.......第五章機(jī)械能第五講實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理課時(shí)跟蹤練1．關(guān)于探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致C．放小車的長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)沒有必須測(cè)出橡皮筋的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(cè)定，B錯(cuò)；小車運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D對(duì)．答案：D2．在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖甲所示)：圖甲(1)下列說法哪一項(xiàng)是正確的________(填選項(xiàng)前字母)．A．平衡摩擦力時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)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(xiàng)A錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)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(xiàng)B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，為充分利用紙帶，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放，選項(xiàng)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(dòng)能改變的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置．實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器；(2)改變長(zhǎng)木板的傾角，以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；(3)用細(xì)線將長(zhǎng)木板上的小車通過一個(gè)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(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；(5)測(cè)出x，x1，x2(如圖乙所示)，已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.則：度變化的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(gè)速度傳感器(用來(lái)測(cè)量物體每次通過Q點(diǎn)時(shí)的速度)，每次實(shí)驗(yàn)，物體從不同初始位置處由靜止釋放．同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)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(wú)初速釋放時(shí)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(diǎn)的速度．實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234…ss1s2s3s4…vv1v2v3v4…他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)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(huì)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(huì)6．(2018·張家口模擬)某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．(1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有__________________．(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，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(gè)________(填字母代號(hào))．A．避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng)B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)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(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)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(hào))．A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車B．小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，需要驗(yàn)證mgx＝eq\f(1,2)Mv2，同時(shí)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，此實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)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(xiàng)D正確．(3)紙帶上打出的點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中用重力代替拉力會(huì)導(dǎo)致拉力做功大于小車動(dòng)能增量；如果實(shí)驗(yàn)未平衡或未完全平衡摩擦力也會(huì)導(dǎo)致拉力做功大于動(dòng)能增量，故選項(xiàng)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(yáng)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(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：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(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運(yùn)動(dòng)．(2)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg.圖乙請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化ΔEk，補(bǔ)全下表(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位)．項(xiàng)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(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．(3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)．(2)從紙帶上的O點(diǎn)到F點(diǎn)，W＝F·xOF＝0.2×0.5575J＝0.1115J，打F點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)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