物理一輪微專題復(fù)習(xí) 第6章 機(jī)械能 微專題31 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精［方法點(diǎn)撥]實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量合外力的功,要注意是否要平衡摩擦力．1．如圖1甲所示，為驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置,較長(zhǎng)的小車的前端固定有力傳感器，能測(cè)出小車所受的拉力，小車上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B,小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量為M，小車放在安裝有定滑輪和光電門(mén)的光滑軌道D上，光電門(mén)可記錄遮光條A、B通過(guò)它時(shí)的擋光時(shí)間．用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將小車與質(zhì)量為m的重物相連，軌道放在水平桌面上，細(xì)線與軌道平行（滑輪質(zhì)量、摩擦不計(jì)）．圖1（1)用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝________mm.(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中________________滿足M遠(yuǎn)大于m（填“需要”或“不需要”)．（3)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:①測(cè)量小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量M，測(cè)量?jī)烧诠鈼l的距離L，按圖甲正確連接器材．②由靜止釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄傳感器的示數(shù)F及遮光條A、B經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間tA和tB,則驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為_(kāi)_______________（用字母M、F、L、d、tA、tB表示)．2．為驗(yàn)證動(dòng)能定理,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．將一長(zhǎng)直板一端墊起,另一端側(cè)面裝一速度傳感器，讓小滑塊由靜止從木板h高處(從傳感器所在平面算起)自由滑下至速度傳感器時(shí)，讀出滑塊經(jīng)此處時(shí)的速度v，如圖2所示．多次改變滑塊的下滑高度h(斜面的傾角不變)，對(duì)應(yīng)的速度值記錄在表中：圖2下滑高度h/m0.100。200。300.400.50速度v/m·s－10.6330。8951。1001.2651.414要最簡(jiǎn)單直觀地說(shuō)明此過(guò)程動(dòng)能定理是否成立，該同學(xué)建立了以h為縱軸的坐標(biāo)系，你認(rèn)為坐標(biāo)系的橫軸應(yīng)該是________，本實(shí)驗(yàn)是否需要平衡摩擦力________（填“是”或“否"）．3．圖3(1)實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量________（填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量．（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2－F圖象，下列圖象中最符合實(shí)際情況的是________．（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)已測(cè)得數(shù)據(jù)及v2－F圖象，________(填“能”或“不能”)測(cè)出滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．4．用如圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容:圖4(1）用天平測(cè)量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,用米尺測(cè)量出兩光電門(mén)之間的距離為s.（2)在砝碼盤(pán)中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B的時(shí)間相等．(3)取下細(xì)線和砝碼盤(pán)，記下________(填寫(xiě)相應(yīng)物理量及其符號(hào)）．（4)讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間ΔtA和ΔtB.（5)步驟（4)中，小車從光電門(mén)A下滑至光電門(mén)B過(guò)程合外力做的總功W合＝________，小車動(dòng)能變化量ΔEk＝________（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g)，比較W合和ΔEk的值,找出兩者之間的關(guān)系．(6）重新掛上細(xì)線和砝碼盤(pán)，改變砝碼盤(pán)中砝碼質(zhì)量，重復(fù)(2）~(5)步驟．(7）本實(shí)驗(yàn)中,以下操作或要求是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________．A．盡量減小兩光電門(mén)間的距離sB．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行C．砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

答案精析1．（1）0。400（0.399～0.401均給分)（2)不需要(3）FL＝eq\f(Md2,2)（eq\f（1,t\o\al(2,B）)－eq\f（1,t\o\al(2，A)））解析（1）根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則，遮光條的寬度d＝0.400mm。(2）由于實(shí)驗(yàn)中小車受到的力由力傳感器測(cè)出，所以不需要滿足M遠(yuǎn)大于m。（3)遮光條通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度用遮光條的寬度除以相應(yīng)的擋光時(shí)間得出，即vA＝eq\f（d,tA）,vB＝eq\f(d,tB)。由動(dòng)能定理，可得FL＝eq\f(1，2）Mveq\o\al(2，B）－eq\f（1，2）Mveq\o\al(2，A)＝eq\f（1,2）M(eq\f(d，tB))2－eq\f（1,2)M(eq\f（d,tA）)2＝eq\f(Md2,2）（eq\f(1,t\o\al(2,B））－eq\f(1，t\o\al(2，A)）)，即驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL＝eq\f(Md2，2)(eq\f（1，t\o\al（2，B))－eq\f（1，t\o\al(2，A))）．2．v2否解析設(shè)木板與水平桌面間的夾角為θ，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。由動(dòng)能定理得mgh－μmgcosθ×eq\f(h，sinθ）＝eq\f(1，2）mv2，整理得:h＝eq\f(1,2g1－\f(μ,tanθ）)v2。故h與v2成正比，應(yīng)以v2為橫軸．本實(shí)驗(yàn)是滑塊重力的分力與摩擦力的合力充當(dāng)合外力使滑塊加速即可，因此不需要平衡摩擦力．3．（1)不需要（2）B(3）能解析（1)實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,因?yàn)榛瑝K所受的拉力可由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出．(2)由Fs－μmgs＝eq\f（1，2）mv2－0可得v2＝eq\f（2s，m)F－2μgs，當(dāng)m、s、μ一定時(shí),v2與F為線性關(guān)系,且v＝0時(shí)F＞0,B正確．(3）由v2－F圖象讀出橫軸截距b，則b＝μmg,得μ＝eq\f（b，mg）。4．(1)0。525（3)砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m（5)（m＋m0）gseq\f(1,2）M（eq\f(d,ΔtB））2－eq\f(1，2）M（eq\f(d,ΔtA)）2(7)B解析（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝5mm＋5×0.05mm＝5。25mm＝0.525cm。(3）在實(shí)驗(yàn)步驟(2）中,平衡了摩擦力，所以砝碼和砝碼盤(pán)的總重力大小可視為拉力，因此要記住砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m。（5)小車經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度分別為：eq\f(d，ΔtA）、eq\f(d,ΔtB），所以動(dòng)能的變化量為eq\f(1，2)M（eq\f(d，ΔtB)）2－eq\f（1,2）M（eq\f（d,ΔtA)）2，合外力做功大小為（m＋m0）gs.(7）為了減小誤差,細(xì)線要與長(zhǎng)木