（全国通用）2020版高考物理一轮复习 第五章 微专题43 实验：探究动能定理加练半小时（含解析）

实验：探究动能定理方法点拨通过分析实验题设，明确研究对象的运动过程是哪一段，以及研究对象受到的合外力是“谁”，合外力的功如何测量.1.(2018河南省开封市第三次模拟)某同学“验证动能定理”的实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门的挡光时间为t，d表示遮光片的宽度，L表示A、B两点间的距离.滑块与导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度.图1(1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图2所示，遮光片的宽度d_cm.图2(2)该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在滑块上.让滑块恰好在A点静止.剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为_(用题目中所给的物理量符号表示).(3)为验证从AB过程中滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系，需要验证的关系式为_(用题目所给物理量符号表示).2.某学习小组利用如图3所示的实验装置探究合外力与速度的关系.一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连.实验中改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离s，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小.图3(1)实验中钩码的质量_(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量.(2)根据实验数据作出v2F图象，下列图象中最符合实际情况的是_.(3)根据实验已测得数据及v2F图象，_(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因数.3.(2019福建省三明一中模拟)如图4所示，是“探究功与物体速度变化关系”的装置.第一次由一根橡皮筋提供牵引力使小木块在某处由静止弹出，然后分别改用2根、3根相同的橡皮筋，使小木块从同样的位置弹出.图4(1)小木块在运动过程中会受到阻力，应将长木板_(填“左”或“右”)端适当垫高作为补偿.(2)只用1根橡皮筋作用时，打点计时器打出的纸带如图5所示.打点计时器使用50Hz的交流电源，则小木块被弹出时的速度为_m/s(结果保留两位有效数字).图5(3)下表是实验过程中测量的几组数据，请选取合适的物理量和单位，在图6中作出图象以便找到做功与小木块动能的关系.橡皮筋数做功vv2v322W1.271.131.622.0833W1.561.252.433.7944W1.801.343.245.8355W2.011.424.058.1566W2.201.484.8610.71图6(4)如果本实验中没有进行第(1)步的操作，则上述所画的图线_.A.仍为原图线B.向上平移C.向下平移D.倾斜程度会发生变化答案精析1.(1)1.14(2)mg(3)mgLM解析(1)宽度d(110.4) mm11.4mm1.14cm.(2)由于滑块在A点静止，因此滑块的下滑分力等于易拉罐及细沙的总重力mg，又由于斜面与滑块间无摩擦，因此滑块下滑时，其受到的合外力等于mg.(3)本实验需验证mgLMv2，而到达B点的速度v，代入可得mgLM2M.2.(1)不需要(2)B(3)能解析(1)实验中钩码的质量不需要远小于滑块的质量，因为滑块所受的拉力可由弹簧测力计直接测出.(2)由Fsmgsmv20可得v2F2gs，当m、s、一定时，v2与F为线性关系，且v0时F0，B正确.(3)设v2F图象与横轴的截距为b，则bmg，得.3.(1)左(2)0.90(3)如图所示(4)B5