第一章 功和机械能 专项集训-2022-2023学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

《第1章　功和机械能》专项集训 专项一　有关动能定理的实验 题型1　验证动能定理 1.某实验小组用图中装置验证“动能定理”。他们用不可伸长的细线将滑块(含挡光片)通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连,在水平气垫导轨的A、B两点各安装一个光电门,A、B两点间距为x,释放重物,挡光片通过A、B时的遮光时间分别为tA、tB,力传感器连接计算机记录细线的拉力大小为F,已知滑块及挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,重物的质量为m。 (1)实验操作过程中　　　　(选填“需要”或“不需要”)满足m≪M;  (2)实验过程中测得滑块通过A、B两点时动能变化量为　　　　,若关系式　　　　　　　　成立,则动能定理成立。(用题中已知的物理量字母表示)  2.[2022浙江书生中学月考]如图所示是某同学验证动能定理的实验装置。已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下: a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门A和B,砂桶通过滑轮与小车相连; b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m; c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始做加速运动; d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,挡光片的宽度为d,小车质量为M,两个光电门A和B之间的距离为L。 e.依据以上数据探究动能定理。 (1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是　　　　。  A.实验时,先接通光电门,后剪断细绳 B.实验时,小车加速运动的合外力为Mg C.实验过程不需要测出斜面的倾角 D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M (2)小车经过光电门A的瞬时速度为vA=　　　　,如果关系式　　　　　　　　在误差允许范围内成立,就验证了动能定理。  题型2　测量动摩擦因数 3.[2022北京模拟预测]用如图所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。将长木板固定在水平桌面上,木板左端固定一个挡板,轻质弹簧与挡板固定连接,自由伸长时右端在O点,在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门。先用米尺测得B、C两点间距离x,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,和计算机连接的光电门测量出遮光片经过B、C两处的光电门的遮光时间t1、t2,用游标卡尺测得遮光片的宽度为d。重力加速度为g。 (1)滑块经过光电门B时的速度大小为　　　　;  (2)滑块在水平木板上的加速度大小为　　　　;  (3)滑块与水平长木板间的动摩擦因数为　　　　。  4.[2022江苏省如皋市期末考试]小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点,待物体B稳定后静止释放A,当A位于O点时,B刚好接触地面,A最终滑到Q点。 (1)下列实验操作步骤,正确的顺序是　　　　。  ①将A拉到P点,待B稳定后静止释放A ②在桌面上记录P点的位置 ③改变h,重复实验 ④在桌面上记录Q点的位置,测量OP、OQ的长度h和s ⑤调节滑轮高度使细线与木板平行,在桌面上记录O点的位置 (2)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮。若有下列措施:①减小A的质量;②增加细线的长度;③增加B的起始高度。其中可行的是　　　　。  (3)请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h图像。 h/cm 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 s/cm 9.85 14.25 18.60 24.00 28.50 (4)实验测得A、B的质量均为0.20 kg。根据s-h图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ=　　　　。(结果保留2位有效数字)  (5)小华用同一装置做该实验,利用s-h图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时,除P点记录的是A的右侧边,O、Q两点均记录的是A的左侧边,你认为小华是否需要重新进行实验,请简要说明理由:　　　　　　　　。  5.[2022山东省济南市模拟考试]某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量滑块和木板间的动摩擦因数。长直木板左端B点安装光电门并固定在水平地面上,在距离B点L=0.8 m处的C点摆放垫块,垫块高度均为h=0.1 m。将带有挡光片的滑块置于木板上的A点(C点正上方)并由静止释放,记录垫块数量n和挡光片的挡光时间t。改变垫块数量,重复实验,得到的n-图像如图乙所示。 (1)滑块与木板间的动摩擦因数μ=　　　　。(保留2位有效数字)  (2)若换用动摩擦因数更大的木板,重复上述实验步骤,得到图像的斜率将　　　　。(选填“变大”“变小”或“不变”)  (3)拆除并整理实验仪器后,活动小组发现没有记录挡光片的规格,根据实验数据推算,本次实验中使用的挡光片的宽度应为　　　　。(选填“5 mm”“10 mm”或“15 mm”