发布时间 : 星期一 文章2020版高考一轮复习(江苏专版)第5章 实验4 探究动能定理更新完毕开始阅读116acdb1a517866fb84ae45c3b3567ec112ddc5d
(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”)。
[答案] (1)50.00 (2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M (3)否
[由题引知·要点谨记]
1.实验器材的创新[对应题干部分]
1利用气垫导轨替代长木板，实验中不必再平衡滑块的摩擦力。
2利用光电门测量滑块运动的速度更准确。3利用力传感器测量细绳的拉力更方便。2.实验原理的创新[对应第2、
3题]
1实验研究滑块通过两光电门之间的过程中合外力做功与动能改变量的关系，研究对象为滑块、挡光条和拉力传感器整体。
2因用拉力传感器直接测细绳拉力大小，故不必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。
[集训冲关]
6.(2018·南京模拟)如图所示，某研究性学习小组为探究“物体的关系”设计了如下实验：平直轨道B固定在水平桌面上。弹射装置A固上，小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O滑出做平抛运12
面。已知弹簧的弹性势能的表达式为Ep＝kx，式中的k为弹簧的劲度
2弹簧的形变量。
(1)为减少实验误差，弹射装置距离轨道端点O应该______(选填“近些”或“远些”)。
(2)要探究动能与速度的关系，实验中是否一定要测量桌面的高度，________(选填“是”或“否”)。 (3)在实验过程中改变弹簧的压缩量x，并测出与其对应的小球做平抛运动的水平位移s。实验数据如下表所示：
次数 x(cm) s(m) 1 1.0 0.32 2 2.0 0.65 3 3.0 0.95 4 4.0 1.08 5 5.0 1.60 动能与速度定于轨道动落到地系数，x为
在坐标纸中根据已描出的点作出合理的图线。
(4)根据(3)中所作出的图像，可以得出动能Ek与速度v的关系：________。请简要说明理由：____________________________________________________________________。
解析：(1)为减少实验误差，弹射装置距离轨道端点O应该近些，以减小小球与桌面的摩擦力做的功。 (2)小球从桌面上滑出做平抛运动，故平抛的速度与射程s成正比，故要探究动能与速度的关系，只需研究动能和射程s的关系即可，故实验中不需要测量桌面的高度。
(3)图像如图：
12
(4)根据能量转化关系，弹簧的弹性势能等于物体的动能，则Ek＝Ep＝kx，而x与s成正比，x与速
2度v成正比，则Ek∝v。
答案：(1)近些 (2)否 (3)见解析图 (4)Ek＝kv或Ek∝v 理由见解析
7．(2019·兴化模拟)如图甲所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过光滑动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为m的钩码，滑块上遮光条宽度为d。实验时细绳对滑块的拉力F由拉力
2
22
传感器读出。
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度，如图乙所示，其读数为________ cm。
(2)某同学在做“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时，记录滑块的初位置与光电门的距离L及遮光条通过光电门的时间Δt，测得多组L和Δt值。应用图像法处理数据时，为了获得11
线性图像应作________图像(选填“L-”“L-
ΔtΔt
2
”或“L-(Δt)”)，该图像的斜率k＝________。
2
(3)该同学通过实验发现：绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确，出现该情况的可能原因是________。
A．钩码质量m未远小于滑块质量M B．滑块运动过程中克服阻力做功 C．气垫导轨没有调节水平 D．没有考虑动滑轮的质量
(4)若用上述装置研究系统(含滑块、钩码)机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、遮光条通过光电门的时间为Δt，则满足关系式__________________(用已知量符号表示)时，运动过程中系统机械能守恒。
解析：(1)用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为：0.3 cm＋0.05 mm×10＝0.350 cm。
2
1?d?2Md
(2)由动能定理：FL＝M??，则L＝·
2?Δt?2F
1
Δt
2
，则为了获得线性图像应作L-
1Δt
2
图像；该Md
图像的斜率k＝。
2F
(3)实验中应用了力传感器，光滑动滑轮的质量对实验无影响，也不需要钩码质量m远小于滑块质量M，选项A、D错误；滑块运动过程中克服阻力做功，使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功，选项B正确；气垫导轨没有调节水平，滑块要克服重力做功，使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功，选项C正确。
2
1d1d
(4)拉力对系统做功：W＝mgL；滑块的速度v＝，则钩码的速度为v′＝v＝；则系统动能的
2Δt22Δt1211?d?21?d?211?d?2
增量：Mv＋mv′＝M??＋m??；则若运动过程中系统机械能守恒，则满足关系式：mgL＝M??
222?Δt?8?Δt?22?Δt?
2
1?d?2
＋m??。 8?Δt?
1
答案：(1)0.350 (2)L-Md
(3)BC 2 2
Δt(4)12mgL＝12M??d?Δt??21?＋?d?28m??Δt??
2F