高考物理复习同步练习：第五章 实验六 课下知能提升 5页

‎1．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，每次选取纸带后，我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度(　　)‎ A．间距均匀的 B．间距不均匀的 C．间距均匀的与不均匀的都可 D．最好是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的 解析：橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功，小车做匀速运动，纸带上的点间距是均匀的，故A对，B、C错；若纸带上没有间距均匀的点，说明纸带太短，橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器，在这种情况下应选用更长的纸带，或者是因为摩擦力没被完全平衡，需重新平衡摩擦力，故D错。‎ 答案：A ‎2．如图实－6－7所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是(　　)‎ 图实－6－7‎ A．橡皮筋做的功可以直接测量 B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功 D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍 解析：橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C错，B对。橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍时，功变为原来的4倍，故D错。‎ 答案：B ‎3．科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系。‎ ‎(1)某同学的实验设计方案如图实－6－8所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)还需要满足的条件是：________。‎ 图实－6－8‎ ‎(2)如图实－6－9所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是该同学确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图8所示，则打C点时小车的速度为________；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有________________________。‎ 图实－6－9‎ 解析：(1)只有钩码的重力远小于小车的总重力时，才能近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力；‎ ‎(2)C点的速度等于BD段的平均速度，故vC＝；‎ 要验证合外力做的功和动能变化间的关系，需要测出小车受到的拉力大小(钩码的重力)和小车位移(W＝Fx)，以及小车的质量和速度(Ek＝mv2)，所以还需要测出钩码的重力和小车的总质量。‎ 答案：(1)钩码的重力远小于小车的总重力 ‎(2)　钩码的重力和小车的总质量 ‎4．某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：‎ ‎①连接好实验装置如图实－6－10所示。‎ 图实－6－10‎ ‎②将质量为‎200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。‎ ‎③在质量为‎10 g、‎30 g、‎50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为‎50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上。‎ ‎④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带。‎ ‎(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算，得到如下数据：‎ ‎①第一个点到第N个点的距离为‎40.0 cm。‎ ‎②打下第N点时小车的速度大小为‎1.00 m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J。‎ ‎(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因有：________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(至少写出两条原因)‎ 解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N，‎ 拉力对小车做的功W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J 小车动能的增量 ΔEk＝mv2＝×0.200×1.002 J ‎＝0.100 J ‎(2)误差很大的可能原因：①小车质量不满足远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有了一定的初速度。‎ 答案：(1)0.196　0.100‎ ‎(2)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；‎ ‎③操作错误：先放小车后开电源(任选其二)‎ ‎5．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝，…。他们的实验装置如图实－6－11甲所示，PQ为一块倾斜放置的木块，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。‎ 图实－6－11‎ ‎(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？‎ ‎(2)让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…，读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4、…，并绘制了如图乙所示的L－v图像。根据绘制出的L－v图像，若为了更直观地看出L和v 的变化关系，他们下一步应该作出(　　)‎ A．L－v2图像　　　　　　　　 B．L－图像 C．L－图像 D．L－图像 ‎(3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？‎ 解析：(1)因为W＝ΔEk，而W＝mg(sinθ－μcosθ)L，ΔEk＝mv2，等式两边都有m，所以探究W与v的关系可以不用测量质量m。‎ ‎(2)由于题图乙是关于“L－v”的图像，该图像为曲线，不便于直观地看出L和v的变化关系，所以，下一步应作出“L－v‎2”‎的图像，应选A。‎ ‎(3)在实验中，由于物体在斜面上运动时，所受的合力是确定的，即F合＝mg(sinθ－μcosθ)，所以摩擦力的大小不会影响L和v的关系。‎ 答案：(1)见解析　(2)A　(3)不会 ‎6．利用图实－6－12甲所示实验装置可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞一潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时棉球的静止位置与管口B的距离为x，落地点C与管口B的水平距离为l，然后多次改变x，测出对应的l，画出l2－x关系图线如图乙所示，并由此得出相应的斜率k。‎ 图实－6－12‎ ‎(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出时速度v0＝________。‎ ‎(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g、大气压强p0均为已知，利用图乙中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。‎ ‎(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦力，则(2)中得到的p与实际压强相比________(填：偏大、偏小)。‎ 解析：(1)l＝v0t，h＝gt2，得v0＝l 。‎ ‎(2)(p－p0)Sx＝mv02‎ 故l2＝x＝kx 因而有：p＝p0＋。‎ ‎(3)因没有考虑摩擦阻力的作用，求出的压强偏小。‎ 答案：(1)l 　(2)p0＋　(3)偏小