2027届高考物理一轮复习专项练 实验五 探究动能定理
- 某实验小组采用如甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系．
(1)下列关于该实验的说法正确的是________．
A.长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B.实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值
C.实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同
D.应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________段进行测量(填“AB”、“BC”或“AC”)；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s.
- 某同学利用如图所示的装置探究做功与速度变化的关系．
(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；
(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(1)，小物块落点分别记为M2、M3、M4……；
(3)测量相关数据，进行数据处理．
①为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的 ________(填正确答案标号)．
A.小物块的质量m B.橡皮筋的原长x
C.橡皮筋的伸长量Δx D.桌面到地面的高度h
E.小物块抛出点到落地点的水平距离L
②将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、……，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…….若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、________为横坐标作图，才能得到一条直线．
③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于______________(填“偶然误差”或“系统误差”)．
- 在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验方案：使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出，第二次、第三次…操作时分别改用2根、3根、…同样的橡皮筋将小物块弹出，测出小物块被弹出时的速度，然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系．
(1)要测得小物块被弹出后的水平速度，需要测量哪些物理量(g已知)：________(填正确答案标号)
A.小物块的质量m B.橡皮筋的原长x
C.橡皮筋的伸长量Δx D.桌面到地面的高度h
E.小物块抛出点到落地点的水平距离L
(2)用测量的物理量表示小物块获得速度大小的表达式_______________．
(3)能够实现橡皮筋对小物块做功整数倍变化的是________．
A.增加相同橡皮筋的条数，使小物块每次从相同位置释放
B.橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍
C.橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍
D.释放小物块的位置等间距的变化
(4)根据实验数据做出W－v2的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是__________________________________________．
- 如图所示，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．
(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
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
(3)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……如图所示．
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＝________.
(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图所示的v2－W图象．由此图象可得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________．
(5)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，图中正确反映v2－W关系的是________．
- 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”)
- 与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时的常用计时仪器.如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.现利用如图乙所示的装置探究滑块所受外力做功与其动能变化的关系.方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为Δt1、Δt2.已知滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g.
(1)用游标卡尺(20分度)测量遮光板宽度，刻度如图丙所示，读数为_______mm.
(2)本实验想用钩码的重力表示滑块受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中需要满足的条件是M______m(填“大于”“远大于”“小于”或“远小于”).
(3)计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1＝__________，v2＝_________.(用题中所给字母表示)
(4)本实验中，验证滑块运动的动能定理的表达式为___________________________.(用题中所给字母表示)
- 某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．
(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________ mm.
(2)下列实验要求中不必要的一项是________(请填写选项前对应的字母)．
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调至水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的