高考物理一轮复习 第5章 机械能 第6讲 探究动能定理课时作业含解析

1、6、探究动能定理基础训练1(2018·河南十所名校测试)某实验小组用如图所示装置“探究功与物体速度变化的关系”(1)为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的_(填入选项前的字母代号)a逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑b逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮筋作用下开始运动c逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑d逐步调节木板的倾斜程度，让其拖着纸带自由下滑(2)如图所示是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50 hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为_m/s(结果保留三位有效数字)答案：(1)c(2)1

2、.39(1.381.40均正确)2(2018·湖南衡阳联考)某同学为探究合力做功与物体动能改变的关系，设计了如下实验，他的操作步骤是：甲乙按图甲摆好实验装置，其中小车质量m0.4 kg，钩码总质量m0. 1 kg.先接通打点计时器的电源(电源频率f50 hz)，然后释放小车，打出一条纸带(1)经过多次重复实验，他从打出的多条纸带中选出一条打点清晰的，如图乙所示把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d10.041 m，d20.055 m，d30.167 m， d40.256 m，d50.360 m，.他把钩码

3、重力(当地重力加速度g9.8 m/s2)作为小车所受合力，算出0点到第4个计数点合力做功w_j，打下第4个计数点时小车动能ek_j(结果保留三位有效数字)(2)此实验探究的结果，他未能得到“合力对物体做的功等于动能的变化”，且误差很大，主要原因有_.(只需答一条)答案：(1)0.2510.186(2)见解析解析：(1)根据题意，小车所受合力为：fmg0.98 n0点到第4个计数点合力做功wfsmgd40.251 j根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，可求出打下第4个计数点时小车的速度大小v4其中t5×0.02 s0.1 sd50.360 md30.167 m解得

4、v40.965 m/s则打下第4个计数点时小车动能ekmv×0.4×0.9652 j0.186 j.(2)主要原因：钩码质量太大；没有平衡摩擦力3某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离x_cm.(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力f，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？_(填“是”或“否”)答案：(1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传

5、感器的总质量m(3)否解析：(1)两光电门中心之间的距离x70.30 cm20.30 cm50.00 cm.(2)由于该实验验证的是动能定理，故还需要知道滑块、挡光条和拉力传感器的总质量(3)由于拉力可以通过拉力传感器的读数直接得到，故不需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量4某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中a为小车，b为打点计时器，c为弹簧测力计，p为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点甲乙(1)

6、该同学在一条比较理想的纸带上，将点迹清楚的某点记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离s，计算出它们与零点的速度平方差v2v2v，弹簧测力计的读数为f，小车的质量为m，然后建立v2­x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为_.(填写表达式)(2)若测出小车质量为0.4 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为_ n.答案：(1)(2)2解析：(1)根据动能定理可知fxmv2，所以理论上v2xx，v2­x图象为过原点的直线，直线的斜率k. (2)结合图象可知k5 n/kg，所以f1 n5.某实验小组采用如图甲所

7、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，沿木板滑行打点计时器的工作频率为50 hz.甲(1)实验中木板略微倾斜，这样做_a是为了使小车释放后能匀加速下滑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(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、挂在小车的前端进行多次实验，每次都把小车拉到同一位置再释放将第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为w1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2w1、.小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出根据第4次的纸带(如图乙所示)求得小车获得的速度为_m/s (保留三位有效

8、数字)乙 (3)若根据多次测量的数据作出w­v图象，则下列符合实际的是_abcd答案：(1)cd(2)2.00(3)c解析：(1)使木板倾斜，让小车受到的摩擦力与小车所受重力沿木板向下的分力大小相等，在不施加拉力时，小车在木板上受到的合力为零，小车可以在木板上静止或做匀速直线运动小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故选项c、d正确(2)相邻各点之间的距离相等时，小车做匀速直线运动，由题图乙可知，小车做匀速直线运动时相邻两点之间的距离是4.00 cm，打点时间间隔t s0.02 s，小车获得的速度v m/s2.00 m/s.(

9、3)由动能定理得wmv2，可知w与v是二次函数关系，c正确能力提升6(2018·河南豫南九校联考)某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数，小木块放在粗糙的水平桌面上，右侧拴有一细线，跨过固定在桌面边缘的滑轮与重物连接；实验时，小木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，小木块继续向右滑，在运动过程中小木块始终碰不到滑轮已知小木块的质量为m，重物的质量为m，回答下列问题：(1)本实验还需直接测量的物理量有_a重物距地面的高度hb小木块在桌面上滑行的总距离sc重物下落的时间t(2)利用上述测量的物理量，写出测量的动摩擦因数的表达式_.(3)小木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及

10、细线和滑轮的质量的影响，将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将_(填“偏大”“相等”或“偏小”)答案：(1)ab(2)(3)偏大解析：(1)(2)设重物距地面的高度为h，小木块在桌面上滑行的总距离为s，且已知小木块的质量为m，重物的质量为m；由静止释放使它们运动，到重物落地过程中，根据动能定理得mghmgh(mm)v2，从重物落地到小木块停在桌面上这个过程，根据动能定理得mv2mg(sh)，联立两式解得，从该式可知本实验还需直接测量的物理量有重物距离地面的高度h、小木块在桌面上滑行的总距离s，故选a、b.(3)在计算过程中，认为滑轮与轴间摩擦及细线和滑轮的质量没有影响，重物重力势能

11、的减少量全部转化为重物落地时的动能和小木块克服摩擦力做的功，而实际上滑轮与轴间存在摩擦，因此导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将偏大7如图甲所示，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“研究合力做功和动能变化的关系”的实验：甲(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图乙所示的纸带纸带上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

12、.2 kg.乙请计算小车所受合力做的功w和小车动能的变化ek，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).obocodoeofw/j0.043 20.057 20.073 40.091 5ek/j0.043 00.057 00.073 40.090 7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)实验前已测得托盘质量为7.7×103 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(取g9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)答案：(1)匀速直线(或匀速)(2)0.111 50.110 5(3)0.015解析：(1)实验中，首先平衡摩擦力，改变长木板的倾角，轻推小车，小车沿长木板向下做匀速直线运动(2)打下f点时，小车的位移大小为o、f间的距离，即 0.557 5 m，细绳对小车的拉力为0.2 n，则拉力做功为 0.111 5 j，小车的瞬时速度为 m/s1.051 m/s，动能增量为0.110 5 j.(3)由纸带数据求得：ad21.20 cm，dg30.07 cm，小车、托盘和砝码组成的整体运动的加速度大小为a m/s20.985 6 m/s2，小车