探究动能定理知识点题库

某中学实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz．

（1）实验中木板略微倾斜，这样做．

A . 是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B . 是为了增大小车下滑的加速度 C . 可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 D . 可使得橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第4次实验的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为 m/s（结果保留三位有效数字）．
（3）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是．

A . W∝ $\text{[math]}$ B . W∝ $\text{[math]}$ C . W∝v² D . W∝v³ ．

图1是探究合力做功和物体速度变化的关系的实验装置，当橡皮筋处于伸长状态时，小车会在橡皮筋的弹力作用下获得速度．设弹力对小车做功为W，小车获得的速度为v，图2中正确且准确表示W与v的关系图像是．

某物理小组利用如图甲所示的装置进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验．试分析下列问题：

（1）为平衡小车在实验中受到的摩擦力，可取下细绳及托盘，通过调整垫片位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做运动（选填“匀速”或“匀加速”）．
（2）图乙是实验中选出的一条纸带，O点为小车运动起始时所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G．他们通过计算得出本次实验中小车所受细线拉力为0.2N，测出小车质量为0.2kg，请完成下列问题：
①当打点计时器打下计数点F点时，合外力对小车做的功为W=J，小车动能的变化量△E_k=J（计算结果均保留四位有效数字）．
②他们计算出打点计时器分别打下B、C、D、E、F五个计数点时，合外力对小车做的功W以及小车相应的动能变化量△E_k ，最后得到了如图丙所示的W﹣△E_k图象．根据图象可知：在实验误差范围内，合外力对小车做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）小车动能的变化量．

关于“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列叙述正确的是（）

A . 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B . 每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C . 放小车的长木板应该尽量使其水平 D . 先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

为了探究动能定理，一位同学设计了如图所示的实验装置．他先固定并调整斜槽，让末端O点的切线水平，再将一木板竖直放置并固定，木板到斜槽末端O的距离为s，使小球从斜槽上某一标记点由静止释放，若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y．

（1）假定斜槽光滑，小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式为：．
（2）若斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ（只考虑滑动摩擦力，且小球与水平槽之间的摩擦不计），小球由静止滑下到击中木板的过程中，满足动能定理的关系式是：．
（3）改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，能得到多组关于H和y的数据，若以H为横坐标，从（1）、（2）中的关系式可知以为纵坐标，通过描点作图，能得到一条倾斜的直线．

利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m．

①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是，要使细线的拉力约等于钩码的总重量，应该满足的条件是Mm（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）．

②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图2所示．O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式（用题中的字母符号表示）．

如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究功与速度变化的关系”的实验。

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（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。

A . 直流电源 B . 交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。

A . 把长木板右端垫高 B . 改变小车的质量
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x₁、x₂、x₃……，如图所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=，打B点时小车的速度v=。
（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确反映v²–W关系的是。

某同学利用如图的装置完成“探究恒力做功与动能变化的关系”的实验装置

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（1）下列说法正确的是____。

A . 平衡摩擦力时不能将托盘通过细线挂在小车上 B . 为减小误差，应使托盘及砝码的总质量远大于小车质量 C . 实验时，应先释放小车再接通电源 D . 实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
（2）如图是实验中获得的一条纸带，O 为小车运动起始时刻所打的点，间隔一些点后选取 A、B、C 三个计数点，相邻计数点间的时间间隔为 0.1s。已知小车的质量 M=200g，托盘及砝码的总质量 m=21g。则从打下 O 点到打下B 点这段时间内细线的拉力对小车所做的功J（细线对小车的拉力约等于托盘及砝码的总重），在这个过程中小车动能增加量为J。(g 取 9.8m/s² ，保留两位有效数字)

某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算.

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（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是（___）

A . 放开小车，能够自由下滑即可 B . 放开小车，能够匀速下滑即可 C . 放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D . 放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（2）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（____）

A . 橡皮筋处于原长状态 B . 橡皮筋仍处于伸长状态 C . 小车在两个铁钉的连线处 D . 小车已过两个铁钉的连线
（3）在正确操作情况下，某同学打了一条纸带如图所示，打点的时间间隔为0.02s，小车在A、B之间可描述为运动，C、D之间可描述为运动，小车离开橡皮筋后的速度为m/s.

“探究动能定理的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W₀。当用2条、3条、4条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W₀、3W₀、4W₀…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。

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（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。

A . 打点计时器可用直流电源供电，电压为4~6V B . 实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C . 每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D . 该实验不用平衡摩擦力，所以要使木板水平放置
（2）下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O、A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，AB=1.47cm，BC=1.66cm，CD=1.62cm，DE=1.51cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则在打点计时器打(填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)两点的过程中，小车的速度达到最大。获得的最大速度v_m约为m/s。

为了探究合力做功与物体动能变化的关系，某实验小组设计了如下实验方案：木板左端固定着一个挡板，一根轻质弹簧左端可以拴在挡板上，右端可以拴住一个滑块，滑块右端拴着一根细线，细线跨过木板右端的定滑轮，拴着一个重锤，重锤右侧有一个遮光片，当弹簧的长度为原长时，遮光片恰好处于光电门A处，光电门A和B分别连接计时器（图中未画出）。已知弹性势能的表达式为E_p＝ $\text{[math]}$ k(Δx)² ，忽略滑轮摩擦及空气阻力。实验步骤如下：

（1）简述平衡摩擦力的方法：。
（2）在挡板和滑块间连接好弹簧，保持木板倾角不变，将弹簧分别拉长Δx、2Δx、3Δx、4Δx、…后，从静止释放滑块，分别记下遮光片通过光电门A的时间t₁、t₂、t₃、t₄、…。若将前3次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W₁、W₂、W₃ ，则W₁∶W₂∶W₃＝；
（3）若以W为纵坐标、 $\text{[math]}$ 为横坐标作图，则得到的图象近似是（填“一条直线”或“一条曲线”）。
（4）实验中，（填“必须”或“可以不”）测量遮光片的宽度。（填“必须”或“可以不”）测量滑块和重锤的质量。

用图甲所示的装置来探究功和动能变化的关系．木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有沙子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度为g．

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（1）实验中轨道应倾斜一定角度，对此下列说法正确的是__________．

A . 为了释放木板后，木板在细线拉动下能匀速下滑 B . 为了增大木板下滑的加速度，提高实验精度 C . 尽量保证细线拉力对木板做的功等于木板所受合力对木板做的功 D . 使木板在未施加拉力时能匀速下滑
（2）实验主要步骤如下：
①测量木板、遮光条的总质量M，测量两遮光条间的距离L，遮光条的宽度d,按甲图正确安装器材．

②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间t₁、t₂ ．则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量∆E_k＝，合外力对木板做功W＝，（均用字母M、t₁、t₂、d、L、F表示）．

③在小桶中增加沙子，重复②的操作．

④比较W、∆E_k的大小，得出实验结论．
（3）若在本实验中轨道水平放置，其它条件和实验步骤不变，假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ．测得多组F、t₁、t₂的数据，并得到F与 $\text{[math]}$ 的关系图像如图所示．已知图像在纵轴上的截距为b，直线的斜率为k，求解 μ ＝（用字母b、d、L、k、g表示）．

某实验小组采用如图（甲）所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。

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（1）如图（乙）所示，打点计时器与学生电源连接的方式，正确的是（填“A”或“B”）；对于橡皮筋和小车连接的方式，正确的是（填“C”或“D”）。
（2）实验中，甲同学通过改变相同橡皮筋的条数并把小车拉到相同位置释放，来实现橡皮筋对小车做功的变化；乙同学通过改变同一橡皮筋的形变量来实现做功的变化。你认为上述可行的是（填“甲”或“乙”）同学的方法。
（3）实验中木板略微倾斜目的是___________。

A . 释放小车后，小车能匀加速下滑 B . 防止纸带上打点不清晰 C . 使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D . 使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的频率为50Hz。

（1）实验中木板略微倾斜，这样做______；

A . 是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B . 是为了增大小车下滑的加速度 C . 可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D . 可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为m/s。
（3）实验中，分别用1根、2根、…、5根相同橡皮筋进行实验，测得小车匀速运动时的速度分别为0.52m/s、0.78m/s、0.96m/s、1.08m/s、1.22m/s．请根据实验数据在坐标纸中画出W-v的图线.
（4）根据图线可知，对W与v的关系的猜想肯定不正确的是____。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出．

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（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是（_____）

A . 放开小车，能够自由下滑即可 B . 放开小车，能够匀速下滑即可 C . 放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D . 放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（_____）

A . 橡皮筋处于原长状态 B . 橡皮筋仍处于伸长状态 C . 小车在两个铁钉的连线处 D . 小车已过两个铁钉的连线

如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是（）

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A . 放开小车，小车能够自由下滑即可 B . 放开小车，小车能够匀速下滑即可 C . 放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可 D . 放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可

某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。

（1）下列叙述正确的是_______。

A . 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B . 每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C . 放小车的长木板应该尽量使其水平 D . 先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（2）实验中，某同学得到了一条如图乙所示的纸带。纸带上的点分布如图所示，A、D间的点距几乎是均匀的，E、J间的点距不均匀，下列说法正确的是（____）

A . 纸带的左端与小车相连 B . 纸带的右端与小车相连 C . 利用E、J之间点的间距来计算小车的速度 D . 利用A、D之间点的间距来计算小车的速度
（3）若根据多次实验得到的数据画出W与v的关系的图像，则符合实际的是图中的 ______。

A . B . C . D .

某同学用图甲所示装置探究系统动能的变化与其合外力做功关系的实验。小车放在木板上，细绳的一端与小车相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码。打点计时器固定在木板右端，所用交流电频率为50Hz，纸带穿过打点计时器连接在小车上。启动打点计时器，释放小车，小车在钩码的作用下拖着纸带运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示（图中相邻两点间有4个点未画）。

（1）实验中需要平衡摩擦力，此项操作（填“要”或“不要”）挂上钩码。
（2）根据图乙计算纸带上B点对应的小车速度大小为。
（3）假设由图乙纸带算出B点对应的小车速度为v_B ， D点对应的小车速度为v_D ，测出BD间距离为x，小车质量为M，钩码质量为m，重力加速度为g，请用上述字母写出该同学在本实验中要探究的表达式。

某物理学习小组准备探究“机械能变化与做功的关系”，现有器材：一端带滑轮的长木板、轻细绳、 $\text{[math]}$ 的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为 $\text{[math]}$ ，其上可放钩码）、刻度尺。已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

具体实验操作步骤如下：

①安装器材，调整两个光电门距离L，轻细绳下端悬挂钩码，如图1所示：

②接通电源释放滑块，记录遮光条分别通过两个光电门的时间，算出滑块通过光电门的速度；

③保持轻细绳所挂钩码数不变，在滑块上依次增加一个钩码，并重复上述步骤；

④完成5次测量后，记录每次实验中滑块及所载钩码的总质量M，轻细绳悬挂钩码的质量m、计算系统总机械能的减少量 $\text{[math]}$ ，然后将数据记录于表格中。

（1）学习小组用20分度的游标卡尺测出遮光条的宽度为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。若已知滑块和所载钩码通过光电门1和2的时间间隔分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则这一过程中系统总机械能的减少量为 $\text{[math]}$ （用题目中的字母M、m、L、d、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 及重力加速度g表示）