探究动能定理知识点题库

如图1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“探究动能定理”的实验．

（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
在不挂重物且（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．
A．计时器不打点 B．计时器打点
（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．在纸带上依次去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2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）
以v²为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做如图3所示的v²﹣W图象．由此图象可得v²随W变化的表达式为．根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v²这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是．
（5）
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，图4中正确反映v²﹣W关系的是．

在“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是（）

A . 小车必须平衡摩擦力 B . 先释放小车，后接通打点（或电火花）计时器电源 C . 当改变橡皮筋条数后，小车可以从不同位置释放 D . 计算小车速度时可任选纸带上的测量点

“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示，当小车在一条橡皮筋的作用下弹出时，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，使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由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、（填测量工具）和电源（填“交流”或“直流”）．
（2）某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是．

A . 始终是均匀的 B . 先减小后增大 C . 先增大后减小 D . 先增大后均匀不变
（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，下列说法中正确的是

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．

（1）某次做实验的时候，实验员准备了以下器材，用以下器材可以做下列哪些实验____________

A . 探究小车速度随时间变化规律 B . 探究加速度与力、质量的关系 C . 探究求合力的方法 D . 探究做功与速度变化的关系
（2）在验证机械能守恒实验时，提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是，可选择的实验器材是。（填字母代号）
（3）下列方法有助于减小实验误差的是__________________

A . 在重锤的正下方地面铺海绵 B . 必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒 C . 重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落 D . 重物的密度尽量大一些。

用如图甲所示装置做“探究做功与物体速度变化的关系”实验。

图甲

（1）除了图甲中已给出的实验器材外，还需要的测量器材是（填字母）；

A . 秒表 B . 天平 C . 刻度尺 D . 弹簧测力计
（2）实验前，要求通过调整长木板的倾角来平衡小车受到的阻力。可认为阻力已被平衡的方法是（填字母）；

A . 轻推小车后，小车运动越来越快 B . 静止释放小车后，小车仍保持静止 C . 静止释放小车后，小车运动越来越快 D . 轻推小车后，拖着纸带的小车能缓慢持续下滑
（3）有同学根据实验数据得到的图象如图乙所示，为了能更加直观地确定 W 与 v 之间的关系，应作出图像（填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）
图乙

我们可以用图(a)所示装置探究合外力做功与动能改变的关系。将光电门固定在水平轨道的B点，平衡摩擦力后，用小桶通过细线拉小车，小车上安装遮光条并放有若干钩码。现将小车上的钩码逐次移至小桶中，并使小车每次都从同一位置A点由静止释放。

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度，记录光电门的示数，从而算出小车通过B点的速度。其中游标卡尺测量情况如图(b)所示，则d=cm。
（2）测小桶质量，以小桶和桶内钩码质量之和m为横坐标，小车经过B点时相应的速度平方为纵坐标，则v²-m图线应该为下图中___________。

A . B . C . D .

在《探究功与物体速度变化的关系》实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑，实验装置如图1所示．

（1）适当垫高木板是为了；
（2）通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；
（3）关于实验中的操作或分析，下列叙述正确的是______

A . 实验中所选用橡皮筋的规格要一致 B . 实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C . 小车在橡皮筋的作用下保持无初速度弹出 D . 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
（4）实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了W﹣v图，如图2甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了W﹣v²图，如图2乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是__

A . 甲的分析不正确，乙的分析正确 B . 甲的分析正确，乙的分析不正确 C . 甲和乙的分析都正确 D . 甲和乙的分析都不正确．

在巴东一中第15届科技节中，某物理研究性学习兴趣小组的同学在验证动能定理实验时找到了打点计时器及所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小车、沙桶和细沙、长木板及滑轮，他们组装了一套如图所示的装置。当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，小车处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

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（1）你认为还需要的实验器材有；
（2）实验时为了保证小车受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是；实验时首先要做的步骤是。
（3）在（2）的基础上，兴趣小组的同学用天平称量小车的质量为M，往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m，然后让沙桶带动小车加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂(v₁<v₂)。则本实验最终要验证的数学表达式为(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。

某同学用图甲所示的装置来探究功和动能变化的关系．在木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，遮光条的宽度为d．用不可伸长的细线绕过定滑轮和动滑轮将木板与弹簧测力计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)，滑轮的质量和摩擦不计，重力加速度为g．

（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 . 使木板在未施加拉力时能匀速下滑 D . 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
（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；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先后经过光电门的遮光时间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

某实验小组用如图所示的装置探究功和速度变化的关系：将小钢球从固定轨道倾斜部分不同位置由静止释放，经轨道末端水平飞出，落到铺着白纸和复写纸的水平地面上，在白纸上留下点迹。为了使问题简化，小钢球在轨道倾斜部分下滑的距离分别为L、2L、3L、4L…，这样在轨道倾斜部分合外力对小钢球做的功就可以分别记为W₀、2W₀、3W₀、4W₀…。

（1）为了减小实验误差必须进行多次测量，在L、2L、3L、4L…处的每个释放点都要让小钢球重复释放多次，在白纸上留下多个点迹，那么，确定砸同一位置释放的小钢球在白纸上的平均落点位置的方法是；
（2）为了完成实验，除了测量小钢球离开轨道后的下落高度h和水平位移s，还需测量。

A . 小钢球释放位置离斜面底端的距离L的具体数值 B . 小钢球的质量m C . 小钢球离开轨道后的下落高度h D . 小钢球离开轨道后的水平位移x
（3）请用上述必要的物理量写出探究动能定理的关系式：W＝；
（4）该实验小组利用实验数据得到了如图所示的图象，则图象的横坐标表示（用实验中测量的物理量符号表示）。

如图所示，某同学用图甲所示的装置进行“探究功与物体速度变化的关系”实验，得到图乙所示的纸带。

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（1）如图甲，在本实验中是通过改变橡皮筋的来改变拉力做功的数值（选填“条数”或“长度”）
（2）如图乙，通过测量两点间的距离计算小车获得的速度（选填“AB”或“BC”）

某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置。如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的B、K两点来探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。在本实验中需要测量的物理量有：砂和砂桶的质量m₁、滑块的质量m₂ ， A、C间的距离s₁ ， J、L间的距离s₂ ， B、K间的距离s。本实验探究结果的表达式为。（用测量物理量相应的字母表示）

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（1）用图1所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，除了图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有_________（填字母）；

A . 秒表 B . 天平 C . 刻度尺 D . 弹簧测力计
（2）用图2所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，释放重物前有以下操作，其中正确的是_____（填字母）；

A . 将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B . 手提纸带任意位置 C . 使重物靠近打点计时器

某学习小组在“探究功与速度变化的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置

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（1）按如图所示将实验仪器安装好，同时平衡，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做运动；
（2）当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W₀ ，当用4条、6条、8条……完全相同的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……，每次实验中山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，关于该实验，下列说法正确的是____

A . 实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等 B . 每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 C . 根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 D . 利用每次测出的小车最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次做出 $\text{[math]}$ 、W－ $\text{[math]}$ 、W－ $\text{[math]}$ 、W²－v_m ， W³－v_m……的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系
（3）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的最大速度，应选用纸带的部分进行测量（根据图乙所示的纸带用字母表示）

用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

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（1）适当垫高木板是为了；
（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的（填“全部”“前面部分”或“后面部分”）。

某同学用如图1所示的实验装置验证动能定理。实验步骤如下：

①用天平测出小车的质量为 $\text{[math]}$ ，小沙桶的质量为 $\text{[math]}$ ；

②将小车放到带滑轮的木板上，调整木板倾角并轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动；

③按图1连接好实验装置，并使弹簧测力计竖直，小车紧靠打点计时器；

④接通电源，释放小车，打出纸带并记录好弹簧测力计的示数；

⑤重复以上实验多次，最后选取一条清晰的纸带如图2所示。

根据上述实验结果，回答下列问题：

（1）图2中的A、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为连续的六个计数点，相邻的两个计数点间还有4个点未标出，电源频率为 $\text{[math]}$ ，则打点计时器打下 $\text{[math]}$ 点时小车的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，打点计时器打下 $\text{[math]}$ 点时小车的速度为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（保留2位有效数字）
（2）实验记录弹簧测力计的示数为 $\text{[math]}$ ，取纸带 $\text{[math]}$ 段进行研究，则细线拉力对小车做的功为J，小车动能的增量为J，则说明本次验证实验是（填“成功”或“失败”）的。（前两空保留2位有效数字）

某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图1中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，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，使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由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、（填测量工具）和（选填“交流”或“直流”）电源。
（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掉摩擦阻力，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
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图2中纸带的部分进行测量。

某实验小组利用图示装置以小车为研究对象验证动能定理。用拉力传感器可测小车受到的拉力大小F，在水平桌面上的A、B两点各安装一个速度传感器，可记录小车先后通过A、B时的速度大小v₁、v₂。已知钩码质量m，测得小车和拉力传感器的总质量M，测得AB间距离为L。回答下面问题：

（1）本实验操作中，（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，（选填“需要”或“不需要”）满足 $\text{[math]}$ 。
（2）正确操作后测得相关数据，应验证的表达式为：。
（3）若拉力传感器损坏无示数，现用钩码总重来表示拉力，由此产生系统误差，将使得外力对小车做的功W小车的动能的变化量 $\text{[math]}$ 。(选填“＞”、“＝”或“＜”)

如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条宽为d，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将质量为M的小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。

（1）实验过程中（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m；
（2）实验主要步骤如下：
①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间t_A、t_B及遮光条从A到B的时间t。
利用该装置验证动能定理的表达式为FL = ；
（3）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft = 。（以上两空均用字母M、d、t_A、t_B表示）

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