统考版高考物理复习热点专项练五机械能第43练实验：探究动能定理含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练五机械能第43练实验：探究动能定理含答案，共4页。试卷主要包含了实验中速度的测量方法有，往往用图象法分析处理数据等内容，欢迎下载使用。
思维方法
1．实验需要测量合外力的功，要明确这个合外力是由谁提供的，是否需要平衡摩擦力．
2．实验中速度的测量方法有：光电门、打点计时器、速度传感器、平抛运动等．
3．往往用图象法分析处理数据．
1．[2022·福建福州市质检]用如图1所示的甲、乙两种装置都可以进行“探究做功与物体速度变化的关系”实验．
(1)如图2所示，a、b是两个实验中打出的纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出．其中图________(填“a”或“b”)所示的是用乙装置的实验纸带．用甲装置实验时打下F点的瞬时速度v＝________m/s(保留2位有效数字).
(2)在用乙装置进行的实验中，平衡阻力后，小车与橡皮筋组成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能________(填“守恒”或“不守恒”).
2．某同学用如图1所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．实验中用沙和沙桶的总重力表示小车所受合力．
图1
(1)下列实验操作正确的是________(填选项前的字母).
A．实验所用电源可以是干电池
B．沙和沙桶的总质量应远小于小车的质量
C．平衡摩擦力时，应挂上空沙桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
D．实验时，应先启动打点计时器，后释放小车
(2)图2为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，D点到A点的距离为________cm.已知电源频率为50 Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝________m/s(保留三位有效数字).
图2
(3)该同学根据实验数据画出了小车动能变化ΔEk与合力对小车所做的功W的关系图象，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的图象应该是图3中的________(填选项字母).
图3
第43练 实验：探究动能定理
1．答案：（1）a 0.28 （2）不守恒
解析：（1）甲图装置是恒力拉动小车做匀加速直线运动，体现相等时间内的位移差恒定，对应纸带b，乙装置是橡皮筋的弹力拉动小车，是逐渐减小的弹力作用，小车应先做变加速直线运动后做匀速直线运动，对应纸带a；
甲装置对应纸带b，相邻计数点间有四个点未画出，则时间间隔为
T＝0.02×5 s＝0.1 s
由匀变速直线运动的推论，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有
vF＝ eq \f(xEG,2T) ＝ eq \f(（2.60＋3.00）×10－2,2×0.1) m/s＝0.28 m/s
（2）小车与橡皮筋组成的系统有重力做正功，橡皮筋的弹力做正功，摩擦力做负功，则即使平衡了摩擦力，依然有除重力和弹力之外的摩擦力做负功，系统的机械能减少，机械能不守恒．
2．答案：（1）BD （2）2.00 0.475 （3）B
解析：（1）打点计时器使用的是交流电源，故A错误．为了能用沙和沙桶的总重力所做的功表示小车受拉力做的功，即绳子的拉力要等于沙和沙桶的总重力，则小车的质量M要远大于沙和沙桶的总质量m，故B正确．平衡摩擦力时，不挂空沙桶，逐渐抬高木板，轻推小车，直到小车能匀速下滑，故C错误．实验时，应先启动打点计时器，待打点计时器稳定工作后再释放小车，故D正确．
（2）由直尺上的读数可得D、A间的距离为xAD＝2.50 cm－0.50 cm＝2.00 cm.打下D点时的速度恰好等于打下C到E的平均速度，所以打下D点时的速度为vD＝ eq \f(（3.55－1.65）×10－2,2×0.02) m/s＝0.475 m/s.
（3）该同学没有平衡摩擦力，由动能定理得ΔEk＝W－Ffx，当W＝0时，ΔEk＝－Ffx