《高考物理一轮复习讲练测》专题23 探究动能定理（练）（解析版）

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第 24 讲探究动能定理——练

1．小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系.实验的主要步骤是：

① 找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；

② 骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；

③ 车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；

④ 待车停下，记录自行车停下时的位置；

⑤ 用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离 s、起点线到终点的距离 L及车把手处离地高度 h.

若自行车在行驶中所受的阻力为 f并保持恒定.

（1）自行车经过起点线时的速度 v=_____________；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）

（2）自行车经过起点线后克服阻力做功 W=___________；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表

示）

（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤② ~⑤，则每次只需测量上述物理量中的

_________和_________，就能通过数据分析达到实验目的.

【答案】 ; ;S;L;

【解析】

【详解】

【点睛】

本题为创新实验，是教材中没有的，对于这类实验，要根据题目叙述，明确了实验原理便找到了解决问题

的突破口．

2．如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图，现有的器材为：固定在竖直平面内的转盘

(转轴水平)、带铁夹的铁架台、电磁打点计时器(接交流电的频率为 50 Hz)、纸带、重锤、游标卡尺、天平。回答

下列问题：

(1)如图乙所示，用 20 分度的游标卡尺测得圆盘的直径 d为________ cm；

(2)将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后，绕在转盘边缘上，纸带一端固定在转盘上，使得转盘与纸带不打

滑，设纸带厚度不计，接通电源，释放重锤，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O、A、B、C…各点为连

续打出的点迹，则由图丙中数据可得，打下点迹 D时，圆盘转动的角速度为 ωD＝____________ rad/s(保留

三位有效数字)；学；科网

(3)下表为各点对应的转动动能 Ek和角速度 ω值，请你猜想转动动能 Ek和角速度 ω满足的关系式为Ek＝

____________(须填写定量表达式)。

计数点 ABC…E

转动动能 Ek(J) 0.001 0 0.003 9 0.008 9 … 0.024

角速度 ω(rad/s) 4.0 7.9 11.9 … 19.7

【答案】（1）5.030 （2）15.9 （3）6.25×10-5 J

（3）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来 2倍时，砂轮的转动动能 Ek是原来的 4倍，得

到关系为：Ek=kω2．

当砂轮的角速度增大为原来 4倍时，砂轮的转动动能 Ek是原来的 16 倍，得到 Ek与ω2成正比，则有关系式

为：Ek=kω2．

k是比例系数．将任一组数据比如：ω=4rad/s，Ek=0.001J，代入得到：k=6.25×10-5 J•s/rad，

所以砂轮的转动动能 Ek与角速度 ω的关系式是：Ek=6.25×10-5ω2J；

点睛：①解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．

② 解决本题的关键知道该实验的原理，通过纸带处理求出圆盘的线速度，根据线速度与角速度的关系，求

出角速度的表达式．

③ 本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力．

3．某实验小组的同学用如图所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数μ。每次滑块都从斜面上由静止开

始下滑，测出滑块每次下滑时遮光板到光电门所在位置的距离 L及相应遮光时间 t的值。

(1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d，如图乙所示，则 d= ______cm。

(2)为测出滑块与斜面间的动摩擦因数μ，本实验还需要测出或知道的物理量是______(填下列序号)。

A．滑块和遮光板的总质量m

B．斜面的倾角θ[

来源

:Zxxk.Com]

C．当地的重力加速度 g

(3)实验中测出了多组L和t的值，若要通过线性图象来处理数据求μ值，则应作出的图象为_________；

A．图象 B．图象

D．图象 C．图象

(4)在(3)作出的线性图象中，若直线的斜率为 k，则关于 μ值的表达式为μ= _____________。 (可用以上物理

量的符号表示)

【答案】 0. 225 cm BC B

由动能定理有：

可得，选项 B、C正确。

(3)由，可以得到：，即图象是一条过原点的直线，可作

线性图象处理数据求值，B项正确。

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