1、版高考物理实验增分创新版能力练实验五+探究功1(2017湖南四校联考)某实验小组要探究力对物体做的功与物体获得的速度的关系，选取的实验装置如图所示。(1)实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，最终得到如图甲所示的纸带，这样做的目的是_ _。(2)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀分布的，为了计算小车获得的速度，应选用图乙纸带的_(填“AF”或“FI”)部分。(3)小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出，沿木板滑行，当小车的速度最大时，橡皮筋对小车做的功为W。再用完全相同的2条、3条、n条橡皮筋作用于小车上，每次在_(填“
2、相同”或“不相同”)的位置由静止释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、nW。(4)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、vn，作出Wv图象。则下列符合实际的图象是_(填字母序号)。答案(1)平衡摩擦力(2)FI(3)相同(4)D解析(1)纸带上打出的点迹均匀，说明小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。(2)纸带在橡皮筋的拉力作用下做加速运动，橡皮筋做功完毕后，小车的速度达到最大，之后做匀速直线运动，因此匀速直线运动时的速度即为该过程中小车的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸带上点迹均匀分布的部分测量，即FI。(3)橡皮筋的拉力为变
3、力，采用倍增法增加功，使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，当小车的速度最大时，橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条、n条橡皮筋作用于小车上，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、nW，所以每次应在相同的位置由静止释放小车。(4)功与速度的平方相对应，所以图象应为D。2(2017北京高考)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。图1(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
4、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2所示。图2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)以v2为纵
5、坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2W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_。图3(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v2W关系的是_。答案(1)B(2)AB(3)mgx2(4)v24.7W(4.5W5.0W均认为正确)质量(5)A解析(1)打点计时器使用交变电流，故应选B。(2)平衡摩擦力和其他阻力时采用垫高长木板右端，使小车的重力的分力与摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打点时振针与纸带之
6、间的摩擦，故需要在打点状态下判断是否达到平衡要求。(3)由做功公式知：Wmgx2；利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度知，B点速度等于AC段的平均速度，即vB。(4)根据图线，关系式写为v2kWb，在直线上取两点，如(1.4102,0.07)(8102,0.38)，代入上式，解得k4.7，b0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v24.7W。把功的单位用基本单位表示，JNmkgm2s2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg1，故与图线斜率有关的物理量应是质量。(5)若重物质量m不满足远小于小车质量M，则绳子对小车的拉力F实际不等于重物的重力，由mg(Mm)a和
7、FMa知Fmg，由动能定理得：FxMv20即mgxMv2，而Wmgx，代入整理可得v2W，则实际v2W图线的斜率k不变，所以v2W图线是一条过原点的直线，选项A正确。3(2014天津高考)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_。(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个_(填字
8、母代号)。A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：_ _。(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)。A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡
9、掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD解析(1)实验要通过纸带测速度，需要刻度尺，要分析动能的变化，必须要测出小车的质量，因此还需要天平。(2)实验中调节定滑轮的高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，D正确。(3)在所挂钩码个数不变的情况下，要减小小车运动的加速度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(或钩码)。(4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现
10、拉力做的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克服阻力做功；也可能是钩码做加速运动，因此细绳的拉力小于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功，即大于小车动能的增量，C、D正确。4(2017深圳模拟)某同学用如图1所示装置来探究“功与速度变化关系”，得到一条如图2所示的纸带，O点为第一个点，并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点，用毫米刻度尺测得各点到O点的距离如图，重物质量m1.00 kg。(1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源_。A46 V、50 Hz交流电源B220 V、50 Hz交流电源(2)从O点到B点，重物的
11、重力做功WG_J，动能的增加量Ek_J。(g取10 m/s2，结果均保留三位有效数字)答案(1)B(2)7.787.59解析(1)电火花打点计时器使用220 V、50 Hz的交流电源，B正确。(2)从O点到B点，重物的重力做功WGmgh1.00100.7776 J7.78 JB点的速度vBm/s3.895 m/s，B点的动能EkBmv7.59 J动能的增加量EkEkB07.59 J。5某实验小组利用图示装置进行“探究功与速度变化关系”的实验，实验步骤如下：A挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，
12、让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤。回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？_(填“是”或“否”)。(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有_。A悬挂钩码的总质量mB长木板的倾角C两传感器间的距离lD小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_。(重力加速度为g)答案(1)否(2)ACD(3)mglM(vv)解析小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力大小等于钩码的重力大小，所以长
13、木板表面粗糙对实验结果没有影响。需要测量的物理量有A、C、D。在撤去钩码后小车受合外力大小等于钩码重力mg。由动能定理可得mglMvMvM(vv)。6(2017温州模拟)如图甲所示，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)图甲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、电火花计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是_。(3)图甲中小车上有一固定小立柱，如图乙中给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为
14、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，某次实验所打的纸带如图丙所示。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)。答案(1)220(2)刻度尺(3)A(4)GJ0.65解析(1)电火花计时器的工作电压是220 V的交流电。(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离，因此还需要的器材是刻度尺。(3)橡皮筋最合理的套接方式是A，以A的方式套接释放小车后，橡皮筋不会影响小车的运动。(4)由图丙的纸带可知，GJ部分每两点间的距离相等，小车做匀速直线运动，因此应选用纸带的GJ部分；小车获得的速度v0.65 m/s。
