探究动能定理知识点题库

如图1所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验．当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W…．

（1）图中电火花计时器的工作电压是 V的交流电．
（2）实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是．
（3）图中小车上有一固定小立柱，如图1给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是．
（4）在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图2所示．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速度，应选用纸带的部分进行测量（根据纸带中字母回答），小车获得的速度是 m/s．（结果保留两位有效数字）

某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．

（ⅰ）小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M₁；

（ⅱ）在钉子上分别套上2条、3条、4条…相同的橡皮筋，每次都将小物块拉到虚线上的同一位置，重复步骤（ⅰ），小物块落点分别记为M₂、M₃、M₄…；

（ⅲ）测量相关数据，进行数据处理．

（1）为求出小物块抛出时的动能，下列物理量中需要测量的（填正确答案标号，只要一项不全或不正确则得0分）．

A . 小物块的质量m B . 橡皮筋的原长x C . 橡皮筋的伸长量△x D . 桌面到地面的高度h E . 小物块抛出点到落地点的水平距离L
（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W₁、W₂、W₃、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L₁、L₂、L₃、…．如果功与速度的平方成正比，则在W、L的关系曲线中，应以W为纵坐标、为横坐标作图，才能得到一条直线．
（3）由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于（填“偶然误差”或“系统误差”）．

在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中，某同学的实验设计方案如图1所示．则：

（1）该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要，其次钩码和小车还需要满足的条件是．
（2）实验中，除位移、速度、小车的质量外，还要测出的物理量有．
（3）
在上述实验中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz．某同学打出的一段纸带如图2所示，则小车稳定匀速运动时的速度大小为m/s．（计算结果保留三位有效数字）

某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是．

A . 实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作 B . 实验操作时要先放小车，后接通电源 C . 在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好 D . 在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
（2）除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有．
（3）如图2为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来．

探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度变化的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

⑴设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W

⑵分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v₁、v₂、v₃…；

⑶作出W﹣v草图；

⑷分析W﹣v图象，如果W﹣v图象是一条直线，表明w∝v；如果不是直线，可考虑是否存在w∝v₂、w∝v₃等关系．

以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是

A . 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W，所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W． B . 小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜． C . 某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏，出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小． D . 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．

某实验小组采用如图1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．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．（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W﹣v的关系符合实际的是．

小王同学做探究“合力做功与物体速度变化关系”的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行。先平衡摩擦力，再用1条橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）在实验准备过程中，小诗整理了一些实验器材如图乙所示，还缺少的器材是（3个）；
（2）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有图丙中的两种穿法，感到有点犹豫.你认为(选填“A”或“B”)的穿法更合理；
（3）该同学在实验过程中，①应平衡摩擦力；②应选长短、粗细一样的橡皮筋若干；③每次实验都让小车从同一地点静止释放.以上操作对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求有帮助的是(填序号)

为了计算因橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用哪个点的速度才符合要求 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . B点 B . C点 C . D点 D . E点

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理．

（1）将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从如图中读出两光电门中心之间的距离s=cm；
（2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间△t₁和△t₂ ，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是；
（3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？（填“是”或“否”）

小明利用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验。

（1）本实验不需要用到的器材是。
（2）以下是橡皮筋与小车连接的两种方式，正确的是（填“甲”或“乙”）。
（3）关于本实验，下列说法正确的是_____。

A . 需要平衡小车受到的摩擦力 B . 每根橡皮筋的规格必须相同 C . 每次小车可以从木板上的不同位置释放

某探究小组利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理.他们通过改变滑轮下端小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力;滑块上装有宽为d的挡光片.实验中,用天平称出小盘和沙子的总质量为m,滑块(带挡光片)的质量为M,计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为Δt₁,Δt₂.

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（1）在满足的条件下,才可以认为小盘和沙子的总重力所做的功等于绳的拉力对滑块做的功.
（2）实验中还必须测量的物理量是,试写出本次需要探究的关系式(用测量量和已知量表示).

利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系。

（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，需要平衡阻力。关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是
（2）甲小组同学正确平衡了阻力，选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M，取砝码的总重力值作为绳子的拉力值，按正确操作得到图示的一条纸带。在纸带上选取三个连续计时点A、B、C，测得它们到静止释放的起始点O的距离分别为s_A、s_B、s_C ，打点计时器的工作频率为f，已知当地重力加速度为g，从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=，小车动能变化量ΔE_k=。
（3）乙小组同学也正确平衡了阻力，但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M。在处理数据时，他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值，并采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量静止释放的起始点O到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W。他们作出的图线为。

某学习小组做“探究恒力做功与动能变化的关系”实验如图甲所示。

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（1）实验中所用电磁打点计时器是一种使用（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是 $\text{[math]}$ ，当电源的频率为50Hz时，它每隔s打一次点；
（2）实验中，为了把重物所受的重力作为小车所受的牵引力，需要满足的条件是：
①在未挂重物时，通过垫木块使木板适当倾斜，目的是；

②已知小车质量为M，重物质量为m，则M m（填“>”“≫”“=”“<”或“≪”）；
（3）选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为相邻的三个计数点。用刻度尺测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，已知相邻两计数点间时间间隔为T，重力加速度为g则打下B点时小车的速度大小为 $\text{[math]}$ ，与之对应小车所受的牵引力做 $\text{[math]}$ 。

某同学用探究动能定理的装置测滑块的质量M．如图甲所示，在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门．让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t(t非常小)，同时用米尺测出释放点到光电门的距离s．

（1）该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d，如图乙所示，则d＝ mm．
（2）实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图像为一条倾斜直线，如图丙所示．图像的纵坐标s表示释放点到光电门的距离，则横坐标表示的是______．

A . t B . t² C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（3）已知钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g．根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式M＝．(用字母表示)

在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，设带有定滑轮的小车质量为M，沙和沙桶的总质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz。

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（1）对于上述实验，下列说法正确的是____；

A . 需要用天平测出沙和沙桶的总质量 B . 调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动 C . 与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行 D . 小车远离打点计时器，先释放小车后接通电源
（2）若在实验中得到一条纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为五个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。根据纸带数据，可求出小车的加速度大小a=m/s²（结果保留两位有效数字）；
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度为纵坐标，画出的a—F图象如图丙所示，则可求出小车的质量M=kg。

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。打点计时器的工作频率为50Hz。

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（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。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W₁ ，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W₁……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（如图所示）求得小车获得的速度为m/s。
（3）若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图。

如图所示是某同学探究动能定理的实验装置。已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：

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a．将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，砂桶通过滑轮与小车相连

b．调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为 $\text{[math]}$

c．某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动

d．测得挡光片通过光电门 $\text{[math]}$ 的时间为 $\text{[math]}$ ，通过光电门 $\text{[math]}$ 的时间为 $\text{[math]}$ ，挡光片宽度为d，小车质量为 $\text{[math]}$ ，两个光电门 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之间的距离为 $\text{[math]}$

e．依据以上数据探究动能定理

（1）根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是______

A . 实验时，先剪断细绳，后接通光电门 B . 实验时，小车加速运动的合外力为 $\text{[math]}$ C . 实验过程不需要测出斜面的倾角 D . 实验时，应满足砂和砂桶的总质量 $\text{[math]}$ 远小于小车质量 $\text{[math]}$
（2）小车经过光电门A，B的瞬时速度为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。如果关系式在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。

某同学利用图甲所示装置验证动能定理，实验步骤如下：

（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到小车做运动。（选填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）
（2）调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，将钩码由静止释放，钩码带动小车运动并打出纸带如图乙所示，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点，如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出。已知电源频率为50Hz，则相邻两计数点的时间间隔是s。
（3）图乙中B、C、D、E各点到A的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则打下C点时小车的瞬时速度大小是m/s，打下D点时小车的瞬时速度大小是m/s（保留两位有效数字）。
（4）若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图乙给出的数据中求得的物理量为。

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。首先用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m；然后调整气垫导轨水平，调整轻滑轮使细线水平；实验时每次滑块都从同一位置A处由静止释放，测量滑块从位置A到光电门的距离x。记录遮光条经过光电门所用的时间△t。已知遮光条的宽度为d，回答下列问题：

（1）实验前调整气垫导轨水平的目的是；
（2）以滑块（包含遮光条）和重物组成的系统为研究对象，在实验误差允许的范围内，若满足关系式（用已知物理量和实验测得物理量的字母表示），则可认为验证了动能定理。

某同学用如图甲所示的实验装置来探究绳子拉力做功与小车动能变化的关系。在水平桌面上放有一端装有定滑轮的气垫导轨，气垫导轨上固定有甲、乙两个光电门，用来测量遮光片通过光电门时的遮光时间，滑块经绕过定滑轮的轻质细绳与装有砂的砂桶连接。

（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度。
①测量时需要用图乙中的（填“A”或“B”）测量爪；
②测量结果如图丙所示，则遮光片的宽度为mm。
（2）气垫导轨没有定滑轮的一端（填“需要”或“不需要”）垫高来平衡摩擦力。
（3）实验中将砂和砂桶的重力当作细绳的拉力，经多次实验发现拉力做功总是（填“大于”“等于”或“小于”）小车动能的增量。

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