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带．

    ③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2所示．

    把打下的第一点记作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0点距离分别为d1=0.41m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m…，他把钩码重力（当地重力加速度g=10m/s2）作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功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）把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek=0.125J．

    ④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”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是 ． （双项选择题）

    A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

    B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体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．

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  • 14.

    为了探究动能定理，某高中的娟娟同学设计了如图1所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：

    A．小车 

    B．钩码     

    C．一端带滑轮的木板   

    D．细线  

    E．秒表

    F．电火花计时器     

    G．纸带      

    H.220V的交流电源

    I．低压交流电源

    (1)、根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是（填写器材序号），还应补充的器材是 ．

    (2)、实验时，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，实验前（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；若小车的质量为M，钩码的总质量为m，则两者质量应满足Mm（填“远大于”或“远小于”）．

    (3)、实验中得到了一条纸带如图2所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0～6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6 ， 打点周期为T．则打点2时小车的速度v2=；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间动能定理的关系式可表示为 ．

    (4)、在实验数据处理时，如果以 12 v2为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出 12 v2﹣d图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为

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  • 15.

    利用如图所示的实验装置“探究合力功与物体动能改变的关系”，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m多次进行实验，每次小车都从同一位置A由静止释放（g取10m/s2）．

    (1)、做该实验时，是否需要平衡摩擦力（填“需要”或“不需要”）．

    (2)、实验时，发现传感器示数明显不等于重物的重力，其原因是 ．

    (3)、在正确规划操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出了小车质量M，还需测量得物理量有 ， 验证动能定理的表达式为（用测得的物理量表示）．

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  • 16.

    某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为 W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．

    (1)、实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是       

    A、放开小车，能够自由下滑即可 B、放开小车，能够匀速下滑即可 C、放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D、放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    (2)、若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是       

    A、橡皮筋处于原长状态 B、橡皮筋仍处于伸长状态 C、小车在两个铁钉的连线处 D、小车已过两个铁钉的连线．

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