实验探究动能定理含答案

实验探究动能定理含答案

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实验第一讲 探究动能定理

一、单项选择题

1．(2015年天津一中月考)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．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

2．在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，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(视小车为质点)，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

3．在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列4条纸带哪一条是在该实验中正确操作可能得到的纸带( )

A B C D

5．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即W-v图，如图KS5-1甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即W-v2图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是( )

A．甲的分析不正确，乙的分析正确 B．甲的分析正确，乙的分析不正确

C．甲和乙的分析都正确 D．甲和乙的分析都不正确

二、多项选择题 甲 乙

6．如图KS5-2所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是( )

A．为减小实验误差，长木板应水平放置

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．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动 D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度

7．某实验小组采用实验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．实验中木板略微倾斜，这样做是为了( )

A．使释放小车后，小车能匀加速下滑 B．增大小车下滑的加速度

C．使橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D．使橡皮筋松弛后小车能做匀速运动 三、非选择题

8．某实验小组利用拉力传感器和速度传感

器探究“动能定理”．如图KS5-3所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B两处时的速度大小．小车中可以放置砝码．

(1)实验主要步骤如下：

①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．

②将小车停在C点，然后________________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度．

③在小车中增加砝码，或____________________，重复步骤②的操作．

2

(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v1|是两个

速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中ΔE3＝________J，W3＝________J.

ΔE/次数 M/kg 22－2|v2) 2－v1|/(m·sF/N J W/J 1 0.50 0.76 0.19 0.40 0.20 2 0.50 1.65 0.41 0.84 0.42 3 0.50 2.40 ΔE3 1.22 W3 4 1.00 2.40 1.20 2.42 1.21 5 1.00 2.84 1.42 2.86 1.43 (3)根据上表，请在图KS5-4中作出ΔE-W图线．

9．(2013年新课标全国卷Ⅱ)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小

球恰好在桌面边缘，如图KS5-5所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

回答下列问题：

(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．

A．小球的质量m

B．小球抛出点到落地点的水平距离s C．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量Δx E．弹簧原长l0

(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝______________.

(3)图KS5-6中的直线是实验测量得到的s-Δx图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)：如果m不变，h增加，s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)．由图KS5-6中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比．

实验五 探究动能定理

1．D 解析：由“探究动能定理”的实验原理知，用完全相同的橡皮筋，且释放小车位置相同时功即为倍数关系，设一根橡皮筋做功为W，则两根为2W，三根为3W…而无需求出其具体数值，故A错误；为满足倍数关系，每次实验中，小车必须由同一位置释放，即橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故B错误；为使橡皮筋拉力所做的功即为合力所做的

功，须将木板倾斜以平衡摩擦力，故C错误；实验中应先接通电源，再释放小车，故D正确．

2．B 3．D 4．C

5．A 解析：根据甲图，得到W＝axn，式子中a为常系数，n为指数；当n＝1时，图线为直线；当n＜1时，图线向下弯曲；当n＞1时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式W＝avn中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v2成正比．

6．BD 7．CD

8．(1)①小车 ②由静止开始释放小车 ③改变钩码的个数 (2)0.60 0.61 (3)如图D76所示

图D76

mgs2

9．(1)ABC (2) (3)减小 增大 2

4h112

解析：(1)小球抛出时的动能Ek＝mv20，要求得v0需利用平抛知识，s＝v0t，h＝gt.

22根据s、h、g，求得v0＝sg，因此，需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离2hs.

12mgs2

(2)小球抛出时的动能Ek＝mv0＝.

24h12mgs2

(3)弹簧的弹性势能Ep＝Ek＝mv0＝，即s＝2

24hhEp

，根据题给的直线关系可mg知，s与Δx成正比，而Ep与s成正比，故Ep应与Δx的2次方成正比，则s∝2 2

hmgΔx，s-Δx图线的斜率正比于

h，如果h不变，m增加，s-Δx图线的斜率将会减mg小；如果m不变，h增加，则s-Δx图线的斜率会增大．

10．(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动

(2)0.550

Δd (3)过坐标原点的一条倾斜直线 Δt解析：(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动)．

(2)Δd＝5 mm＋0.05 mm×10＝5.50 mm＝0.550 cm，滑块匀速运动的速度v＝

Δd. Δt12

(3)由动能定理可知，W＝mv，故画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线．

2