第1.(單選)在“探究動能定理”實驗中，某同學(xué)是用下面的方法和器材進行實驗的：放在長木板上的小車，由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器.關(guān)于這一實驗，下列說法錯誤的是(　　)

　　A.長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力

　　B.重復(fù)實驗時，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同

　　C.利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最密集的部分進行計算

　　D.利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最均勻的部分進行計算

　　【答案】C

　　【解析】在本題的實驗中，由于小車在運動中受到阻力(摩擦力和紙帶的阻力)，所以要使長木板適當傾斜，以平衡小車運動過程中受到的阻力，重復(fù)實驗時，為了使橡皮筋對小車所做的功與它的條數(shù)成正比，所以用到橡皮筋的條數(shù)雖然不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同，利用紙帶上的點計算小車的速度時，由于要計算的是小車脫離橡皮筋后勻速運動的速度，所以應(yīng)選用紙帶上打點最均勻的部分進行計算，故選項A、B、D是正確的，應(yīng)選C.

　　2.(單選)如圖K5-5-1所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中，關(guān)于橡皮筋做的功，下列說法正確的是(　　)

　　圖K5-5-1

　　A.橡皮筋做的功可以直接測量

　　B.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加

　　C.橡皮筋在小車運動的全程中始終做功

　　D.把橡皮筋拉伸為原來的2倍，橡皮筋做的功也增加為原來的2倍

　　【答案】B

　　【解析】橡皮筋做的功等于橡皮筋所釋放的彈性勢能，但無法直接測量，橡皮筋的條數(shù)成倍增加，彈性勢能也會成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在釋放彈性勢能的一段時間內(nèi)才做功，故選項A、C錯誤，B正確.橡皮筋的彈性勢能與形變量的平方成正比，當拉伸為原來的2倍時，橡皮筋的做功變?yōu)樵瓉淼?倍，故選項D錯誤.

　　3.在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”實驗中備有下列器材：

　　A.打點計時器;B.天平;C.秒表;D.低壓交流電源;E.電池;F.紙帶;G.細線、砝碼、小車、砝碼盤;H.薄木板.

　　(1)其中多余的器材是________(填對應(yīng)字母)，缺少的器材是________.

　　(2)測量時間的工具是________;測量質(zhì)量的工具是________.(填對應(yīng)字母)

　　(3)如圖K5-5-2所示是小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運動時打點計時器打出的紙帶.測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T.利用這些數(shù)據(jù)能否驗證動能定理?若不能，請說明理由;若能，請說出做法，并對這種做法作出評價.

　　圖K5-5-2

　　【答案】(1)C、E　毫米刻度尺　(2)A　B　(3)見解析

　　【解析】(1)計算小車速度是利用打上點的紙帶，故不需要秒表.打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E.測量點之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺.

　　(2)測量時間的工具是A打點計時器，測量質(zhì)量的工具是B天平.

　　(3)能　從A到B的過程中，恒力做的功WAB=FxAB，物體動能的變化量

　　EkB-EkA=mv-mv=m2-m2=m.

　　只要驗證FxAB=m即可.

　　優(yōu)點：A、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較小;

　　缺點：只進行了一次測量驗證，說服力不強.

　　4.(2015年三門峽模擬)某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度變化關(guān)系”的實驗中采用了如圖K5-5-3所示的實驗裝置.

　　圖K5-5-3

　　(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是________________________________________________________________________.

　　(2)如圖K5-5-4所示，游標卡尺測得遮光條的寬度Δd=________cm.實驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標記，以保證每次拉伸的距離恒定.現(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為Δt，則滑塊最后勻速運動的速度表達式為________(用字母表示).

　　圖K5-5-4

　　(3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計算出對應(yīng)的速度.則畫出的W-v2圖象應(yīng)是________.

　　【答案】(1)將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，看其是否滑動;或?qū)⒒瑝K輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，輕推滑塊看是否勻速運動

　　(2)0.550　　(3)過坐標原點的一條傾斜直線

　　【解析】(1)檢查導(dǎo)軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看其是否滑動(或?qū)⒒瑝K輕放在氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊看是否勻速運動).

　　(2)Δd=5 mm+0.05 mm×10=5.50 mm=0.550 cm

　　滑塊勻速運動的速度v=.

　　(3)由動能定理可知，W=mv2，故畫出的W-v2圖象應(yīng)是過坐標原點的一條傾斜直線.

　　5.興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：W∝v，W∝v2，W∝.他們的實驗裝置如圖K5-5-5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點的速度).在剛開始實驗時，有位同學(xué)提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議.

　　圖K5-5-5

　　(1)請你簡要說明為什么不需要測出物體的質(zhì)量.

　　________________________________________________________________________

　　(2)讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4、…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖K5-5-5乙所示的L-v圖象.若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該怎么做?

　　________________________________________________________________________

　　(3)在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小會不會影響探究出的結(jié)果，為什么?

　　【答案】(1)因為對物體做的功W與物體初始位置到測速器的距離L成正比　(2)下一步應(yīng)該繪制L-v2圖象　(3)不會　摩擦力和重力的合力對物體做功也與距離L成正比

　　【解析】(1)實驗中物體沿斜面下滑，力對物體做功是恒力做功，其大小W正比于物體初始位置到測速器的距離.

　　(2)L-v圖象是曲線，應(yīng)采用“化曲為直”的思想，由動能定理知Wv2，故Lv2，所以可畫L-v2圖象直觀反映L-v關(guān)系.

　　(3)摩擦力與重力的合力為恒力，WL，故不影響.

　　6.(2015年上饒二模)某實驗小組利用如圖K5-5-6甲所示的裝置探究功和動能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點各安裝一個光電門，記錄小車通過A、B時的遮光時間，小車中可以放置砝碼.

　　圖K5-5-6

　　實驗主要步驟如下：

　　(1)實驗前應(yīng)將木板左端略微抬高，這樣做的目的是_______________________________;

　　(2)如圖K5-5-6乙所示，用游標卡尺測量擋光片的寬度d=_________mm，再用刻度尺量得A、B之間的距離為L;

　　(3)將小車停在C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，記錄此時小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，小車通過A、B時的遮光時間分別為t1、t2，則可以探究小車通過A、B過程中合外力做功與動能的變化的關(guān)系，已知重力加速度為g，探究結(jié)果的表達式是__________________.(用相應(yīng)的字母m、M、t1、t2、L、d表示);

　　(4)在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)③的操作.

　　【答案】(1)平衡小車所受到的摩擦力　(2)5.50

　　(3)mgL=Md2(-)

　　【解析】(1)木板略微傾斜的目的是平衡摩擦力，小車受到的拉力等于其合力，細線的拉力對小車做的功等于合力對小車做的功;

　　(2)游標卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)：5 mm，游標尺的刻度第10個刻度與上邊的刻度對齊，所以讀數(shù)為：0.05×10 m=0.50 mm，總讀數(shù)為：5 mm+0.50 mm=5.50 mm;

　　(3)小車通過A時的速度：vA=，小車通過B時的速度：vB=;

　　則小車通過A、B過程中動能的變化量

　　ΔE=Mv-Mv=Md2(-);

　　砝碼盤和盤中砝碼受到的重力做功，由動能定理得：

　　mgL=ΔE=Md2(-).

　　7.如圖K5-5-7所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系.水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤.實驗首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s.

　　圖K5-5-7

　　(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車(含力傳感器和擋光板)的質(zhì)量_____________(填“需要”或“不需要”)

　　(2)某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后，砝碼盤才落地)，已知重力加速度為g，則對該小車實驗要驗證 的表達式是_____________________.

　　【答案】(1)不需要

　　(2)(F-m0g)s=M()2-M()2

　　【解析】(1)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.

　　(2)由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度.

　　滑塊通過光電門1速度為：v1=，

　　滑塊通過光電門2速度為：v2=，

　　根據(jù)功能關(guān)系需要驗證的關(guān)系式為

　　(F-m0g)s=M()2-M()2.