探究动能定理
1.(2019·衡阳模拟)现提供了如图甲所示的实验器材,来探究“合外力做的功与物体速度变化的关系”的实验,由图可知:
(1)平衡摩擦力时,小车是否要挂纸带_____(选填“要”或“不要”)。
(2)在某次实验中,得到如图乙所示的一条纸带,在A、B、C三个计数点中应该选用_____(选填“A”“B”或“C”)点的速度才符合实验要求。
(3)某同学采用如图甲所示的装置来做实验,先使小车不连接橡皮筋,发现小车在木板上加速下滑。那么,在橡皮筋弹力的作用下,合外力对小车所做的功_____(选填“大于”“小于”或“等于”)橡皮筋弹力所做的功。
【解析】(1)小车运动时,受到木板的阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦阻力,所以平衡摩擦力时,小车需要挂纸带。
(2)橡皮筋恢复原长后,小车做匀速直线运动,所以选用C点的速度才符合实验要求。
(3)小车不连接橡皮筋,发现小车在木板上加速下滑,可知木板倾斜。在橡皮筋弹力的作用下,合外力对小车所做的功大于橡皮筋弹力做功。
答案:(1)要 (2)C (3)大于
2.(2019·郑州模拟)图甲是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系的装置图,长木板放在水平桌面上,橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连。实验中,通过增加橡皮筋的条数来改变弹力所做的功。
(1)下列实验操作正确的是_____。
A.实验时,应先释放小车,然后接通电源
B.增加橡皮筋条数时,应选取相同的橡皮筋
C.每次应将小车拉到相同的位置由静止释放
D.实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力
(2)图乙是实验中某条纸带的一部分,相邻计数点间时间间隔T=0.1 s。为探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系,小明用v==
m/s来计算小车的速度。他的算法是否正确?_____(选填“正确”或“不正确”),理由是 _______________________________________________。
(3)图丙是根据实验数据所画出的W-ΔEk图象,根据此图象能否验证动能定理?_____(选填“能”或“不能”),理由是 ____________________________。
【解析】(1)实验时,应先接通电源,再释放小车,故A错误;实验时,要求通过增加橡皮筋的条数,使功成倍增加,故增加橡皮筋条数时,应选取相同的橡皮筋,并且每次应将小车拉到相同的位置由静止释放,故B、C正确;实验要探究橡皮筋做的功等于小车动能的变化量,所以应该消除摩擦力的干扰,实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力,故D正确。
(2)他的算法不正确。理由是由纸带可看出在打2、3、4点时,小车仍处于加速阶段,应该选取小车匀速运动时的纸带计算速度。
(3)根据此图象不能验证动能定理。因为由图象只能得出W与ΔEk成线性关系,并不能得到两者相等关系。
答案:(1)B、C、D (2)不正确 此时小车仍处于加速阶段 (3)不能 由图象只能得出W与ΔEk成线性关系,并不能得到两者相等关系