1、题组层级快练(二十五)1某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，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，使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由打点计时器所打的纸带测出(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，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
2、可(3)下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_ m/s.答案(1)交流电源(2)D(3)0.83解析(1)打点计时器使用的是交流电，故需要交流电源(2)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故A、B、C项错误，D项正确(3)所给数据知BC8.78
3、 cm7.12 cm1.66 cm，最大速度vm m/s0.83 m/s.2(2017南宁模拟)为了探究功与速度变化的关系，现提供如图(a)所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为：_ _.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，对于不同数目的橡皮筋做功W，可以计算出小车获得的对应速度v，如图(b)所示(4)根据图(
4、b)中的信息，求出橡皮筋做功为3W时小车获得的速度v，及v2，并将所得结果填写到下表(保留三位有效数字)次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v(m/s)1.001.42_2.00v2(m2/s2)1.002.02_4.00(5)利用第(4)表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出Wv2图像从图像可以得出的结论是：_.(6)实验和理论都表明动能定理是正确的，假设第1次实验时橡皮筋对小车做的功W1 J，利用第(5)中的Wv2图像求出小车的质量为_ kg(保留3位有效数字)答案(1)应将木板有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车在不接橡皮筋时能缓慢匀速下滑(4)1.733.00(5
5、)如解析图所示；小车获得的速度平方与橡皮筋对小车所做的功成正比(6)2.00解析(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高，使小车匀速下滑(4)该实验中采用相同规格的橡皮筋，拉伸相同的长度，因此橡皮筋条数和做功倍数相同，若一根做功为W，则两根做功为2W，以此类推；由Wv图像可知，当做功3W时，v1.73 m/sv23.00 m2/s2(5)根据描点法作出图像，如图所示；由Wv2图像得到的结论是合外力做功与速度的平方成正比(6)根据动能定理WMv2，Wv2直线的斜率为1，即M1，所以M2.00 kg3(20
6、17北京)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
7、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2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，利用实验数据作如图3所示的v2W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_(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4中正确反映v2W关系的是_答案(1)B(2)AB(3)mg
8、x2；(4)0.0084.69Wkg1(5)D解析(1)打点计时器使用的是交流电，故选B项；(2)平衡摩擦力的方法是：把木板一端垫高，让小车滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力抵消了，故选A项；此时应当让打点计时器打点，因为打点计时器也会有摩擦力，故选B项；(3)由于近似认为拉力等于重力，所以根据WFs可知，拉力做功为Wmgx2；中点时刻的速度等于该段时间内的平均速度，所以B点的速度等于AC段的平均速度，即v；(4)根据图像上的点，可以得出v2随W变化的表达式为：v20.0084.69 W；功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则k，代入单位后，k的单位为kg1；(5)当
9、重物质量不满足远远小于小车的质量时，小车所受的拉力小于mg，W的测量值偏大，使v2W向下弯曲故选D.4(2017陕西三模)某兴趣小组的实验装置如图甲所示，通过电磁铁控制的小球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，测出A、B之间的距离h.实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束(1)用10分度游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为_cm，某次小球通过光电门B时，毫秒计时器的读数为3103 s，则该次小球通过光电门B时的瞬时速度大小v_ m/s.(2)兴趣小组用该套装置进行“探究做功和物体速度变化关系”的实验时，
10、调节光电门B的位置，计算出小球每次通过光电门B的速度v1、v2、v3、v4，并测出小球在A、B间的下落高度h1、h2、h3、h4，然后绘制了如丙图所示的hv图像若为了更直观地看出h和v的函数关系，他们下一步应该重新绘制_Ahv2图像 Bh图像Ch图像 Dh图像答案(1)1.143.8(3)A解析游标卡尺主尺读数为：1.1 cm，游标尺上第4个刻度与上面对齐，故读数为：40.1 mm0.4 mm0.04 cm，故最终读数为：1.1 cm0.04 cm1.14 cm0.011 4 m；利用小球通过光电门的平均速度代替瞬时速度，因此有：vB m/s3.8 m/s(2)小球从A点自由下落，所以有：mg
11、hmv20，若为了更直观地看出h和v的函数关系，应该绘制hv2图像5(2017抚顺一模)用如图甲所示的实验装置做“探究合力做功与动能变化的关系”实验请补充完整下列实验步骤的相关内容：(1)先用天平测出小车和遮光片的总质量为M、砝码盘的质量为m0；用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，其示数为_mm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离x；(2)在砝码盘中放入适量的砝码；适当调节长木板的倾角，直到向右轻推小车遮光片先后通过光电门A和光电门B的时间相等；(3)只取下砝码，已经连好的细线和砝码盘不动，记下_(填写相应物理量及其符号)；(4)再次让小车拉着砝码盘从靠近
12、滑轮处由静止释放，记录遮光片通过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB；(5)在上述步骤中，根据实验所测的物理量，探究合力做功与动能变化关系的表达式为：_(重力加速度为g)；(6)改变砝码盘中砝码的质量，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xB调整滑轮，尽量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D遮光片的宽度d适当窄一些答案(1)5.25(3)记下取下的砝码的总质量m(5)mgx(7)BD.解析(1)游标卡尺的主尺读数为：5 mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为50.05 mm0.25
13、mm；(3)遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等，此时小车做匀速运动，取下砝码，记下取下的砝码的总质量m；(5)取下砝码后，小车受到的合力等于砝码重力，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mgx，滑块通过光电门1速度vA，滑块通过光电门2速度vB，小车动能变化量EkMvB2MvA2M()2M()2，实验需要验证的表达式是：M()2M()2mgx；(7)尽量增大两光电门间的距离x，距离大一些，误差小一些，故A项错误；调整滑轮，使细线与长木板平行，否则撤去绳子后，合力不等于绳子拉力，故B项正确；本实验没有用砝码盘和盘中砝码的重力代替绳子的拉力，不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小
14、于小车的质量，故C项错误；本实验用遮光片通过光电门时的平均速度作为小车的瞬时速度，遮光片的宽度d越小，平均速度越接近瞬时速度，遮光片的宽度d适当窄一些可以减小实验误差，故D项正确6(2017湖南长沙模拟)在“探究功与速度变化的关系”实验中，采用如图甲所示装置，水平正方形桌面距离地面高度为h，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点，将小球置于橡皮筋的中点，向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小球飞离桌面，测得其平抛的水平射程为L.改变橡皮筋的条数，重复实验(1)实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应_(不同、相同、随意)(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到
15、一条直线，如图乙所示，应选_为横坐标(选L或L2)若直线与纵轴的截距为b，斜率为k，可求小球与桌面间的动摩擦因数为_(使用题中所给符号表示)答案(1)相同(2)L2(3)解析(1)小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s要相同，这样保证每根橡皮筋的形变量相等，则每根橡皮筋弹力做的功相等(2)小球抛出后做平抛运动，根据hgt2，计算得出：t，则初速度vL，根据动能定理得：Wmgsmv2mL2，则WmL2mgs所以应选L2为横坐标，斜率km，bmgs，计算得出：.7(2017柳州模拟)某同学利用如图所示的装置验证动能定理，将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸将小球
16、从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h竖直位移y/cm30.015.010.07.56.04.33.83.3(1)表格中空缺的数据应为_(2)已知木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是_(3)若仅仅换一形状完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽(其余装置，位置均不变)，表格中竖直位移y的数值与上表相比会_(填“变大”、“变小”或“不变”)答案(1)5.0(2)H(3)变大解析(1)根据表格中的数据规律可以发现，Hy30h，是个定值，则当H6h时，y5.0 cm(2)设小球离开斜槽时的速度为v，根据平抛运动的规律得：xvt，ygt2联立得：vx小球在斜槽上滑下过程中，不计小球与水平槽之间的摩擦，只有重力做功，则有：mgHmv2解得：H，(3)若摩擦不能忽略，则有：WmgHmgcosmgH(1)若动能定理成立，则有：mgH(1)mv2，解得：H由于11，即4(1)y4y，所以表格中竖直位移y的数值与上表相比会变大版权所有：高考资源网()
