实验探究动能定理含答案修订版
2021届高考物理鲁科版大一轮总复习课时作业24 探究动能定理 Word版含解析
课时作业24实验：探究动能定理时间：45分钟1．为了探究力对初速度为零的物体做功与物体获得速度的关系，某实验小组采用如图甲所示的装置进行实验．(1)实验小组按正确的操作步骤，将木板一端倾斜来平衡摩擦力，打出如图乙中所示的三条纸带，其中符合实验要求的是B.(2)下列关于橡皮筋及其做功的说法正确的是AB.A．橡皮筋做功的值不需要测量B．增加规格相同的橡皮筋条数，使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．在小车运动的过程中，橡皮筋一直对其做功D．将橡皮筋的长度拉伸为原来的两倍，橡皮筋做的功增加了两倍解析：(1)当正确平衡摩擦力后，小车应拖着纸带在木板上做匀速运动，纸带上的点迹应该均匀分布，故选B；(2)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…，则橡皮筋做功的值不需要测量，增加规格相同的橡皮筋条数，可使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，故选A、B.2.某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿光滑水平桌面滑行，之后做平抛运动落至水平地面上，落地点记为M1；(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(1)，小物块落地点分别记为M2、M3、M4….(3)测量相关数据，进行数据处理．①为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量下列物理量中的ADE(填正确答案标号，g已知)．A．小物块的质量mB．橡皮筋的原长xC．橡皮筋的伸长量ΔxD．桌面到地面的高度hE．小物块抛出点到落地点的水平距离L②将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为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…，若功与速度的平方成正比，则应以W为纵轴、L2(填“L”或“L2”)为横轴作图，才能得到一条直线．③如果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系统误差(填“偶然误差”或“系统误差”)．解析：(3)①小物块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度h ＝12gt 2，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L ＝v 0t ，可计算出小物块离开桌面时的速度，根据动能的表达式E k ＝12m v 20，还需要知道小物块的质量，故A 、D 、E 正确，B 、C 错误；②根据h ＝12gt 2和L ＝v 0t ，可得v 20＝g 2hL 2，因为功与速度的平方成正比，所以功与L 2成正比，故应以W 为纵轴、L 2为横轴作图，才能得到一条直线；③一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差．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系统误差．3．某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、细砂．当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时，释放小砂桶，小车处于静止状态．(1)本实验还需要的实验器材有刻度尺、天平．(2)实验时为了保证小车受到的合力与砂桶的总重力大小近似相等，砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，实验时首先要进行的步骤是平衡摩擦力．(3)在(2)的基础上，某同学用天平称得小车的质量为M .往砂桶中装入适量的细砂，用天平称出此时砂和砂桶的总质量为m .让砂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 和打下这两点时小车的速度大小v 1与v 2(v 1<v 2)．则本实验最终要验证的数学表达式为mgL ＝12M (v 22－v 21)．(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析：(1)实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要测量小车、砂和砂桶的质量，所以需要天平，纸带处理需要测量计数点间的距离，所以还需要刻度尺；(2)砂和砂桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力大小为T ，根据牛顿第二定律，对砂和砂桶有mg －T ＝ma ，对小车有T ＝Ma ，解得T ＝M M ＋mmg ，故当M ≫m 时，有T ≈mg ，小车运动时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力大小等于小车受到的合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；(3)总功为W ＝mgL ，动能增加量为ΔE k ＝12M (v 22－v 21)，则需要验证的数学表达式为mgL ＝12M (v 22－v 21)． 4．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究做功与物体动能变化的关系，当地的重力加速度为g .(1)该小组成员用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝0.435 cm，用天平测得滑块与遮光条的总质量为M，钩码的质量为m.(2)实验前调节气垫导轨使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝1.0×10－2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度v＝0.44 m/s(结果保留两位有效数字)．(3)在本实验中为了确保细线拉力所做的功与钩码重力所做的功近似相等，则滑块与遮光条的总质量M与钩码的质量m间的关系应满足M≫(填“≪”“≫”或“＝”)m.(4)本实验中还需要测量的物理量是滑块释放时遮光条到光电门的距离x.解析：(1)由游标卡尺的读数规则可得遮光条的宽度为d＝4 mm＋0.05×7 mm＝4.35 mm＝0.435 cm；(2)滑块经过光电门时的瞬时速度为v＝dΔt＝0.44 m/s；(3)令细线拉力为T，则有T＝Ma及mg－T＝ma，T＝Mmgm＋M＝mg mM ＋1，所以只有满足M ≫m 时，细线拉力才近似等于钩码重力，细线拉力所做的功与钩码重力做的功才近似相等；(4)细线拉力做的功为W ＝mgx ，即需要测量滑块释放时遮光条到光电门的距离x .5．如图甲所示，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)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高．(填“把长木板右端垫高”或“改变小车的质量”)．在不挂重物且计时器打点(填“计时器不打点”或“计时器打点”)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．(2)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 等若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T .测得A 、B 、C 等各点到O 点的距离为x 1、x 2、x 3等，如图乙所示．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 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W ＝mgx 2，打B 点时小车的速度v ＝x 3－x 12T. (3)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图丙中正确反映v 2-W 关系的是A.解析：本题考查探究动能定理实验的注意事项和数据处理．(1)平衡摩擦力和其他阻力的方法是把木板右端垫高，先接通打点计时器，再让小车滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力和其他阻力被抵消了．(2)由于近似认为小车所受拉力等于重物重力，可知拉力做功为W ＝mgx 2；在匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度，所以B 点的速度等于AC 段的平均速度，即v ＝s AC 2T＝x 3－x 12T.(3)如果实验中完全消除了摩擦力和其他阻力，若重物质量远小于小车质量的条件，那么重物重力做的功就等于重物和小车动能的增加量，即W＝12，其中W＝mgh，本实验中m、M均为定值，2(M＋m)v所以v2与W成正比．6．为了探究动能变化与合外力做功的关系，某同学设计了如下实验方案：第一步：把长木板附有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹子的重锤跨过定滑轮相连，重锤下连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示．第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示．打出的纸带如图丙所示．请回答下列问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt，O点为打点计时器打下的第一点，根据纸带求滑块运动的速度，打点计时器打B 点时滑块运动的速度v B ＝x 3－x 12Δt . (2)已知重锤质量为m ，当地的重力加速度为g ，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块下滑的位移x (写出物理量名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式W 合＝mgx .(3)算出滑块运动OA 、OB 、OC 、OD 、OE 段合外力对滑块所做的功W 以及在A 、B 、C 、D 、E 各点的速度v ，以v 2为纵轴、W 为横轴建立直角坐标系，描点作出v 2－W 图象，可知该图象是一条过原点的直线，根据图象还可求得滑块的质量M .解析：(1)由打出的纸带可知打B 点时的速度为v B ＝x 3－x 12Δt；(2)由题知撤去重锤后，滑块下滑时受到的合力等于重锤的重力，只要知道滑块下滑的位移x 就可得合力所做的功，W ＝mgx ；(3)由动能定理得W ＝12M v 2，若描点作出v 2－W 图象，则其为一条过坐标原点的倾斜直线，直线斜率k ＝2M ，故可求滑块质量M .。
动能定理习题(附答案)
动能定理习题(附答案) 1 / 13 1、一质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提高 1m，这时物体的速度是 2m/s，求： (1) 物体战胜重力做功 . (2) 合外力对物体做功 . (3)手对物体做功 . v B m
解： (1) m由 A 到 B： WG mgh 10J
战胜重力做功 1 W克G WG 10J h
N
(2) m 由 A到 B，依照动能定理 2： W 1 mv2 0 2J A 2
(3) m 由 A 到 ： WF WF 12J B W W
G
2、一个人站在距地面高 h = 15m处，将一个质量为 m = 100g 的石块以 v0 = 10m/s
上抛出 . (1)若不计空气阻力，求石块落地时的速度 v.
(2) 若石块落地时速度的大小为vt = 19m/s ，求石块战胜空气阻力做的功
v mW
.
0
解： (1) m由 A 到 B：依照动能定理： mgh 1 mv2 1
mv
0
2 v 20m/s A
2 2 mgh
(2) m 由 A到 B，依照动能定理 3： 1 2 1 2 W 1.95J mgh W mvt 2 mv
0
2
3a、运动员踢球的平均作用力为 200N，把一个静止的质量为
1kg 的球以 10m/s 的速度踢出，在水平面上运动 60m后停下 . 求
v0 0
v
0
运动员对球做的功 m
O A
3b、若是运动员踢球时球以 10m/s 迎面飞来，踢出速度仍为
O A
10m/s ，则运动员对球做功为多少 N
解： F mg (3a) 球由 O到 A，依照动能定理 4：
mg 的速度斜向
B v
v 0 B A B N
f mg
1 不能够写成： WG mgh 10J . 在没有特别说明的情况下，
WG 默认讲解为重力所做的功，而在这个过程中
重力所做的功为负 .
2 也能够简写成： “ ： B ： Q WEk ”，其中 W Ek 表示动能定理 . m A
3 此处写 W 的原因是题目已明确说明 W 是战胜空气阻力所做的功 .
动能定理 守恒 实验
实验五:验证动能定理实验W合= ∆E k2—∆E k1目的：验证在外力作用下物体做加速运动或减速运动时，动能的增量等于合外力所做的功。
原理：物体在恒力作用下做直线运动时，动能定理可表述为F合s= mv22- mv12。
只要实验测得F合s 和m(v22-v12)在实验误差范围内相等，则动能定理被验证。
F合可以由F合＝ma求得。
例题：如图是验证动能定理的装置，除图示器材外，还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸，天平和细沙．①你认为还需要的实验器材有．②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是．③图丙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T. 则本实验最终要验证的数学表达式为．(用题中的字母表示)解析①刻度尺（2分）②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力.（每空2分）③mg x AB＝12M（x B2－x A24T2）（4分）1．（2008广东）（13分）某实验小组采用图11所示的装置探究“动能定理”。
图中小车中可放置砝码。
实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。
打点计时器工作频率为50Hz.（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，，，小车拖动纸带，打点计时器上打下一列点，；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图12是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将．．C．点的测量结果填在表．．．．．．．．．1．中的相应位置．．．．．．。
（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，做正功，做负功。
探究动能定律的实验
探究动能定律的实验实验方法一： 用验证牛顿第二定律的实验装置来探究动能定理1.实验目的：探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理：（1）实验装置如图所示，在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可认为细绳的拉力就是砝码及砝码盘的重力（F 绳=G 砝码及砝码盘）。
（2）平衡长木板的摩擦力。
（3）在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，木块将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速运动．在纸带记录的物体运动的匀加速阶段，适当间隔地取两个点A 、B.只要取计算一小段位移的平均速度即可确定A 、B 两点各自的速度v A 、v B ，在这段过程中物体运动的距离s 可通过运动纸带测出，我们可即算出合外力做的功W 合=F 绳S AB （F 绳=G 砝码及砝码盘）。
另一方面，此过程中物体动能的变化量为 ，通过比较W 和ΔEk 的值，就可以找出两者之间的关系。
3. 实验器材：长木板(一端带滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平． 4.实验步骤及数据处理(1)用天平测出木块的质量M ，及砝码、砝码盘的总质量m 。
把器材按图装置好．纸带一段固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔；(2)把木块靠近打点计时器，用手按住．先接通打点计时器电源，再释放木块，让它做加速运动．当小车到达定滑轮处(或静止)时，断开电源；（3）取下纸带，重复实验，得到多条纸带；(4)选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理，先在纸带标明计数点，然后取间隔适当的两点A 、B 。
利用刻度尺测量得出A ，B 两点间的距离S AB ；再利用平均速度公式求A 、B 两点的速度v A 、v B ；(4)通过实验数据，分别求出W 合与ΔE kAB ，通过比较W 和ΔEk 的值，就可以找出两者之间的关系。
5.误差分析1．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。
2．利用打点的纸带测量位移，和计算木块的速度时，不准确也会带来误差。
11探究动能定理的创新型实验-高考冲刺100天力学实验精准突破(解析版)
11探究动能定理的创新型实验-高考冲刺100天力学实验精准突破1．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，从图中读出两光电门中心之间的距离s ＝____cm ；(2)已知滑块的质量M ,砝码和砝码盘总质量为m .光电门1、2之间的距离S , 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Δt 1和Δt 2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F ，为了完成实验，要应用滑块验证动能定理，重力加速度为g.应有关系式：_____________________；(用题目所给物理量表示)(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】:50.00 22211122d d FS M M t t ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭否 【解析】：（1）两光电门中心之间的距离 70.30cm 20.30cm 50.00cm -=（2）滑块通过光电门1速度为11d v t =∆滑块通过光电门2速度为22d v t =∆ 根据功能关系需要验证的关系式为2222212111112222d d FS Mv Mv M M t t ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。
2．某同学用如图所示装置完成探究“合力做功与动能变化的关系”实验，轨道CD 水平，重物通过轻质细线拉着固定有遮光条的小车从A 点由静止开始运动，通过B 点时，与光电门相连的数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为Δt ，用天平测出重物的质量m ，用游标卡尺测量小车上遮光条的宽度d ，用毫米刻度尺测得A 、B 之间的距离为L 。
(1)该同学用游标卡尺测量出遮光条的宽度d =2.85mm ，则该同学用的是______的游标卡尺；（选填“10分度”、“20分度”或“50分度”）(2)计算小车通过B 点时速度的公式v =______；（用所测物理量符号表示）(3)若某次实验中，力传感器的读数为F ，当地重力加速度为g ，则小车从A 点由静止开始运动到B 点过程中，合力对重物所做功W =______，重物动能变化量∆E k =______（用上面所测物理量和已知量的符号表示）。
实验探究动能定理(“小车”相关文档)共8张
四、实验步骤
1.按上图将实验仪器安装好。同时平衡摩擦力。 2.先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这 一组数据记入表格。 3.用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次一样，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的 速度v2，将数据记入表格。 4.用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测 出功和速度，记入表格。
(2)利用测得的木块质量m、交流电源的周期T、纸带上标示的位移xA、xB、xAB。
①请他写出木块在加速阶段所受合外力的表达式：_______________； ②请写出验证动能定理的方法：______________________________。
假设(3不)是在直上线，述可思实索验能否中，假设对该同窗选择的仪器和做法做一些更改，那么可以
(2)实验数据记录
橡皮筋条数 位移x/ m 时间t/s 速度v/(m·s-1) 速度平方v2/(m2·s-2)
(3)实验数据处置及分析：在坐标纸上(如图)画出W-v或W-v2图线(“W〞以一根橡皮筋做的功为单 位)。
(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2。
五、本卷须知
1.平衡摩擦力 实验中的小车不可防止地要遭到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研讨的是橡皮筋 做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现。将 木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影响。判别能否已 平衡掉摩擦力的方法是，轻推一下小车，察看小车不受其他力时能在木板上做匀速运动。 2.我们用2条，3条……橡皮筋进展第2次、第3次……实验时，每次实验时橡皮筋伸长的 长度都应坚持一致。
高考复习实验：验证动能定理专题突破(有答案)
[方法点拨]实验需要测量合外力的功，要注意是否要平衡摩擦力．1．如图1甲所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它时的挡光时间．用不可伸长的细线将小车与质量为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)．图1(1)用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________ mm.(2)实验过程中________________满足M远大于m(填“需要”或“不需要”)．(3)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，测量两遮光条的距离L，按图甲正确连接器材．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及遮光条A、B经过光电门的挡光时间t A和t B，则验证动能定理的表达式为________________(用字母M、F、L、d、t A、t B表示)．2．为验证动能定理，某同学设计了如下实验．将一长直板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图2所示．多次改变滑块的下滑高度h(斜面的倾角不变)，对应的速度值记录在表中：图2要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是________，本实验是否需要平衡摩擦力________(填“是”或“否”)．3．某学习小组利用如图3所示的实验装置探究合外力与速度的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离s，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小．图3(1)实验中钩码的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量．(2)根据实验数据作出v2－F图象，下列图象中最符合实际情况的是________．(3)根据实验已测得数据及v2－F图象，________(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因数．4．用如图4甲所示的实验装置完成“探究动能定理”的实验．请补充完整下列实验步骤的相关内容：图4(1)用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________ cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量出两光电门之间的距离为s.(2)在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等．(3)取下细线和砝码盘，记下________(填写相应物理量及其符号)．(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B 所用的时间Δt A和Δt B.(5)步骤(4)中，小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合＝________，小车动能变化量ΔE k＝________(用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g)，比较W合和ΔE k的值，找出两者之间的关系．(6)重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复(2)～(5)步骤．(7)本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是________．A．尽量减小两光电门间的距离sB．调整滑轮，使细线与长木板平行C．砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量答案精析1．(1)0.400(0.399～0.401均给分) (2)不需要(3)FL ＝Md 22(1t 2B －1t 2A) 解析 (1)根据螺旋测微器的读数规则，遮光条的宽度d ＝0.400 mm.(2)由于实验中小车受到的力由力传感器测出，所以不需要满足M 远大于m .(3)遮光条通过光电门时的速度用遮光条的宽度除以相应的挡光时间得出，即v A ＝d t A ，v B ＝d t B.由动能定理，可得FL ＝12M v 2B －12M v 2A ＝12M (d t B )2－12M (d t A )2＝Md 22(1t 2B－1t 2A )，即验证动能定理的表达式为FL ＝Md 22(1t 2B－1t 2A )． 2．v 2 否解析 设木板与水平桌面间的夹角为θ，滑块与木板间的动摩擦因数为μ.由动能定理得mgh－μmg cos θ×h sin θ＝12m v 2，整理得：h ＝12g (1－μtan θ)v 2.故h 与v 2成正比，应以v 2为横轴． 本实验是滑块重力的分力与摩擦力的合力充当合外力使滑块加速即可，因此不需要平衡摩擦力．3．(1)不需要 (2)B (3)能解析 (1)实验中钩码的质量不需要远小于滑块的质量，因为滑块所受的拉力可由弹簧测力计直接测出．(2)由Fs －μmgs ＝12m v 2－0可得v 2＝2s mF －2μgs ，当m 、s 、μ一定时，v 2与F 为线性关系，且v ＝0时F ＞0，B 正确．(3)由v 2－F 图象读出横轴截距b ，则b ＝μmg ，得μ＝b mg. 4．(1)0.525 (3)砝码盘中砝码的质量m (5)(m ＋m 0)gs 12M (d Δt B )2－12M (d Δt A)2 (7)B 解析 (1)游标卡尺读数＝5 mm ＋5×0.05 mm ＝5.25 mm ＝0.525 cm.(3)在实验步骤(2)中，平衡了摩擦力，所以砝码和砝码盘的总重力大小可视为拉力，因此要记住砝码盘中砝码的质量m.(5)小车经过两个光电门的速度分别为：dΔt A、dΔt B，所以动能的变化量为12M(dΔt B)2－12M(dΔt A)2，合外力做功大小为(m＋m0)gs.(7)为了减小误差，细线要与长木板平行．因为本实验为求合力做功与动能变化的关系，不是要求砝码和砝码盘总重力近似替代拉力，所以C项不要求．。
动能定理练习题附标准答案.doc
动能定理练习题1、一质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提高 1m ，这时物体的速度是 2m/s ，求：(1) 物体克服重力做功 . (2)合外力对物体做功 .(3)手对物体做功 .v解： (1) m 由 A 到 B ：W Gmgh10JBm克服重力做功 1 W 克GW G 10J(2) m 由 A 到 B ，根据动能定理2：W1 mv2 02JhN2(3) m 由 A 到 B ： W W G W FW F 12JAmg2、一个人站在距地面高 h = 15m 处，将一个质量为 m = 100g 的石块以 v 0 = 10m/s 的速度斜向上抛出 .(1) 若不计空气阻力，求石块落地时的速度v.(2) 若石块落地时速度的大小为 v t = 19m/s ，求石块克服空气阻力做的功W.解： (1) m 由 A 到 B ：根据动能定理：mgh 1 2 1 2v 20m/s m v 0mv2 mv 02(2) m 由 A 到 B ，根据动能定理3：AB11mghmgh22W 1.95JvWmv tmv 0223a 、运动员踢球的平均作用力为200N ，把一个静止的质量为1kg 的球以 10m/s 的速度踢出，在水平面上运动 60m 后停下 . 求运动员对球做的功？3b 、如果运动员踢球时球以 10m/s 迎面飞来， 踢出速度仍为 10m/s ，则运动员对球做功为多少？解：v 0(3a)球由 O 到 A ，根据动能定理4v 0 0 v 0：m1Wmv 02 0 50J O AB2O AA B(3b) 球在运动员踢球的过程中，根据动能定理5：NN1 mv2 1 mv 2W22F fmgmg1不能写成： W G mgh 10J . 在没有特别说明的情况下， W G 默认解释为重力所做的功，而在这个过程中重力所做的功为负 .2 也可以简写成： “ m ： AB ： Q WE k ”，其中WE k 表示动能定理 .3 此处写 W 的原因是题目已明确说明W 是克服空气阻力所做的功 .4踢球过程很短，位移也很小，运动员踢球的力又远大于各种阻力，因此忽略阻力功 . 5 结果为 0，并不是说小球整个过程中动能保持不变，而是动能先转化为了其他形式的能（主要是弹性势能， 然后其他形式的能又转化为动能，而前后动能相等.精选4、在距离地面高为 H 处，将质量为 m 的小钢球以初速度 v 0 竖直下抛，落地后，小钢球陷入泥土中的深度为 h 求：(1) 求钢球落地时的速度大小v. (2) 泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力?(3) 求泥土阻力对小钢球所做的功 . (4) 求泥土对小钢球的平均阻力大小. 解： (1) m 由 A 到 B ：根据动能定理：v 0Amg1 mv2 1mv 02v2gH v 02mgHH22(2) 变力 6.(3) m 由 B 到 C ，根据动能定理：1 2B mgh W f 0mvv2mg1mv 02hW fmg H hv t0 C2(3) m 由 B 到 C ： W ff h cos180ofmv 02 2mg Hh2h5、在水平的冰面上 ,以大小为 F=20N 的水平推力， 推着质量 m=60kg 的冰车， 由静止开始运动 . 冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的0. 01 倍 ,当冰车前进了 s 1=30m 后 ,撤去推力 F ，冰车又前进了一段距离后停止 . 取 g = 10m/s 2 . 求：(1) 撤去推力 F 时的速度大小 .(2) 冰车运动的总路程 s.解： (1) m 由 1 状态到 2 状态：根据动能定理7：Fs 1 cos0omgs 1 cos180o1mv 2NN21 m2 v3v 14m/s3.74m/sf F f(2) m 由 1 状态到 3 状态 8：根据动能定理：mgs 1 mgs 2Fs 1 cos0o mgs cos180o0 0s 100m6此处无法证明，但可以从以下角度理解：小球刚接触泥土时，泥土对小球的力为 0，当小球在泥土中减速时， 泥土对小球的力必大于重力 mg ，而当小球在泥土中静止时， 泥土对小球的力又恰等于重力 . 因此可以推知，mg泥土对小球的力为变力 .8也可以用第二段来算 s ，然后将两段位移加起来 . 计算过程如下：2m 由 2 状态到 3 状态：根据动能定理：mgs 2 cos180o0 1 m v 2 s 2 70m2则总位移 s s s 100m .12精选6、如图所示， 光滑 1/4 圆弧半径为 0.8m ，有一质量为 1.0kg 的物体自 A 点从静止开始下滑到B点，然后沿水平面前进4m ，到达 C 点停止 . 求：AR O (1) 在物体沿水平运动中摩擦力做的功.mgNx(2) 物体与水平面间的动摩擦因数 .f解： (1) m 由 A 到 C 9：根据动能定理：mgR W f0 0CW fmgR8JBmg(2) m 由 B 到 C ： W fmg x cos180o0.27、粗糙的 1/4 圆弧的半径为 0.45m ，有一质量为 0.2kg 的物体自最高点 A 从静止开始下滑到圆 弧最低点 B 时，然后沿水平面前进 0.4m 到达 C 点停止 . 设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5 ( gA fRO2= 10m/s )，求：mg(1) 物体到达 B 点时的速度大小 .Nl(2) 物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功.f解： (1) m 由 B 到 C ：根据动能定理：mg l cos180o0 1 mv B 2BmgC2v B 2m/s(2) m 由 A 到 B ：根据动能定理：mgR W f1mv B 2W f0.5J2克服摩擦力做功 W 克 f W f 0.5J8、质量为 m 的物体从高为 h 的斜面上由静止开始下滑，经过一段水平距离后停止，测得始点与终点的水平距离为 s ，物体跟斜面和水平面间的动摩擦因数相同，求：摩擦因数证：设斜面长为 l ，斜面倾角为，物体在斜面上运动的水平位移为s 1 ，在水平面上运动的位移为 s 2 ，如图所示 10.m 由 A 到 B ：根据动能定理：N 1mghmg cos l cos180omgs 2 cos180o0 0A又 Q l coss 1 、 s s 1 s 2N 2lCmghB f 2则 11： hs 0即：ss 2证毕 .mg s 1f 1hs9也可以分段计算，计算过程略 . 10 题目里没有提到或给出，而在计算过程中需要用到的物理量，应在解题之前给出解释。
动能定理练习题附答案
动能定理练习题附答案动能定理1.在距离地面H的高度，以初始速度v0垂直向下投掷质量为M的小钢球。
着陆后，小钢球进入土壤的深度为h。
计算：(1)求钢球落地时的速度大小v.（2）土壤对小钢球的阻力是恒定的还是可变的？（3）求出接地电阻对小钢球所做的功（4）求出土壤对小钢球溶液的平均电阻：(1)m由a到b：根据动能定理：V0AMGHV112GH？mv2？mv0222？五、2gh？v0bmgvt？0ch（2）可变力I(3)m由b到c，根据动能定理：1米高？wf？0 mv2212?wf??mv0?mg?h?h?2wf？FHcos180？2mv0?2mg?h?h?(4)m由b到c：F2小时提示：此题可有a到c全程列动能定理，可以试试！2.在水平冰面上，以F=20n的水平推力推动质量为M=60kg的冰车，从静止状态开始移动。
冰车的摩擦力是其在冰面上压力的0.01倍。
当冰车向前移动S1=30m时，去掉推力F，冰车向前移动一定距离后停止，取g=10m/S2，求出：（1）去掉推力F时的速度（2）溜冰的总距离S。
解：(1)m由1状态到2状态：根据动能定理1：FNN1MGFFS12V31FS1COS0mgs1cos180？？mv2？02五、14米/秒？3.74米/秒mgs2(2)m由1状态到3状态2：根据动能定理：-1-fs1cos0mgscos180??0?0?s?100m3.如图所示，光滑的1/4圆弧半径为0.8m，质量为1.0kg的物体从a点滑动到B点，然后沿水面向前移动4m，并在C点停止：(1)在物体沿水平运动中摩擦力做的功.(2)物体与水平面间的动摩擦因数.解：（1） M从a到C3：根据动能定理：mgr?wf?0?0?wf??mgr??8j法格诺尔？fbmg？从B到C的Camgrnox（2）m：wf??mg?x?cos1800.2fbmg？补体第四成份。
车辆质量m=2×103kg，从静止状态开始，以20kW的恒定功率沿直线行驶，60s后车辆达到最大速度20m/s。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第五章第5节 实验 探究动能定理
高考调研
高三物理（新课标版）
二、实验原理 1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋 条数确定对小车做功 W、2W、3W…… 2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带 和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进 行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据． 3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速 度为横坐标，作出 W－v 曲线，分析这条曲线，可以得 知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系．
第五章 第5节
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【解析】 放开小车之后，小车在橡皮筋的作用下 开始加速运动，等到橡皮筋与小车分离之后，小车做匀 速直线运动．本实验中测的速度是小车匀速运动的速度， 而不是整个过程的平均速度，因此研究纸带上打下的点 一定是那些均匀分布的点．
【答案】 D
第五章 第5节
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(3)若粗糙的木板水平，小车在橡皮筋的作用下，当 小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的 位置可能是( )
A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉连线处 D．小车已过两个铁钉连线处
第五章 第5节
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(3)作出 W－v 草图；
第五章 第5节
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(4)分析 W－v 图像．如果 W－v 图像是一条直线， 表明 W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在 W∝v2、W ∝v3、W∝ v等关系．
以 下 关 于 该 实 验 的 说 法 中 有 一 项 不．正 确 ， 它 是 ______．
第五章 第5节
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实验探究动能定理含答
案修订版
IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
实验第一讲 探究动能定理
一、单项选择题
1．(2015年天津一中月考)关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是
( )
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
2．在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，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(视小车
为质点)，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
3．在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列4条纸带哪一条是在该实验
中正确操作可能得到的纸带( )
A B
C D
5．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，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功和速度的关系图线，即W-v图，如图KS5-1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功与速度平
方的关系图线，即W-v2图，如图乙，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
二、多项选择题 甲 乙
6．如图KS5-2所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确
的是( )
A．为减小实验误差，长木板应水平放置
B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动
D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度
7．某实验小组采用实验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．实验中木板略微倾斜，这样做是为了( )
A．使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．增大小车下滑的加速度
C．使橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．使橡皮筋松弛后小车能做匀速运动
三、非选择题
8．某实验小组利用拉力传感器和速度传感
器探究“动能定理”．如图KS5-3所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的
细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌
面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B两处时的速度
大小．小车中可以放置砝码．
(1)实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一
端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在C点，然后________________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力
及小车通过A、B点时的速度．
③在小车中增加砝码，或____________________，重复步骤②的操作．
(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v21|是两个
速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的
拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中ΔE3＝________J，W3＝________J.
次数 M/kg |v22－v21|/(m2·s－2) ΔE/J F/N W/J
1 0.50 0.76 0.19 0.40 0.20
2 0.50 1.65 0.41 0.84 0.42
3 0.50 2.40 ΔE3 1.22
W
3
4 1.00 2.40 1.20 2.42 1.21
5 1.00 2.84 1.42 2.86 1.43
(3)根据上表，请在图KS5-4中作出ΔE-
W
图线．
9．(2013年新课标全国卷Ⅱ)某同学利用下
述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质
弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右
端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小
球恰好在桌面边缘，如图KS5-5所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，
小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知
重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标
号)．
A．小球的质量
m
B．小球抛出点到落地点的水平距离
s
C．桌面到地面的高度
h
D．弹簧的压缩量Δ
x
E．弹簧原长
l
0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝______________.
(3)图KS5-6中的直线是实验测量得到的s-Δx图线．从理论上可推出，如果h不
变．m增加，s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)：如果m不
变，h增加，s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)．由图KS5-
6中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比．
实验五 探究动能定理
1．D 解析：由“探究动能定理”的实验原理知，用完全相同的橡皮筋，且释放小车
位置相同时功即为倍数关系，设一根橡皮筋做功为W，则两根为2W，三根为3W…而无需
求出其具体数值，故A错误；为满足倍数关系，每次实验中，小车必须由同一位置释放，
即橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故B错误；为使橡皮筋拉力所做的功即为合力所做的
功，须将木板倾斜以平衡摩擦力，故C错误；实验中应先接通电源，再释放小车，故D正
确．
2．B 3．D 4．C
5．A 解析：根据甲图，得到W＝axn，式子中a为常系数，n为指数；当n＝1时，
图线为直线；当n＜1时，图线向下弯曲；当n＞1时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯
曲，故表达式W＝avn中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v2成正比．
6．BD 7．CD
8．(1)①小车 ②由静止开始释放小车 ③改变钩码的个数
(2)0.60 0.61 (3)如图D76所示
图D76
9．(1)ABC (2)mgs24h (3)减小 增大 2
解析：(1)小球抛出时的动能Ek＝12mv20，要求得v0需利用平抛知识，s＝v0t，h＝12gt2.
根据s、h、g，求得v0＝sg2h，因此，需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离
s
.
(2)小球抛出时的动能Ek＝12mv20＝mgs24h.
(3)弹簧的弹性势能Ep＝Ek＝12mv20＝mgs24h，即s＝2 hEpmg，根据题给的直线关系可
知，s与Δx成正比，而Ep与s2成正比，故Ep应与Δx的2次方成正比，则s∝2
h
mg
Δx，s-Δx图线的斜率正比于hmg，如果h不变，m增加，s-Δx图线的斜率将会减
小；如果m不变，h增加，则s-Δx图线的斜率会增大．
10．(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动
(2)0.550 ΔdΔt (3)过坐标原点的一条倾斜直线
解析：(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将
滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动)．
(2)Δd＝5 mm＋0.05 mm×10＝5.50 mm＝0.550 cm，滑块匀速运动的速度v＝ΔdΔt.
(3)由动能定理可知，W＝12mv2，故画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线．