1、实验五：探究动能定理 知能训练 一、单项选择题1在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，每次选取纸带后，我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度()A间距均匀的B间距不均匀的C间距均匀的与不均匀的都可D最好是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的2如图K51所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法正确的是()A橡皮筋做的功可以直接测量B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍图K51二、双项选择题3在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下
2、列说法正确的是()A为减小实验误差，长木板应水平放置B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度4某实验小组采用如图K51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，沿木板滑行实验中木板略微倾斜，这样做是为了()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三、非选择题5(江门2013届高三调研)某实验小组采用如图K52所示的装置探究“探究做功和物体动能变
3、化间的关系”，图中桌面水平放置，小车可放置砝码，实验中小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面图K52(1)实验的部分步骤如下：在小车放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细绳连接小车和钩码将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复第二步的操作(2)如图K53所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则打出C点时小车的速度为_要验证合外力的功与动能变化的关系，除钩码和砝码的质量、位移、速度外，还要测出的物理量有：_.图K53(3)某同学用钩码的重力表
4、示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：_._.(4)实验小组根据实验数据绘出了图K54中的图线(其中v2v2v)，根据图线可获得的结论是_图K546(潮州2013届期末)物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了探究“重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们进行如下实验：图K55(1)某同学根据所学的知识结合设计了一个本实验情景的命题：如图K55所示，设质量为m(已测定)的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s，通过光电门时的速度v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量mv2的定量关系(2)某同学根据上
5、述命题进行如下操作并测出如下数据用天平测定小球的质量为0.50 kg.用 _ (填“刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)测出小球的直径为10.0 mm.用刻度尺测出电磁铁下端到_的距离为80.40 cm.电磁铁先通电，让小球_让电磁铁断电，小球自由下落在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50103 s.计算得出重力做的功为4.02 J，小球动能变化量为_J(取g10 m/s2，结果保留三位有效数字)(3)试根据在(2)中条件下做好本实验的结论：_. 真题回放 7(2013年福建卷)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图K56甲所示)：(1)下列说法哪一
6、项是正确的_A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)如图乙所示是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)甲乙图K568(2013年四川卷)如图K57所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图K57图K58(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带
7、判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图K58所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格(结果保留至少小数点后第四位)项目OBOCODOEOFW/J0.04320.05720.07340.0915Ek/J0.04300.05700.07340.0907分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘的质量7.7103 kg，实验时该组同学放入托
8、盘中的砝码质量应为_kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)实验五：探究动能定理1A2B解析：橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C错，B对橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，故D错3BD4.CD5(1)接通电源释放小车(2)小车的质量(3)平衡摩擦力重物的重力远小于小车的总重力(4)小车初末速度的平方差与位移成正比(或合外力做功等于物体动能的变化)6(2)游标卡尺光电门吸在电磁铁下端4.00(3
9、)在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等7(1)C(2)0.653解析：(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，平衡摩擦力时要去掉细线另一端的钩码为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，选项A、B错误实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确(2)打B点时小车的瞬时速度大小为v102 m/s0.653 m/s.8(1)匀速直线(2)0.11150.1105(3)0.015解析：在OF过程中，小车所受合外力做的功WFOF0.20.557 5 J0.1115 J打F点时速度v102 m/s，小车动能的变化Ekmv20.22 J0.1105 J砝码盘和砝码整体受重力和拉力，从
10、O到F过程由动能定理得(Mm)gFOFEkF，解得m0.015 kg.实验六：验证机械能守恒定律1C2D解析：利用g求v和h，相当于利用机械能守恒验证机械能守恒，故A、B、C选项不正确3D4.AD5BD解析：本实验与重锤质量无关，但重锤质量选得大些，则空气阻力相对减小，可以忽略不计，有利于减小误差；纸带下落和打点不能同步有两种情况：纸带先下落后打点；纸带先打点重锤后下落前者会使最初两点间距离较正常间距偏大，且第一个点便有初动能，后者会造成最初几个点的点迹不清，不便于选择纸带进行测量两种情况均会带来较大误差6(1)E、F毫米刻度尺(2)1.881.847(1)纸带与限位孔之间的摩擦阻力(2)接通打点计时器电源释放纸带(3)ACEG(4)0.2358(1)mgRmgR (2)减小实验结果的误差圆弧轨道存在摩擦(或接缝B处不平滑等)解析：(1)由机械能守恒定律，物块Q到达B点时的动能EkBmgR；由平抛运动规律，可得svt，hgt2，解得物块从C点抛出时的速度vs.物块Q到达C点时的动能EkCmv2.由动能定理，在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功WfmgR；由WfmgL解得物块Q与平板P之间的动摩擦因数.(2)实验步骤的目的是通过多次实验减小实验结果的误差实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦、接缝B处不平滑等
