《2020年高考物理 必考17個(gè)實(shí)驗(yàn)精講精練 專題06 探究動(dòng)能定理（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理 必考17個(gè)實(shí)驗(yàn)精講精練 專題06 探究動(dòng)能定理（含解析）（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、探究動(dòng)能定理基本知識(shí)動(dòng)能定理：力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化即末動(dòng)能減去初動(dòng)能。當(dāng)初速度為零時(shí)，功與速度的二次方成正比。實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)步驟：第一次用1根橡皮筋，測(cè)得速度為v第二次用2根橡皮筋，測(cè)得速度為v2第三次用3根橡皮筋，測(cè)得速度為v3多次數(shù)據(jù)處理：功速度的二次方WV22W2v23W3v2例題和習(xí)題1. 2019年高考江蘇省物理卷第10題.（8分）某興趣小組用如圖10-1所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理（1）有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇_(選填“A”或“B”)(2)保持長(zhǎng)木

2、板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng)。同學(xué)甲認(rèn)為，此時(shí)摩擦力的影響已經(jīng)得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)。看法正確的同學(xué)是_(選填“甲”或“乙”)。（3）消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng)，紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中一段如題10-2圖所示。圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度=_m/s.（4）測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)。小車動(dòng)能的變化量可用算出。砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g.實(shí)驗(yàn)中，

3、小車的質(zhì)量應(yīng)(選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力的功可用算出。多次測(cè)量，若W與均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理?！敬鸢浮浚?）B（2）乙（3）0.31（0.300.33都算對(duì)）（4）遠(yuǎn)大于【解析】（2）為什么平衡摩擦力后輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)呢？因?yàn)榇饲闆r小車受到的重力的下滑力分力與滑動(dòng)摩擦力平衡，而甲同學(xué)的情況是下滑力克服最大靜摩擦力。本實(shí)驗(yàn)是滑動(dòng)摩擦力，所以乙同學(xué)正確。（3）用刻度尺測(cè)出A兩邊的兩點(diǎn)間的距離為，則速度。這是江蘇省物理卷要求用刻度尺直接測(cè)量試卷上的實(shí)際長(zhǎng)度了，所以老師一再要求學(xué)生高考時(shí)帶齊文具包括刻度尺、三角板、量角器、圓規(guī)等，就有

4、學(xué)生不以為然，果然吃虧。不聽老人言吃虧在眼前嘛!（4）為什么小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量呢？其原因和牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)是一樣的，為了使砝碼、砝碼盤和沙子的總重力與小車受到的拉力接近。2. 如圖所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A為減小實(shí)驗(yàn)誤差，長(zhǎng)木板應(yīng)水平放置B通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加C小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后小車做勻速運(yùn)動(dòng)D應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的速度【答案】BD3探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所師，實(shí)驗(yàn)主要過程如下： （1）設(shè)法讓橡

5、皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、； （2）分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度、； （3）作出草圖； （4）分析圖像。如果圖像是一條直線，表明；如果不是直線，可考慮是否存在、等關(guān)系。以下關(guān)于該試驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是_。A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行是實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條、橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W、。B小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記

6、錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算?！敬鸢浮緿【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關(guān)系。這個(gè)速度是指橡皮繩做功完畢時(shí)的速度，而不整個(gè)過程的平均速度，所以D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。4. 利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”。如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平面上相距50.0cm的A、B兩點(diǎn)各

7、安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小、小車中可以放置砝碼。（1）試驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量 和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點(diǎn)， ，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度；在小車中增加砝碼，或 ，重復(fù)的操作（2）表1是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，期中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功。表格中的E3= ，W3= （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）根據(jù)表1，請(qǐng)?jiān)趫D13中的方格紙上作出E-W圖

8、線圖13 【答案】（1）小車；由靜止開始釋放小車；改變小車質(zhì)量.（2）0.600J，0.610J.（3）E-W圖線如圖所示5. 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz（1）（實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近， ， ，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)， ；改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作（2）圖1是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg，砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起

9、始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置表1紙帶的測(cè)量結(jié)果測(cè)量點(diǎn)S/cmr/(ms1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60（3）在小車的運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)， _做正功， 做負(fù)功（4）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖2中的圖線（其中v2v2v02），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是 要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和 02468100.000.050.100.150.200.25s/cmv2/(m2s2)【答案】（1）接通電源

10、、釋放小車 斷開開關(guān)（2）506 049 （3）鉤砝的重力 小車受摩擦阻力（4）小車初末速度的平方差與位移成正比 小車的質(zhì)量【解析】 （1）接通電源、釋放小車 斷開開關(guān)(2) 從尺上讀數(shù),C:6.06cm, 減去O點(diǎn)讀數(shù)1.00 cm ,得C點(diǎn)的S值5.06cmC點(diǎn)速度鉤砝的重力做正功, 小車受摩擦阻力做負(fù)功小車初末速度的平方差與位移成正比,即要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，即還需要測(cè)量的物理量是摩擦力f和小車的質(zhì)量M.6某同學(xué)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，方案如圖所示.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為減小這種做法帶來的誤差，實(shí)驗(yàn)中要采取的兩項(xiàng)措施是：a b 如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙

11、帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。距離如圖。則打B點(diǎn)時(shí)的速度為 ；要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系，測(cè)得位移和速度后，還要測(cè)出的物理量有 ABCDEFx1x2x3x4x5【答案】 a 平衡摩擦力 b 鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力（或者：鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；答m鉤M車 同樣給分） 鉤碼的質(zhì)量m,小車的質(zhì)量M。7. 如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是 （選填選項(xiàng)前的字母）。A直流電源 B交流電源（2）實(shí)驗(yàn)中，需要平

12、衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是 （選填選項(xiàng)前的字母）。A把長(zhǎng)木板右端墊高 B改變小車的質(zhì)量在不掛重物且 （選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。A計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B計(jì)時(shí)器打點(diǎn)（3）接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。測(cè)得A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W= ，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v= 。（

13、4）以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2W圖像。由此圖像可得v2隨W變化的表達(dá)式為_。根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_。（5）假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2W關(guān)系的是_?！敬鸢浮?1)B (2) A B (3)mgk2 (4) （） 小車質(zhì)量的倒數(shù)的2倍，單位(5)D【解析】（4）圖象的截距為，斜率為，所以v2隨W變化的表達(dá)式為。根據(jù)動(dòng)能定理，得，所以圖象的斜率是；從單位分析，斜率k的單位是，與圖線斜率有關(guān)的物理量

14、應(yīng)是小車質(zhì)量的倒數(shù)。（5）若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則根據(jù)和，m表示重物質(zhì)量，M表示小車質(zhì)量，則，當(dāng)重物質(zhì)量滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件時(shí)，動(dòng)能定理為，即，即，當(dāng)重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件時(shí)，動(dòng)能定理為，即，將，得，即，顯然，變小了，圖象為D。8.利用如題圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系.小車的質(zhì)量為M=200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m=10.0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電.（1）掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到_.（2）掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如題10-2圖所示.選擇某一點(diǎn)為O，一次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)

15、點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，記錄在紙帶上.計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1=_m/s.（3）將鉤碼的重力視位小車受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力對(duì)小車做的功W.利用算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量.計(jì)算結(jié)果見下表.2.452.923.353.814.262.312.733.123.614.00請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出圖象.（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的.用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F=_.【答案】（1）小車做勻速運(yùn)動(dòng) （2）0.228 （3） （4）0.093【解析】（2）（3）作圖象時(shí)注意：0點(diǎn)不為零，而是2.0，見下圖。（4），解得，代入數(shù)據(jù)得 13