第6章 实验5 探究动能定理-【直击双1流】2023版高考物理真题分类全刷

实验 5　 探究动能定理 1. (2020 课标 Ⅲ,22,6 分,★★) 某同学利用 图甲所示装置验证动能定理。 调整木板的 倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落, 带动小车运动并打出纸带。 某次实验得到 的纸带及相关数据如图乙所示。 甲 已知打出图乙中相邻两点的时间间隔为 0. 02 s,从图乙给出的数据中可以得到,打出 B 点时小车的速度大小 vB = m/ s,打出P 点时小车的速度大小vP = m/ s。 (结 果均保留 2 位小数) 乙 若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和 小车的质量外,还需要从图乙给出的数据中求 得的物理量为 。 2. (2019 江苏卷,10,8 分,★★) 某兴趣小组 用如图甲所示的装置验证动能定理。 (1) 有两种工作频率均为50 Hz的打点计时 器供选用: A. 电磁打点计时器 B. 电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小,应 选择 　 　 　 　 (选填“A” 或“B”)。 (2) 保持长木板水平,将纸带固定在小车后 端,纸带穿过打点计时器的限位孔。 实 验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘 中慢慢加入沙子,直到小车开始运动。 同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消 除。 同学乙认为还应从盘中取出适量沙 子,直至轻推小车观察到小车做匀速运 动。 看法正确的同学是 　 　 　 　 (选填 “甲” 或“乙”)。 (3) 消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝 码。 接通打点计时器的电源,松开小车, 小车运动。 纸带被打出一系列点,其中的 一段如图乙所示。 图中 l = 1. 24 cm,纸 带上 A 点的速度vA = 　 　 　 　 m/ s。 乙 (4) 测出小车的质量为 M,再测出纸带上起 点到A点的距离为 L。 小车动能的变化 量可用 ΔEk = 1 2 Mv2A 算出。 砝码盘中砝 码的质量为 m,重力加速度为 g。 实验 中,小车的质量应 　 　 　 　 (选填“远 大于”“远小于” 或“接近”) 砝码、砝码 盘和沙子的总质量,小车所受合力做的 功可用W = mgL 算出。 多次测量,若 W 与 ΔEk 均基本相等, 则验证了动能 定理。 3. (2017 北京卷,21,18 分,★★★) 如图甲所 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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 001 甲 (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, 正确的操作方法是 (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 (3) 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 除了摩擦力和其他阻力的影响。 A. 计时器不打点 B. 计时器打点 (4) 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,已知相邻两计数点间的时 间间隔为 T。 测得 A、B、C、… 各点到 O 点 的 距 离 为 x1、x2、x3、…, 如 图 乙 所示。 乙 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 = 。 (5) 以 v2 为纵坐标,W 为横坐标,利用实验 数据作如图丙所示的v2 - W 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,与图线斜率有关 的物理量应是 。 丙 (6) 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,下列 能正 确 反 映 v2 - W 关 系 图 像 的 是 。 A. B. C. D. 4. (2017 江苏卷,10,8 分,★★) 利用如图甲 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