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2012《金版新学案》高三一轮(人教版)物理课下作业:必修2第5章第四讲 实验五:探究动能定理

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必考部分

必修 2

第5章

第4讲

1.关于“探究动能定理”的实验中,下列叙述正确的是( A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C.放小车的长木板应该尽量使其水平 D.先接通打点计时器电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出

)

解析: 本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳, 只要测出以后各次实验时 橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了, 错; A 每次实验橡皮筋拉伸的长度必 须保持一致,只有这样才能保证以后各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍, B 错;小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差,C 错;实验时, 应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,D 正确. 答案: D 2.在“探究动能定理”的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长 木板上的小车, 由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动, 小车拉动固定在 它上面的纸带,纸带穿过打点计时器.关于这一实验,下列说法中正确的是( A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力 B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同 C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算 D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算 解析: 在本题的实验中,由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力),所以要 使长木板适当倾斜,以平衡小车运动过程中受到的阻力,重复实验时,为了使橡皮筋对小车 所做的功与它的条数成正比,所以用到橡皮筋的条数虽然不同 ,但每次应使橡皮筋拉伸的 长度相同, 利用纸带上的点计算小车的速度时, 由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动 的速度,所以应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算,故 A、B、D 选项是正确的. 答案: ABD 3.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如下图所示, 实验主要过程如下:
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(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W… (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度 v1、v2、v3… (3)作出 W-v 草图; (4)分析 W-v 图象.如果 W-v 图象是一条直线,表明 W∝v;如果不是直线,可考虑 是否存在 W∝v2、W∝v3、W∝ v等关系. 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是________. A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、…所采用的方法是选用同 样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用 1 条橡皮筋进行实验时, 橡皮筋对小车做的功为 W,用 2 条、3 条……橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次……实验 时,橡皮筋对小车做的功分别是 2W、3W… B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜 C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出 现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小 D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一 点的距离来进行计算 解析: 由于选用同样的橡皮筋,并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同,因此每条橡 皮筋对小车做的功都相同,故 A 正确;小车在运动中受到的阻力,采取平衡摩擦力的方法 补偿,让木板固定在有打点计时器的一端适当抬高,使重力的下滑分力与摩擦力平衡,故 B 正确;纸带上的点两端密、中间疏,说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速,后在阻力作用下 减速,故 C 正确;由于橡皮筋松弛后,小车做匀速运动,此时的速度是橡皮筋对小车做功 后的最大速度, 故求速度应用匀速的那一段的数据, 而不应该使用从第一点到最后一点的数 据来计算,故 D 项错,A、B、C 正确. 答案: D 4.在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是 ____________(填字母代号).

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A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时 器的纸带自由下滑时能保持匀速运动 B.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样 C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源 F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 解析: 当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时, 沿长木板方向重力的分力等 于摩擦力,即在实验中可消除摩擦力的影响,A 项正确;由实验原理可知,B、C 正确,D 错误;使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车,E 错误;橡皮筋拉力做的总功等于 小车动能的增加, 此动能应为小车获得的最大动能, 所以用打点计时器打下的纸带来测定的 是小车的最大速度,F 正确,G 错误. 答案: ABCF 5.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、 条……, 3 完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、 3 次……实验时, 第 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________电源(填“交流” 或“直流”); (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
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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,能够匀速下滑即可 (3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋 所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是( A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线 (4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度, 应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答); )

解析: (3)因为木板水平放置,故摩擦力没有被平衡掉,当小车速度最大时,F 弹=Ff, 故橡皮筋仍有弹力,处于伸长状态. (4)求速度应按纸带的匀速运动时所打点的部分来求. 答案: (1)交流 (2)D (3)B (4)GK

6.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 物体动能变化的定量关系,我们提供了如右图所示的实验装置. (1)某同学根据所学的知识结合右图设计了一个本实验情境的命题: 如下图所示, 测量质量为 m 的小球在重力 mg 作用下从开始端自由下落至光电门处发生 的①________, 通过光电门时的②________, 探究重力做的功③________与小球动能变化量 ④________的定量关系.

请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号,在③④空格处填写数学表达式. (2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据:(取 g=10 m/s2)
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①用天平测出小球的质量为 0.50 kg; ②用游标卡尺测出小球的直径为 10.00 mm. ③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为 80.80 cm; ④电磁铁先通电,让小球吸在开始端; ⑤电磁铁断电时,小球自由下落; ⑥在小球经过光电门时,计时装置记下小球经过光电门所用时间为 2.50×10 可算出小球经过光电门时的速度为________m/s; ⑦计算得出重力做的功为________ J,小球动能变化量为________ J.(结果保留三位有 效数字) (3) 试 根 据 (2) 对 本 实 验 得 出 结 论 :
-3

s,由此

________________________________________________________________________. 解析: (1)首先明确实验原理:重力做的功等于物体增加的动能.所以测量小球下落

的位移 x 和下落位移 x 时所对应的瞬时速度 v, 比较重力做的功 W=mgx 和动能的增加量 ?Ek 1 = mv2 的关系即可验证命题的正确性. 2 (2)小球经过光电门的速度可以用小球通过光电门这段很短时间内的平均速度来表示,v
3 d 10.00×10 1 2 = = -3 m/s=4.00 m/s;W=mgx=4.04 J,?Ek= mv =4.00 J. 2 t 2.50×10


答案: (1)位移 x 瞬时速度 v mgx 4.04 4.00

1 2 mv 2

(2)4.00

(3)在误差允许范围内,重力做的功与物体动能的变化量相等

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