高考物理一轮复习 第六章 微专题41 探究动能定理

探究动能定理考点及要求：(1)实验原理与操作；(2)数据处理与误差分析1在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图1所示的实验装置图1(1)实验时，该同学用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为应该采取的措施是_(填选项前的字母)A保证钩码的质量远小于小车的质量B选取打点计时器所打的第1点与第2点间的距离约为2 mm的纸带来处理数据C把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力D必须先接通电源再释放小车(2)如图2所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离已在图中标出，测出小车的质量为M，钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功是_，小车动能的增量是_(用题中和图中的物理量符号表示)图22某实验小组用图3的实验装置探究合力做功与动能变化的关系铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间图3实验步骤是：用游标卡尺测出滑块上挡光片的宽度L，用天平测量滑块的质量m.平衡摩擦力：以长木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H.保持P点位置不变，长木板另一端放置在铁架台竖直杆Q2上用刻度尺量出Q1、Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出挡光片的挡光时间t1.保持P位置不变，重新调节长木板另一端在铁架台上放置的位置，重复步骤数次.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g)：(1)滑块通过光电门的速度v_(2)滑块的动能变化量Ek_(3)滑块克服摩擦力做的功Wf_(4)合力对滑块做的功W合_.某同学以长木板在铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离(h)为横坐标，以滑块的挡光片通过光电门的挡光时间的平方的倒数()为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图4所示的直线，直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是_图4图53探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图5所示实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是_(填写字母代号)A为了释放小车后小车能做匀加速运动B为了增大橡皮筋对小车的弹力C为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D为了使小车获得较大的动能(2)图6是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_m/s(保留3位有效数字)图6(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度vm的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图像，你认为其中正确的是_答案解析1(1)AC(2)mgxM()2M()2解析(1)为使钩码的重力近似等于小车受到的合力，需要把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力，C项正确；同时保证钩码的质量远小于小车的质量，减小钩码失重带来的误差，A项正确；D项是打点计时器实验的正确做法，对减小本题中的实验误差无影响，D错误；B项为保证重物由零开始做自由落体运动的措施，B项错误2.(1)(2)(3)mgH(4)mgh1.平衡摩擦力的倾角过大解析.(1)实验中用挡光片通过光电门的平均速度作为滑块通过光电门的瞬时速度，即v.(2)滑块的动能变化量Ekmv20.(3)摩擦力被平衡时tan ，x是P点到铁架台的水平距离滑块从Q2位置下滑时克服摩擦力做的功Wfmgcos mg(h1H)mgH.(4)合力对滑块做的功W合WGWfmg(h1H)mgHmgh1.由于h0时摩擦力恰好被平衡，此时由静止释放的滑块将保持静止不动；若h0时0，则表明平衡摩擦力的倾角过大3(1)C(2)1.22(3)D解析(1)实验目的是探究合外力做功与物体速度的关系，平衡摩擦力后，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功(2)由图可知，小车先做加速度变化的加速运动，后做匀速运动当小车做匀速运动时，小车获得的速度最大，即vm m/s1.22 m/s.(3)由Wv，知D正确