2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第5講 探究動(dòng)能定理學(xué)案

《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第5講 探究動(dòng)能定理學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第5講 探究動(dòng)能定理學(xué)案（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第5講　探究動(dòng)能定理 　 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系． 二、實(shí)驗(yàn)原理 探究功與速度變化的關(guān)系，可用如實(shí)驗(yàn)原理圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍增加，再通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v，最后通過數(shù)據(jù)分析得出速度變化與功的關(guān)系． 三、實(shí)驗(yàn)器材 橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鐵釘?shù)龋? 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．墊高木板的一端，平衡摩擦力． 2．拉伸的橡皮筋對(duì)小車做功： (1)用一條橡皮筋拉小車——做功W； (2)用兩條橡皮筋拉小車——做功2W； (3)用三條橡皮筋拉小車——做功3W.

2、3．測(cè)出每次做功后小車獲得的速度v. 4．分別用各次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的v和W繪制W－v或W－v2、W－v3…圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系． 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 物體速度v與外力做功W間的關(guān)系為W∝v2. 　對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作的考查[學(xué)生用書P97] 1．平衡摩擦力的方法是輕推小車，由打在紙帶上的點(diǎn)是否均勻判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)． 2．測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上點(diǎn)均勻分布的部分． 3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值． 4．小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些． 【典題例析】 　(高考天津卷)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)

3、繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示． (1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些________________． (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個(gè)________(填字母代號(hào))． A．避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng) B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng) D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車

4、受的合力 (3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決方法： ________________________________________________________________________. (4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號(hào))． A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車 B．小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近 C．阻力未完全

5、被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D．鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 [解析]　(1)實(shí)驗(yàn)要處理紙帶測(cè)速度，需要刻度尺，要分析動(dòng)能的變化，必須要測(cè)出小車的質(zhì)量，因此還需要天平． (2)實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細(xì)繩的拉力等于小車所受的合力，如果不平行，細(xì)繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改變了摩擦力就不能使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，D正確． (3)在所掛鉤碼個(gè)數(shù)不變的情況下，要減小小車運(yùn)動(dòng)的加速度，可以增大小車的質(zhì)量，即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)． (4)如果用鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，發(fā)現(xiàn)拉力做的功總比小車動(dòng)能的增量大，原

6、因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用來增大小車動(dòng)能，一部分用來克服阻力做功；也可能是小車做加速運(yùn)動(dòng)，因此細(xì)繩的拉力小于鉤碼的重力，鉤碼的重力做的功大于細(xì)繩的拉力做的功，即大于小車動(dòng)能的增量，C、D項(xiàng)正確． [答案]　(1)刻度尺、天平(包括砝碼)　(2)D (3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)　(4)CD 　1.某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究合力的功與動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他通過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗(yàn)證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小

7、車都由靜止釋放． (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm. (2)如果每次實(shí)驗(yàn)時(shí)遮光條通過光電門的時(shí)間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點(diǎn)作出線性圖象來反映合力的功與動(dòng)能改變量的關(guān)系，則所作圖象關(guān)系是________時(shí)才能符合實(shí)驗(yàn)要求． A．s－t　　　　　　　　　 B．s－t2 C．s－t－1 D．s－t－2 (3)下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng) B．必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放 解析：(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示

8、數(shù)為： 10 mm＋0.05×15 mm＝1.075 cm. (2)由題意可知，該同學(xué)是通過成倍改變位移來改變做功的，設(shè)小車所受的合力為F，對(duì)小車，有Fs＝m，即有s∝，則D正確． (3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持不變，所以在該實(shí)驗(yàn)中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關(guān)系也不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，選項(xiàng)C正確． 答案：(1)1.075　(2)D　(3)C 　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析的考查[學(xué)生用書P98] 1．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1)求小車的速度：利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離

9、x，則v＝(其中T為打點(diǎn)周期)． (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上畫出W－v和W－v2圖象(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．根據(jù)圖象得出W∝v2. 2．誤差分析 (1)誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比． (2)沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大也會(huì)造成誤差． (3)利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來的誤差． 【典題例析】 　(2017·高考北京卷)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)． (1)打點(diǎn)計(jì)

10、時(shí)器使用的電源是__________(選填選項(xiàng)前的字母)． A．直流電源　　　　　　 B．交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正確操作方法是________(選填選項(xiàng)前的字母)． A．把長木板右端墊高　　　　 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車．若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響． A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)　　　　　 B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn) (3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T.測(cè)得A

11、、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……，如圖2所示． 實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝______________，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝________． (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2－W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為__________________．根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________________． (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若

12、重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2－W關(guān)系的是______________． [解析]　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是交流電源，故選B. (2)實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力和其他阻力時(shí)，應(yīng)先不掛重物，把長木板右端適當(dāng)墊高，在小車后面掛上紙帶，接通電源，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的情況下，輕推一下小車，給小車一個(gè)初速度，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，則表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響． (3)實(shí)驗(yàn)中，可認(rèn)為小車所受的拉力F大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝Fx2＝mgx2.在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，故vB＝＝.

13、 (4)由題圖3可知，v2＝kW，斜率k＝，其單位為m2·s－2·J－1.又1 J＝1 N·m，1 N＝1 kg·m·s－2，故1 J＝1 kg·m2·s－2，故J－1＝kg－1·m－2·s2，因此斜率k＝的單位為，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量． (5)假設(shè)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，對(duì)由小車和重物組成的系統(tǒng)，其動(dòng)能增加量為ΔEk＝，考慮到我們按重力做功W＝mgx，有ΔEk＝＝W，即v2＝W，故v2－W的圖象斜率k＝，保持不變，故選項(xiàng)A正確． [答案]　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　　(4)v2＝kW，k＝(4.5～5.0) m2·s－2·J－1　質(zhì)量　(5)A 　

14、2.某同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．平衡摩擦力后，通過實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的質(zhì)量為0.390 kg，小車受到細(xì)繩的拉力為0.40 N．回答下列問題：(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (1)小車從O到E，合力做的功W＝______J；動(dòng)能變化量ΔEk＝______J. (2)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)W略大于ΔEk，其主要原因是__________________________(寫出一條即可)． 解析：(1)合力做的功W＝FxOE＝0.4×46.9×10－

15、2 J≈0.188 J 動(dòng)能的變化量ΔEk＝mv－0 ＝×0.390× J－0≈0.180 J．　 (2)雖然平衡了摩擦力，但是每次運(yùn)動(dòng)中空氣或紙帶的阻力做負(fù)功，所以W略大于ΔEk. 答案：(1)0.188　0.180 (2)小車受到空氣阻力的作用(紙帶阻力等) 　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[學(xué)生用書P99] 1．實(shí)驗(yàn)器材及裝置的改進(jìn) 2．?dāng)?shù)據(jù)測(cè)量的改進(jìn) 由光電門算速度v＝，速度傳感器直接測(cè)量速度大小測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度． 3．實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn) 利用自由落體運(yùn)動(dòng)探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系． 4．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新 測(cè)量接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等． 【典題例析】 　光電計(jì)時(shí)器是研究物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)常

16、用的一種計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，如圖乙所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊與導(dǎo)軌間可視為沒有摩擦．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究“做功與物體動(dòng)能改變量的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座水平，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間. (1)如圖丙所示，某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d＝________cm.用天平測(cè)得滑

17、塊與遮光條的總質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m. (2)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門所用時(shí)間為Δt＝1.2×10－2 s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為(用游標(biāo)卡尺的測(cè)量結(jié)果計(jì)算)________m/s. (3)在本次實(shí)驗(yàn)中為了確保細(xì)線拉力所做的功與鉤碼重力做的功近似相等，則滑塊與遮光條的總質(zhì)量M、鉤碼的質(zhì)量m間應(yīng)滿足________；本實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量是________________________________________________________________________ ______

18、__________________________________________________________________(用文字說明并用相應(yīng)的字母表示)． (4)本實(shí)驗(yàn)中可通過改變鉤碼的質(zhì)量測(cè)得多組數(shù)據(jù)并建立－m關(guān)系圖來進(jìn)行驗(yàn)證，則下列圖象中符合真實(shí)實(shí)驗(yàn)情況的是________． [解析]　(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得遮光條的寬條d＝5 mm＋0.05 mm×8＝0.540 cm. (2)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為v＝＝ m/s＝0.45 m/s. (3)令細(xì)線拉力為T，則有T＝Ma及mg－T＝ma，T＝mg＝，所以只有滿足M?m時(shí)，細(xì)線拉力所做的功與鉤碼重力做的功才

19、近似相等，細(xì)線拉力做的功為W＝mgs，即需要測(cè)定滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s. (4)由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知v2＝2as，由牛頓第二定律知mg＝Ma，v＝，聯(lián)立得＝m，即剛開始時(shí)圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，但當(dāng)鉤碼的質(zhì)量不再遠(yuǎn)小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量時(shí)，直線末端發(fā)生彎曲，分析可知選項(xiàng)C符合． [答案]　(1)0.540　(2)0.45 (3)M?m　滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s (4)C 　3.(2018·重慶一中月考)用如圖甲所示裝置來探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系．木板上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B，用不可伸長的細(xì)線將木板通過兩個(gè)滑輪與彈簧測(cè)力計(jì)C相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門

20、的軌道D上，軌道放在水平桌面上，P為小桶(內(nèi)有沙子)，滑輪質(zhì)量、摩擦不計(jì)，重力加速度為g. (1)實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，這樣做目的是________． A．為了使釋放木板后，木板能勻加速下滑 B．為了增大木板下滑的加速度 C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)木板做的功 D．可使得木板在未施加拉力時(shí)能勻速下滑 (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝________ cm. (3)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測(cè)量木板、遮光條的總質(zhì)量M，測(cè)量兩遮光條的距離L；按甲圖正確連接器材． ②將木板左端與軌道左端對(duì)齊，靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄彈簧測(cè)力

21、計(jì)示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的時(shí)間為t1、t2，則遮光條B、A通過光電門的過程中木板動(dòng)能的變化量ΔEk＝________．合外力對(duì)木板做功W＝________．(用字母M、t1、t2、d、L、F表示) ③在小桶中增加沙子，重復(fù)②的操作． ④比較W、ΔEk的大小，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論． (4)若在本實(shí)驗(yàn)中軌道水平放置，其他條件和實(shí)驗(yàn)步驟不變，假設(shè)木板與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，測(cè)得多組F、t1、t2的數(shù)據(jù)，并得到F與－的關(guān)系圖象如圖丙，已知圖象在縱軸上的截距為b，直線的斜率為k，求解μ＝________(用字母b、d、L、k、g表示)． 解析：(1)軌道略微傾斜的目的是平衡摩擦力Mgsi

22、n θ＝f，木板就能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木板連上細(xì)繩后拉力等于其合力，細(xì)線的拉力對(duì)木板做的功等于合力對(duì)木板做的功，故C、D正確． (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)：1 mm，游標(biāo)尺的刻度第14個(gè)刻度與上邊的刻度對(duì)齊，所以讀數(shù)為：0.05×14 mm＝0.70 mm，總讀數(shù)為：1 mm＋0.70 mm＝1.70 mm＝0.170 cm. (3)遮光條B通過光電門時(shí)的速度vB＝，遮光條A通過光電門時(shí)的速度vA＝，則ΔEk＝Mv－Mv＝.光滑的滑輪兩端的細(xì)繩拉力處處相同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)顯示的是細(xì)繩的拉力F即為木板所受的合外力，故W＝FL. (4)當(dāng)軌道水平放置時(shí)，對(duì)小車由動(dòng)能定理得(F－μ

23、Mg)L＝，解得F＝＋μMg，結(jié)合F與－的關(guān)系圖象可知斜率＝k，縱截距b＝μMg，聯(lián)立解得μ＝＝. 答案：(1)CD　(2)0.170 (3)　FL　(4) 　[學(xué)生用書P100] 1．“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W0.當(dāng)用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測(cè)出． (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________． A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用直流電源供電，電壓為4

24、～6 V B．實(shí)驗(yàn)中使用的若干條橡皮筋的原長可以不相等 C．每次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出 D．利用每次測(cè)出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－v、W－v、W2－vm、W3－vm…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系 (2)圖乙給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得O點(diǎn)到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別為OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm＝________m/s.

25、 解析：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4～6 V交流電，A錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選取相同的橡皮筋，B錯(cuò)；小車應(yīng)從同一位置由靜止釋放，C對(duì)；數(shù)據(jù)分析時(shí)，應(yīng)作出不同的圖象探究功與速度變化的關(guān)系，D對(duì)． (2)由所給數(shù)據(jù)知BC＝8.78 cm－7.12 cm＝1.66 cm，最大速度vm＝m/s＝0.83 m/s. 答案：(1)CD　(2)0.83 2．(2016·高考全國卷Ⅱ)某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧

26、被壓縮后的彈性勢(shì)能． (1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是______________(填入代表步驟的序號(hào))． (2)圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為________m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大． 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先向左推物塊使彈簧壓縮，測(cè)

27、量彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動(dòng)，因此步驟為④①③②.　 (2)由于物塊離開彈簧時(shí)的速度最大，因此M紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為v＝＝1.29 m/s.由于彈簧壓縮量越大，彈性勢(shì)能越大，因此推開物塊后，彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成物塊的動(dòng)能越多，物塊離開彈簧后獲得的速度越大，打的點(diǎn)間距越大，因此M紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大． 答案：(1)④①③②　(2)1.29　M 3．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”．如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連

28、，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小，小車中可以放置砝碼． (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測(cè)量____________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連，正確連接所需線路． ②將小車停在C點(diǎn)，____________，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度． ③在小車中增加砝碼或減少砝碼，重復(fù)②的操作． (2)下列表格是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，(v－v)是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可

29、以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的ΔE3＝____________，W3＝__________．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 次數(shù) M/kg v－v (m2·s－2) ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.76 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.200 2.420 1.210 5 1.000 2.84 1.420 2.8

30、60 1.430 (3)根據(jù)表格，請(qǐng)?jiān)趫D中的方格紙上作出ΔE－W圖線． 解析：(1)在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對(duì)小車和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量． (2)通過拉力傳感器的示數(shù)和A、B間距用W＝FL可計(jì)算拉力做的功． (3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動(dòng)能定理W＝Mv－Mv，可知W與ΔE成正比，作圖可用描點(diǎn)法，圖線如圖所示． 答案：(1)①小車?、卺尫判≤? (2)0.600　0.610　(3)見解析圖 4．(2017·高考江蘇卷)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝

31、10.0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到________________________________________________________________________． (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖乙所示．選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝________ m/s. (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80

32、m/s，利用W＝mgΔx算出拉力對(duì)小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk.計(jì)算結(jié)果見下表． W/×10－3 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/×10－3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出ΔEk－W圖象． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F＝____N. 解析：(1)掛鉤碼前，調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車，觀察到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，表明此時(shí)已消除了摩擦力的影響． (2)打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝ m/s＝0.228 m/s. (3)根據(jù)題表格中的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作圖． (4)由于W＝mgΔx，ΔEk＝FΔx，則有F＝mg＝×0.01×9.8 N≈0.093 N. 答案：(1)小車做勻速運(yùn)動(dòng)　(2)0.228　(3)如圖 (4)0.093 12