1、【 精品教育资源文库 】 实验五 探究动能定理 对应演练 迁移运用 1 (2018 湖北黄冈模拟 )某学习小组在 “ 探究功与速度变化的关系 ” 的实验中采用了如图甲所示的实验装置 (1)将气垫导轨接通通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是 _将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动；或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速运动 (其他方法正确均可 )_. (2)如图乙所示，游标卡尺测得遮光条的宽度 d _0.550_cm.实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的 距离恒定现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门
2、的时间为 t，则滑块最后匀速运动的速度表达式为 _ d t_.(用字母表示 ) (3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度则画出的 W v2图象应是 _过坐标原点的一条倾斜直线 _. 解析 (1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动 (或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动 ) (2) d 5 mm 0.05 mm10 5.50 mm 0.550 cm， 滑块匀 速运动的速度 v d t. (3)由动能定理可知， W 12mv2，故画出的 W v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线 2 (2018 浙江嘉兴模拟 )某实验小组的同学欲
3、 “ 探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系 ” ，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中 A 为小车， B 为打点计时器， C为弹簧测力计， P 为小桶 (内有砂子 )，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦，实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点 【 精品教育资源文库 】 (1)该同学在一条比较理想的纸 带上，将点迹清晰的某点记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离 x，计算出它们与零点之间的速度平方差 v2 v2 v20，弹簧测力计的读数为 F，小车的质量为 m，然后建立 v2 x 坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的
4、直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为 _2Fm_.(填写表达式 ) (2)若测出小车质量为 0.4 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为 _1_N. 解析 (1)根据动能定理可知 Fx 12m v2， 所以理论上 v2 2Fmx x， v2 x 图象为过原点的直线，直线的斜率 k 2Fm.(2)结合图象可知 k 2Fm 5 N/kg，所以 F 1 N. 3 (2018 四川成都模拟 )为了 “ 探究动能改变与合外力做功的关系 ” ，某同学设计了如下实验方案： 第一步：把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为 M 的滑块通过细绳与质量为m 的带夹重锤跨过定滑轮相连，重锤后连一穿过
5、打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示 第二 步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示，打出的纸带如图丙所示 请回答下列问题： (1)已知 O、 A、 B、 C、 D、 E、 F 相邻计数点间的时间间隔为 t，根据纸带求滑块运动的速度，打点计时器打 B 点时滑块运动的速度 vB _x3 x12 t_. (2)已知重锤质量为 m，当地的重力加速度为 g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还【 精品教育资源
6、文库 】 必须测出这一过程 滑块 _下滑的位移 x_(写出物理量名称及符号，只写一个物理量 )，合外力对滑块做功的表达式 W 合 _mgx_. (3)算出滑块运动 OA、 OB、 OC、 OD、 OE 段合外力对滑块所做的功 W 以及在 A、 B、 C、 D、E 各点的速度 v，以 v2为纵轴、 W 为横轴建立直角坐标系，描点作出 v2 W 图象，得到的图象是 _过原点的直线 _，可知该图象还可以求得 _滑块的质量 M_. 解析 (1)由打出的纸带可知 B 点的速度为 vB x3 x12 t ； (2)由做功定义式可知还需要知道滑块下滑的位移 x，由动能定理可知 W 合 Ek，即 mgx Ek
7、； (3)v2 W 图象应该为一条过原点的直线，根据 Ek 12Mv2可求得 M 的值 4 (2017 北京卷 )如图甲所示，用质量为 m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况利用该装置可以完成 “ 探究动能定理 ”的实验 (1)打点计时器使用的电源是 _B_.(选填选项前的字母 ) A直流电源 B交流电源 (2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是 _A_.(选填选项前的字母 ) A把长木板右端垫高 B改变小车的质量 在不挂重物且 _B_(选填选项前的字母 )的情况下，轻推一下小车若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力
8、的影响 A计时器不打点 B计时器打点 (3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取 A、 B、 C? 若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为 T.测得 A、B、 C? 各点到 O 点的距离为 x1、 x2、 x3? 如图乙所示 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为 mg，从打 O 点到打 B点的过程中，拉 力对小车做的功 W _mgx2_，打 B 点时小车的速度 v _x3 x12T _. (4)以 v2为纵坐标， W 为横坐标，利用实验数据作出如图所示的 v2 W 图象由此图象【 精品教育资源文库 】 可得 v2
9、随 W 变化的表达式为 _v2 kW， k (4.5 5.0)m2s 2J 1_.根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含 v2 这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是 _质量 _. (5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确 反映 v2 W 关系的是 _A_. 解析 (1)打点计时器使用的是交流电源 (2)把长木板右端垫高，利用小车的重力沿斜面的分力平衡摩擦力和其他阻力；在不挂重物且计时器打点的情况下，小车沿斜面能匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响 (3)W Fs mgx2， vB ACtAC x3 x12T . (4)由图知，图线为一条纵截距为零、斜率 k (4.5 5.0)m2s 2J 1的直线，其函数表达式为 v2 kW. 根据动能定理 W 12mv2得 v2 2mW，故斜率 k 2m，与质量有关 (5)根据功能关系有 W 12(M m)v2，所以 v2 2M mW， v2 W，图 A 正确
