实验五知能优化演练

1、1. 关于“探究动能定理”的实验, 下列叙述中正确的是()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. 先接通电源, 再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析: 选D.本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳, 只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了, A错; 每次实验时橡皮筋拉伸的长度必须保持一致, 只有这样才能保证以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的整数倍, 否则, 功的数值难以测定, B错; 小车运动过程中会受到阻力, 只有使木板倾斜到一定程度, 才能减小误差, C错; 实

2、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. 2. (2012龙岩模拟)在“探究动能定理”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解析: 选A.橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功, 小车做匀速运动, 纸带上的点间距是均匀的, 故A对, B、C错; 若纸带上没有间距均匀的点, 说明纸带太短, 橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器, 在这种情况下应选用更长的纸带, 或者是因为

3、没有完全平衡摩擦力, 需重新平衡摩擦力, 故D错. 3. 如图549所示, 在“探究动能定理”的实验中, 关于橡皮筋做的功, 下列说法中正确的是()图549A. 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过程中始终做功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解析: 选B.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,

4、当拉伸为原来的两倍时, 功变为原来的4倍, 故D错. 4. 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均匀的部分进行计算解析: 选ABD.在本

5、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均匀的部分进行计算, 故A、B、D选项是正确的. 5. 如图5410所示, 在“探究动能定理”的实验中小车在运动过程中打点计时器在纸带上打出一系列的点, 打点的时间间隔为0.02 s, 小车的运动情况在A、B之间可描述为_运动, 在C、D之间可描

6、述为_运动. 小车离开橡皮筋后的速度为_m/s.图5410解析: 由A到B的点迹可以看出点的距离越来越大, 因时间相同, 可知A、B间小车做加速度逐渐减小的加速直线运动, C、D间为匀速直线运动, 小车离开橡皮筋后的速度veq f(s,t)eq f(7.2103,0.02) m/s0.36 m/s.答案: 加速度逐渐减小的加速直线匀速直线0.366. (2012苏州调研)在“探究动能定理”的实验中备有下列器材: A.电磁打点计时器; B.天平; C.秒表; D.低压交流电源; E.电池; F.纸带; G.细线、砝码、小车、砝码盘; H.薄木板. (1)其中多余的器材是_; 缺少的器材是_. (

7、2)测量时间的工具是_; 测量质量的工具是_. (3)如图5411所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带. 测量数据已用字母表示在图中, 打点计时器的打点周期为T.请分析: 利用这些数据能否验证动能定理？若不能, 请说出理由; 若能, 请说出做法, 并对这种做法做出评价. 图5411解析: (1)计算小车速度是利用打上点的纸带, 故不需要秒表. 电磁打点计时器应使用低压交流电源, 故多余的器材是C、E.测量点与点之间的距离是要用毫米刻度尺, 故缺少的器材是毫米刻度尺. (2)测量时间的工具是电磁打点计时器, 测量质量的工具是天平. (3)能. 从A到B的过程中

8、, 恒力做的功为WABFsAB, 物体动能的变化量为EkBEkAeq f(1,2)mveq oal(2,B)eq f(1,2)mveq oal(2,A)eq f(1,2)meq blc(rc)(avs4alco1(f(sB,2T)2eq f(1,2)meq blc(rc)(avs4alco1(f(sA,2T)2eq f(1,2)meq f(soal(2,B)soal(2,A),4T2)只要验证FsABeq f(1,2)meq f(soal(2,B)soal(2,A),4T2)即可. 优点: A、B两点的距离较远, 测量时的相对误差较小; 缺点: 只进行了一次测量验证, 说服力不强. 答案: (

9、1)C、E毫米刻度尺(2)电磁打点计时器天平(3)见解析7. 为了探究功与物体速度变化的关系, 现提供如图5412所示的器材, 让小车在橡皮筋的作用下弹出后, 沿木板滑行, 请思考探究思路并回答下列问题. (打点计时器交流电频率为50 Hz)图5412(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？_(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时, 每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致, 我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出, 如图5413所示是其中四次实验打出的部分纸带. 图5413

10、(4)试根据第(2)、(3)项中的信息, 填写下表.次数1234橡皮筋对小车做功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论: _.解析: (1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度, 使小车缓慢匀速下滑. (4)由匀速运动的速度公式veq f(s,t), 即可求出小车的速度, 其中s从题图上读出分别为2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm, 4.00 cm, tTeq f(1,f)0.02 s.次数1234橡皮筋对小车做功2W3W4W小车速度v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2/s2)1.002.022.994.00在误差允许范围内橡皮筋对小车

11、做功与小车速度的平方成正比. 答案: 见解析8. (创新实验探究)某探究学习小组的同学欲探究滑块所受的合力做功与速度的关系, 他们在实验室组装了一套如图5414所示的装置, 另外他们还找到了打点计时器及其所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、砂和砂桶. 当滑块连接上纸带, 用细线通过滑轮挂上空的砂桶时, 释放砂桶, 滑块处于静止状态. 图5414若你是小组中的一位成员, 要完成该实验, 则: (1)你认为还需要的实验器材有_; (2)实验前必须先_; (3)实验时为了保证滑块受到的合力与砂和砂桶的总重力大小基本相等, 砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是_; (4)在(2)的基础上, 某同学用天平称量滑块的质量为M.往砂桶中装入适量的砂子, 用天平称出此时砂和砂桶的总质量为m.让砂桶带动滑块加速运动, 用打点计时器记录其运动情况, 在打点计时器打出的纸带上取两点, 测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1v2). 则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量). 解析: (1)天平、刻度尺. 天平用来测量砂和砂桶的质量、滑块的质量, 刻度尺用来测量纸带上点与点之间的距离. (2)平衡摩擦力. (3)砂和砂桶的总质量