.......第五章機(jī)械能第五講實驗五：探究動能定理課時跟蹤練1．關(guān)于探究動能定理的實驗中，下列敘述正確的是()A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：本實驗沒有必須測出橡皮筋的功到底是多少焦耳，只要測出以后每次實驗時橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了，A錯；每次實驗橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后每次實驗時，橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，否則，功的數(shù)值難以測定，B錯；小車運動過程中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯；實驗時，應(yīng)該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D對．答案：D2．在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中(裝置如圖甲所示)：圖甲(1)下列說法哪一項是正確的________(填選項前字母)．A．平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上B．為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C．實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為____________m/s(保留三位有效數(shù)字)．圖乙解析：(1)平衡摩擦力是讓小車重力的下滑分力與摩擦力平衡，故不能掛鉤碼平衡摩擦力，選項A錯誤；本實驗中，近似認(rèn)為小車所受拉力等于鉤碼的重力，因此應(yīng)使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，選項B錯誤；實驗時，為充分利用紙帶，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，選項C正確．(2)vB＝eq\f(AC,2T)＝eq\f(（18.59－5.53）×10－2,0.2)m/s＝0.653m/s.答案：(1)C(2)0.6533．在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”的實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：圖甲(1)把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器；(2)改變長木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；(3)用細(xì)線將長木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的沙桶相連；(4)接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點；(5)測出x，x1，x2(如圖乙所示)，已知電磁打點計時器的打點周期為T.則：度變化的關(guān)系”．實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝eq\r(v)，②W∝v，③W∝v2.他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器(用來測量物體每次通過Q點時的速度)，每次實驗，物體從不同初始位置處由靜止釋放．同學(xué)們設(shè)計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù)．其中s1，s2，s3，s4，…代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，v1，v2，v3，v4，…表示物體每次通過Q點的速度．實驗次數(shù)1234…ss1s2s3s4…vv1v2v3v4…他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的sv圖象，并得出結(jié)論W∝v2.他們的做法是否合適，你有什么好的建議？_____________________________________________________________________________________________________________.在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小________(選填“會”或“不會”)影響探究出的結(jié)果．解析：采用表格方法記錄數(shù)據(jù)，合理．繪制的sv圖象是曲線，不能得出結(jié)論W∝v2.為了更直觀地看出s和v的變化關(guān)系，應(yīng)該繪制sv2圖象．重力和摩擦力的總功W也與距離s成正比，因此不會影響探究的結(jié)果．答案：不合適，應(yīng)進(jìn)一步繪制sv2圖象不會6．(2018·張家口模擬)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實驗裝置如圖所示．(1)若要完成該實驗，必需的實驗器材還有__________________．(2)實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)．A．避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B．可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決方法_____________________________________________________________________________________________________.(4)(多選)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號)．A．在接通電源的同時釋放了小車B．小車釋放時離打點計時器太近C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D．鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力解析：(1)根據(jù)實驗原理可知，需要驗證mgx＝eq\f(1,2)Mv2，同時根據(jù)運動學(xué)規(guī)律可知，此實驗中需要測量鉤碼質(zhì)量、小車質(zhì)量和位移，故還需要的器材有：刻度尺和天平．(2)分析小車受力可知，在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上，使細(xì)繩與木板平行是為了讓細(xì)繩的拉力充當(dāng)小車所受合外力，故選項D正確．(3)紙帶上打出的點較少，說明小車的加速度過大(即小車過快)，故可知應(yīng)減小鉤碼質(zhì)量或增加小車質(zhì)量(在小車上加上適量的砝碼)．(4)在此實驗中，根據(jù)牛頓第二定律可知，鉤碼的重力大于細(xì)繩的拉力，而實驗中用重力代替拉力會導(dǎo)致拉力做功大于小車動能增量；如果實驗未平衡或未完全平衡摩擦力也會導(dǎo)致拉力做功大于動能增量，故選項C、D正確．答案：(1)刻度尺、天平(包括砝碼)(2)D(3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)(4)CD7．(2018·岳陽模擬)如圖甲所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗：圖甲(1)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運動．(2)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到如圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg.圖乙請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化ΔEk，補(bǔ)全下表(結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位)．項目O—BO—CO—DO—EO—FW/J0.04320.05720.07340.0915________ΔEk/J0.04300.05700.07340.0907________分析上述數(shù)據(jù)可知：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．(3)實驗前已測得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實驗時該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為____________kg(g取9.8m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位)．解析：(1)若已平衡摩擦力，則小車在木板上做勻速直線運動．(2)從紙帶上的O點到F點，W＝F·xOF＝0.2×0.5575J＝0.1115J，打F點時速度vF＝eq\f(xEG,2T)＝eq\f(0.6677－0.4575,0.2)m/s＝1.051m/s，ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,F)＝eq\f(1,2)×0.2×1.0512J≈0.1105J.(3)打B點時小車的速度為vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(0.2861－0.1550,0.2)m/s＝0.6555m/s，所以小車的加速度a＝eq\f(vF－vB,4T)＝eq\f(1.051－0.6555,4×0.1