实验05　探究动能定理-2021年高考物理二轮复习实验专题强化训练（解析版）

3.0 envi 2025-03-17 20 4 542.48KB 17 页 3知币
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实验 05
　
探究动能定理
对点训练----练基础 固知识
例1　某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验,下图中小车是在 1条橡皮筋作用下弹
出,沿木板滑行,这时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,使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由打点计
时器所打的纸带测出.
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、
　　　　
(填测量工具)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掉摩擦阻力,则下面操作正确的是 (
)
A.放开小车,在纸带上打下间距越来越大的点
B.放开小车,在纸带上打下间距相等的点
C.放开拖着纸带的小车,在纸带上打下间距越来越大的点
D.放开拖着纸带的小车,在纸带上打下间距相等的点
(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)在正确操作情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用下图中纸带的
部分进行测量.
【答案】 (1)刻度尺
　
交流
　
(2)D　(3)B
　
(4)GK
【解析】 (1)为测量小车获得的速度,必须用刻度尺来测量纸带上点和点之间的距离;打点计时器必须使用
交流电源.
(2)平衡摩擦力时,也要平衡掉纸带与限位孔之间的摩擦力.根据平衡状态的特点,小车运动时,在纸带上打下
间距相等的点,即小车做匀速直线运动,亦即表明平衡摩擦力.
(3)若木板水平放置,则未平衡摩擦力.小车速度最大时,也就是加速度为零的时刻,即橡皮筋对小车的拉力等
于小车受到的摩擦力的时刻,此时橡皮筋处于伸长状态,小车还未到两个铁钉的连线处,B正确.
(4)应该选用纸带上小车做匀速运动的部分进行测量,此时小车的速度最大,即GK 部分.
例2为了探究功与速度变化的关系,现提供如图甲所示的器材,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.(打点计时器所接交流电频率为 50 Hz)
(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为
　
.
(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次实验中橡皮筋对小车做的功记为 W.
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,如图乙所示是其中四次实验打出
的部分纸带.
试根据以上信息,填写下表.
次数 1234
橡皮筋对小
车做的功
W
小车速度
v/(m·s-1)
v2/(m2·s-2)
从表中数据可得出结论: .
【答案】　 见解析
【解析】 (1)为了消除摩擦力的影响,应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度,使小车在不接橡
皮筋时拖着纸带缓慢匀速下滑.
(2)由匀速运动的速度公式 v=
x
t
,可求出小车的速度,其中 x可从题图中读出,分别为 2.00 cm、2.83 cm、3.46
cm、4.00 cm,交流电频率为 50 Hz,故T=0.02 s.
次数 1 2 3 4
橡皮筋对小车做的功 W2W3W4W
小车速度 v/(m·s-1)1.00 1.42 1.73 2.00
v2/(m2·s-2)1.00 2.02 2.99 4.00
可得出结论:在误差允许的范围内,橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比.
能力训练----研典题 导解法
训练点 1
　
教材原型实验的基本技能
典例 1 (2020·湖南模拟)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋的功和物体速度变化的关系”的实
验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为 W,当我们用 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,每次都将橡皮筋拉伸到同一位置
释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
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