1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實驗：探究動能定理 驗證機(jī)械能守恒定律1在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中需要用工具測量的有()A重錘的質(zhì)量 B重力加速度C重錘下落的高度 D與重錘下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時速度 解析由機(jī)械能守恒定律列方程，等式兩邊都有質(zhì)量可消去，故不用測質(zhì)量，只需測重錘下落高度，計算出對應(yīng)點的速度，故選C.2在探究功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到一條如圖所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間稀疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是()A電源的頻率不穩(wěn)定 B木板

2、傾斜的程度太大C沒有使木板傾斜或傾斜角太小 D小車受到的阻力較大 解析出現(xiàn)上述情況的原因是小車先加速再減速，說明開始時橡皮筋的彈力大于摩擦力，隨后又小于摩擦力，因此沒有完全平衡掉摩擦力答案CD3某同學(xué)在做利用橡皮筋探究功與速度變化關(guān)系的實驗時，拖著紙帶的小車在橡皮筋的作用下由靜止運動到木板底端，在此過程中打點計時器在紙帶上打下的相鄰點間的距離變化情況是()A始終是均勻的B先減小后增大C先增大后減小 D先增大后均勻不變 解析橡皮筋對小車作用過程中小車速度增大，所以點間距增大，當(dāng)小車離開橡皮筋后做勻速直線運動，點的間距不再變化，所以選D. 答案D4用橡皮筋探究功與速度變化的實驗中小車會受到阻力，可

3、以使木板傾斜作為補償，則下面操作正確的是()A使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不下滑即可B使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能下滑即可C沿木板推小車(后面拖著紙帶)，打點計時器在紙帶上打下的點均勻分布D不用掛紙帶，輕推小車，小車能勻速下滑即可 解析因為紙帶在運動中也會受到摩擦力，恰好平衡摩擦力的情況，應(yīng)是小車拴有紙帶時所受的阻力與重力的分力平衡，故D錯C對；平衡摩擦力后小車應(yīng)是勻速下滑，A、B不能說明小車處于受力平衡狀態(tài)，所以不正確答案C5某同學(xué)在進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗時，獲得了數(shù)條紙帶，則正確的是()A必須挑選第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測量B在紙帶上選取點跡清楚的、方便測

4、量的某點作計數(shù)點的始點C用毫米刻度尺量出各計數(shù)點到始點點跡之間的距離，得出重物下落的相應(yīng)高度h1、h2hnD用公式vneq f(hn1hn1,2T)，計算出各計數(shù)點對應(yīng)的重物的瞬時速度 解析由實驗的原理和操作知道，CD都是正確的，對于A，無論何時釋放紙帶，只要方法正確，則仍能驗證機(jī)械能守恒定律，不必選第一、二兩點之間的距離接近2mm的紙帶，故A錯始點應(yīng)是打的第一個點，不能從中間選取，故B錯答案CD6下列關(guān)于“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是()A重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會造成較大誤差B重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D紙帶下落和打點不同步會

5、造成較大誤差解析：選BD.從需要驗證的關(guān)系式ghneq f(voal(2,n),2)看，與質(zhì)量無關(guān)，A錯誤當(dāng)重物質(zhì)量大一些時，空氣阻力可以忽略，B正確，C錯誤紙帶先下落而后打點此時，紙帶上最初兩點的點跡間隔較正常時略大，用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其結(jié)果是重物在打第一個點時就有了初動能，因此重物動能的增加量比重物重力勢能的減少量大，D正確圖5557.利用圖555所示裝置進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度圖555a用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t通過vgt計算出瞬時速度v.b用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過veq r(2gh)計算出瞬時速

6、度v.c根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過heq f(v2,2g)計算出高度h.d用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是_(填入相應(yīng)的字母)解析：在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有d項答案：d圖5578.如圖557所示，是用落體法圖557(1)實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力，使重錘獲得的動能往往_它所減小的重力勢能(

7、填“大于”、“小于”或“等于”)(2)如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2/2h圖線是一條通過坐標(biāo)原點的傾斜直線，該直線的斜率是_解析：(1)由于重錘下落過程中有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱，故重錘獲得的動能稍小于減小的重力勢能；(2)由eq f(1,2)v2gh可知，以eq f(1,2)v2為縱軸，h為橫軸，所繪圖線的斜率為重力加速度g.答案：(1)小于(2)重力加速度9(1)用公式eq f(1,2)mv2mgh時對紙帶上起點的要求是_，為此，所選擇的紙帶第一、第二兩點間距離應(yīng)接近_(2)若實驗中所用重物的質(zhì)量m1kg，打點紙帶如圖甲所示，打點時間間隔為0.0

8、2s，則記錄B點時，重物的速度vB_，重物動能EkB_.從開始下落到至B點，重物的重力勢能減少量是_，因此可得出的結(jié)論是_(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v，量出下落距離h，則以eq f(v2,2)為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是如圖乙中的_答案(1)初速為零2mm(2)0.59m/s0.17J0.17J在實驗誤差范圍內(nèi)，重物動能的增加等于重物重力勢能的減少(3)C解析(1)若重物是從初速度為零開始下落，由自由落體運動規(guī)律seq f(1,2)gt2，t取0.02s，g取9.8m/s2，可計算得s1.96mm2mm.(2)由勻變速直線運動規(guī)律可知vBAC/2T，EkBeq f(1,2)mveq

9、oal(2,B)，EpBmgOB，由此可求得vB0.59m/s；EkB0.17J；EpB0.17J；在實驗誤差范圍內(nèi)，重物動能的增加等于重物重力勢能的減少(3)因為eq f(1,2)mv2mgh，約去m，得eq f(v2,2)gh，所以eq f(v2,2)h圖象應(yīng)是一條過原點的有斜率的直線，直線的斜率大小等于g，所以C正確10在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置實驗步驟如下：把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力用細(xì)線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連接通電源，放開小車，讓小車拖

10、著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，測出x、x1、x2(如圖乙所示)，查得打點周期為T.判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是_；本實驗還需直接測量的物理量是：_.(并用相應(yīng)的符號表示)探究結(jié)果的表達(dá)式是_(用相應(yīng)的符號表示)答案紙帶上點跡間距相等小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量mmgxeq f(1,2)M(eq f(x2,2T)2eq f(1,2)M(eq f(x1,2T)211為了測定一根輕彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能大小，可以將彈簧固定在一個帶光滑凹槽的直軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如圖所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，然后突然釋放，鋼球?qū)⒀?/p>

11、軌道飛出桌面，實驗時：(1)需要直接測定的物理量是_(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是Ep_.(用直接測量的量表示)答案(1)小球質(zhì)量m，小球平拋運動的水平位移s和高度h(2)eq f(ms2g,4h)解析為了測彈簧的彈性勢能，先測出小球的動能，由能量轉(zhuǎn)化和守恒得，彈簧彈性勢能就等于小球動能，要測小球動能需用天平測出質(zhì)量m.根據(jù)平拋運動規(guī)律測出小球的初速度，因而需測平拋小球的水平位移和平拋運動的高度，故需測定的物理量有小球質(zhì)量m，小球平拋運動的水平位移s和高度h，由平拋運動規(guī)律得heq f(1,2)gt2，sv0t，v0eq f(s,t)seq r(f(g,2h).故小球動能Ekeq f(

12、1,2)mveq oal(2,0)eq f(ms2g,4h)，EpEkeq f(ms2g,4h).12在用打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量為m1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為打點計時器打出的第一個點，點A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間9.8m/s2.那么(1)紙帶的_端(選填“左”或“右”)與重物相連；(2)根據(jù)下圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和_點來驗證機(jī)械能守恒定律；(3)從O點到所取點，重物重力勢能減少量Ep_J，動能增加量Ek

13、_J(結(jié)果取3位有效數(shù)字)答案(1)左(2)B(3)1.881.8413為了“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，查資料得知，彈簧的彈性勢能Epeq f(1,2)kx2，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧長度的變化量某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運動來探究這一問題為了研究方便，把小鐵球O放在水平桌面上做實驗，讓小球O在彈力作用下運動，即只有彈簧推力做功該同學(xué)設(shè)計實驗如下：首先進(jìn)行如圖甲所示的實驗：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小鐵球O，靜止時測得彈簧的伸長量為d.在此步驟中，目的是要確定物理量_，用m、d、g表示為_接著進(jìn)行如圖乙所示的實驗：將這根彈簧水平放在桌面上，

14、一端固定，另一端被小鐵球O壓縮，測得壓縮量為x，釋放彈簧后，小鐵球O被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，小鐵球O在空中運動的水平距離為L.小鐵球O的初動能Ek1_.小鐵球O的末動能Ek2_.彈簧對小鐵球O做的功W_.(用m、x、d、g表示)對比W和Ek2Ek1就可以得出“外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，即在實驗誤差允許范圍內(nèi)，外力所做的功等于物體動能的變化答案彈簧勁度系數(shù)keq f(mg,d)0eq f(mgL2,4h)eq f(mgx2,2d)解析該題也是探究做功與物體動能變化的關(guān)系，但是在課本實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了變化和創(chuàng)新，主要考查了靈活應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新能力在圖甲所示的步驟中，目的是確定

15、彈簧的勁度系數(shù)k，由平衡條件得：mgkd即keq f(mg,d).在圖乙所示的實驗中，小鐵球的初動能Ek10.又根據(jù)小球做平拋運動得：heq f(1,2)gt2Lvt所以EK2eq f(1,2)mv2eq f(1,2)m(Leq r(g/2h)2eq f(mgL2,4h)彈簧對小鐵球做的功等于彈性勢能的減少所以Weq f(1,2)kx2eq f(mgx2,2d).14在利用電磁打點計時器(電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz)“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中：(1)某同學(xué)用如圖甲所示裝置進(jìn)行實驗，得到如圖乙所示的紙帶，把第一個點(初速度為零)記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、

16、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為_J，重力勢能的減少量為_J. (2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a_m/s2.(3)在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為_N.答案(1)8.008.25(2)9.50(3)0.30解析本題主要考查“驗證機(jī)械能守恒定律”這個實驗的基本原理和應(yīng)用，并且綜合了牛頓第二定律(1

17、)C點速度vCeq f(xto(AE),4T)eq f(32.00102,40.02)m/s4.00m/s該過程動能的增加量Ekeq f(1,2)mveq oal(2,C)eq f(1,2)1.0(4.00)2J8.00J該過程重力勢能的減少量為Epmgeq xto(OC)1.09.8(68.9715.24)102J8.25J(2)加速度aeq f(xto(CE)xto(AC),(2T)2)eq f(16.7615.24)102,(20.02)2)m/s29.50m/s2(3)由牛頓第二定律得mgFfma即Ffmgma0.30N15物體沿斜面下滑時動能發(fā)生變化某實驗小組為了探究滑塊由靜止開始沿

18、斜面勻加速下滑過程中動能變化與哪些因素有關(guān)，利用如圖所示的斜面和滑塊A做實驗，進(jìn)行了相應(yīng)的探究(1)請說出實驗中可能影響滑塊A動能變化的兩個因素：_(2)請設(shè)計一實驗方案，能直觀地反映滑塊A滑至斜面底端N處動能大小的不同；例如：方案甲：在斜面底端N處水平放置一平板，并使連接處足夠平滑，然后在N處放另一質(zhì)量較小的滑塊B，滑塊A滑至N處的動能越大，則滑塊B被碰后在平板上滑行得越遠(yuǎn)你設(shè)計的方案乙：_(3)該實驗小組利用上述“方案甲”進(jìn)行實驗，并用速度傳感器和刻度尺分別測得滑塊B在N處被碰后的初速度v的大小與滑行距離x大小對應(yīng)關(guān)系的四組數(shù)據(jù)，見表請在下圖中用圖象法求出滑塊B與平板之間的動摩擦因數(shù).(g

19、取10m/s2)B滑行距離x/mB在N點速度v/(ms1)0.180.610.320.800.501.010.691.20答案見解析解析(1)影響滑塊A動能變化的因素有：斜面的粗糙程度(或動摩擦因數(shù)；或摩擦力)；斜面的傾角大小等(2)觀察滑塊A在與斜面平滑連接的水平面上滑行的位移越大，動能越大或滑塊A平拋落地水平位移越大，動能越大或滑塊A沿平滑連接的斜面或弧形面上滑高度越高，說明動能越大或觀察滑塊A從斜面滑到N位置時，也會發(fā)生明顯形變的障礙物(如海綿、沙子、彈簧、橡皮泥、彈性網(wǎng)等)作用，通過觀察，它們的形變越大，動能越大(3)圖象如圖所示：由動能定理，eq f(1,2)mv2mgx，v22gx

20、由圖象可知動摩擦因數(shù)0.1.16如圖所示，兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1m2，現(xiàn)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程進(jìn)行測量，則需要測量的物理量有_(填選項前編號)物塊的質(zhì)量m1、m2；物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間；繩子的長度(2)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對此實驗提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕；在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小以上建議中確實對提高準(zhǔn)確程度有作用的是_(填選項前編號)

21、(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：_.答案(1)或(2)(3)例如：“對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩”等(任選一條即可)解析A和B在運動過程中，速度大小始終相等需要驗證的式子為(m1m2)gheq f(1,2)m1v2eq f(1,2)m2v2即(m1m2)gheq f(1,2)(m1m2)v2因此，必須測出m1、m2、h并利用vat求得速度，其中由于m1gFTm1a，F(xiàn)Tm2gm2a，所以aeq f(m1m2,m1m2)g.因此選或均可結(jié)合此實驗原理易知繩子適當(dāng)長一些便于操作，但不可過長；m1與m2越接近，摩擦力等阻力對實驗測量的

22、影響越明顯，為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度，應(yīng)選.17.利用氣墊導(dǎo)軌裝置驗證機(jī)械能守恒定律時，先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后依圖5510所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H，滑塊m上面裝l3 cm的擋光框，使它由軌道上端任一處滑下，測出它通過電門G1和G2時的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2這段過程中動能的增加量Ekeq f(1,2)m(veq oal(2,2)veq oal(2,1)，再算出重力勢能的減少量Epmgh，比較Ek與Ep的大小，便可驗證機(jī)械能是否守恒圖5510(1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過G1時的高度h如何求出？(2)若測得圖中L1 m，x0.5 m，H20 cm，m500

23、 g，滑塊通過G1和G2的時間分別為5.0102 s和2.0102 s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒解析：(1)因為擋光框的寬度很小l3 cm而滑塊通過電門的時間極短，故可以認(rèn)為滑塊通過電門時做勻速運動，則通過兩電門時的平均速度就等于通過G1和G2兩位置的瞬時速度，v1eq f(l,t1)，v2eq f(l,t2)；由相似原理可知eq f(h,x)eq f(H,L)，可求得heq f(H,L)x，H、L、x都是事先設(shè)定的(2)v1eq f(l,t1)eq f(3102,5102) m/s0.6 m/s.v2eq f(l,t2)eq f(3102,2102) m/s1

24、.5 m/s，heq f(H,L)xeq f(0.2,1)0.5 m0.1 m動能增加量Ekeq f(1,2)m(veq oal(2,2)veq oal(2,1)eq f(1,2)0.5(1.520.62)J0.473 J.重力勢能減少量Epmgh0.59.800.1 J0.490 J，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為機(jī)械能守恒答案：見解析18如圖實110所示，在“探究動能定理”實驗中小車在運動過程中打點計時器在紙帶上打出一系列的點，打點的時間間隔為0.02 s，小車的運動情況在A、B之間可描述為_運動，在C、D之間可描述為_運動小車離開橡皮筋后的速度為_m/s. 答案：加速度逐漸減小的加速直線勻速直

25、線0.3619某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖實114所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則(1)你認(rèn)為還需要的實驗器材有_(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是_(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1v2)則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)解析：該實驗中的研究對象是滑塊，目的是比較合外力對滑塊所做的功與滑塊動能的增量的關(guān)系因為合外力不等于滑塊的重力，兩端質(zhì)量不可能“抵消”，所以要分別測出沙、滑塊的質(zhì)量，還要測出滑塊移動的距離，便于計算做的功和速度實驗時應(yīng)注意平衡摩擦力，以減少誤差，從實驗方便性上考慮要