高三物理一轮基础复习：实验 探究功与速度变化的关系基础训练

探究功与速度变化的关系基础训练非选择题1．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图1所示，图1中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，该过程中橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条，3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时(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根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．(1)除了图1中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(选填“交流”或“直流”)电源．(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)如图2所示是某次操作正确的情况下，在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度应选用纸带的________(填“A～F”或“F～I”)部分进行测量，速度大小为________m/s.2．(2019·江苏)某兴趣小组用如题图1所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择________(选填“A”或“B”)；(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入砂子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量砂子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是________(选填“甲”或“乙”)；(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动；纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA＝________m/s；(4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk＝eq\f(1,2)MvA2算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和砂子的总质量，小车所受合力做的功可用W＝mgL算出，多次测量，若W与ΔEk基本相等则验证了动能定理．3．(2020·重庆三模)某学习小组利用图1装置探究系统动能定理．在水平桌面上，将带有滑轮的长木板适当倾斜放在长木板上P位置固定有光电门(与之连接的光电计时器没有画出)，小车(含挡光片)质量为M，实验步骤如下：(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图2所示，则d＝________cm.(2)调整长木板倾角至小车能在木板上匀速下滑，这样做的目的是为了________．(3)将质量为m的钩码用轻绳通过滑轮与小车连接，调节滑轮，使轻绳与长木板平行．(4)将小车置于挡光片与光电门距离为L的O处，使小车和钩码均静止且轻绳绷直，然后小车和钩码均从静止开始无初速度释放，记录挡光片通过光电门的时间为Δt.已知当地的重力加速度为g.(5)若小车和钩码系统动能定理成立，需在实验误差允许范围内，满足关系式：________________(用题给物理符号表示)．4.(2020·广东模拟)某同学利用如图所示的装置研究功与速度变化的关系．长木板一端略抬高，将轻弹簧左端固定在长木板的一端，右端与安装有挡光片的小滑块相连，在弹簧原长处固定一光电门，已知弹簧的弹性势能Ep与形变量Δx的关系为Ep＝eq\f(1,2)k(Δx)2①用力压缩弹簧后将小滑块由静止释放，记录弹簧压缩量Δx及挡光时间Δt；②改变弹簧压缩量重复①中操作，得到几组对应数据；③以Δx为纵轴，以eq\f(1,Δt)为横轴，描点作图．回答下列问题：(1)将长木板一端抬高的目的是__________________________，实验过程中________(填“需要”或“不需要”)测量挡光片的宽度．(2)若已知弹簧弹力做功W＝－ΔEp，③中得到的图线为________时，则可证明在实验误差允许范围内，在初速度为0的情况下，做功W与速度v之间满足W∝v2的关系．5.(2020·广西一模)利用如图所示的装置探究动能定理．将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸，将小球从不同的标记点由静止释放．记录标记点到斜槽底端的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y，改变小球在斜槽上的释放位置，在斜槽比较光滑的情况下进行多次测量，已知重力加速度为g，记录数据如下：高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h竖直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.3(1)小球从标记点滑到斜槽底端的过程，速度的变化量为________(用x、y、g表示)；(2)已知木板与斜槽末端的水平距离为x，小球从标记点到达斜槽底端的高度为H，测得小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与槽之间的摩擦及小球从斜槽滑到切线水平的末端的能量损失．小球从斜槽上滑到斜槽底端的过程中，若动能定理成立，则应满足的关系式是________；(3)保持x不变，若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H为纵坐标，以________为横坐标，描点画图．6．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此验证小车的运动符合动能定理．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等，组装的实验装置如下图所示．(1)为使细线对小车的拉力可认为是小车受到的合力，除了要让细线与长木板平行，实验前还需平衡摩擦力，具体的操作步骤是________________________；而实验时还须保证小车质量远大于钩码质量，这样做是为了____________________________．(2)如图为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为________________．7．(2020·江苏模拟)学校开展研究性学习，某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处，杆由水平位置静止释放，用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h.(1)该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙示数为________mm.(2)调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表．组次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/(m·s－1)1.231.732.122.462.743.00vA－1/(s·m－1)0.810.580.470.410.360.33vA2/(m2·s－2)1.503.004.506.057.519.00为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象．(3)当地重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦．请根据能量守恒定律并结合你找出的函数关系式，写出此杆转动时动能的表达式Ek＝________(请用数字、质量m、速度vA表示)(4)为了减小空气阻力对实验的影响，请提出一条可行性措施_______________________________．答案1．(1)交流(2)D(3)B(4)F～I0.762．(1)B(2)乙(3)0.175(4)远大于3．(1)1.170(2)平衡小车摩擦力(5)mgL＝eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))eq\s\up12(2)4.(1)平衡摩擦力不需要(2)过原点的直线5.(1)xeq\r(\f(g,2y))(2)H＝eq\f(x2,4y)(3)eq\f(1,y)6．(1)将木板一端垫起