高考物理一轮复习 第6章 机械能 微专题32 实验：探究动能定理试题VIP免费

实验：探究动能定理[方法点拨]实验需要测量合外力的功，要注意是否要平衡摩擦力．1．如图1甲所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它时的挡光时间．用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行(滑轮质量、摩擦不计)．图1(1)用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________mm.(2)实验过程中________________满足M远大于m(填“需要”或“不需要”)．(3)实验主要步骤如下：①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两遮光条的距离L，按图甲正确连接器材．②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B经过光电门的挡光时间tA和tB，则验证动能定理的表达式为________________(用字母M、F、L、d、tA、tB表示)．2．为验证动能定理，某同学设计了如下实验．将一长直板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图2所示．多次改变滑块的下滑高度h(斜面的倾角不变)，对应的速度值记录在表中：图2下滑高度h/m0.100.200.300.400.50速度v/m·s－10.6330.8951.1001.2651.414要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是________，本实验是否需要平衡摩擦力________(填“是”或“否”)．3．某学习小组利用如图3所示的实验装置探究合外力与速度的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离s，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小．图3(1)实验中钩码的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量．(2)根据实验数据作出v2－F图象，下列图象中最符合实际情况的是________．(3)根据实验已测得数据及v2－F图象，________(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因数．4．用如图4甲所示的实验装置完成“探究动能定理”的实验．请补充完整下列实验步骤的相关内容：图4(1)用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量出两光电门之间的距离为s.(2)在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等．(3)取下细线和砝码盘，记下________(填写相应物理量及其符号)．(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB.(5)步骤(4)中，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＝________，小车动能变化量ΔEk＝________(用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g)，比较W合和ΔEk的值，找出两者之间的关系．(6)重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，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sB．调整滑轮，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答案精析1．(1)0.400(0.399～0.401均给分)(2)不需要(3)FL＝(－)解析(1)根据螺旋测微器的读数规则，遮光条的宽度d＝0.400mm.(2)由于实验中小车受到的力由力传感器测出，所以不需要满足M远大于m.(3)遮光条通过光电门时的速度用遮光条的宽度除以相应的挡光时间得出，即vA＝，vB＝.由动能定理，可得FL＝Mv－Mv＝M()2－M()2＝(－)，即验证动能定理的表达式为FL＝(－)．2．v2否解析设木板与水平桌面间的夹角为θ，滑块与木板间的动摩擦因数为μ.由动能定理得mgh－...