统考版2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题36实验：探究功与速度变化的关系

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(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……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(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)(多选)为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号).
A.小物块的质量m B．橡皮筋的原长x
C．橡皮筋的伸长量Δx 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….若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、以________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”).
2．[2023·安徽省九师联盟检测]实验小组用如图甲所示的装置，既可以测量物体的加速度，也可以验证动能定理，气垫导轨与细线都水平，可由气垫导轨下端的刻度尺测出光电门1、2之间的距离为L，可通过计时器分别读出遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2，同时计时器也测出滑块从光电门1到光电门2的时间t，可以通过钩码上端的拉力传感器读出细线的拉力F，遮光片和滑块的总质量为M，打开气垫导轨，让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动，遮光片的宽度d由游标卡尺来测量，示数如图乙所示，回答下列问题：
(1)遮光片的宽度读数如图乙所示．则d＝________ mm.
(2)滑块的加速度a＝________(用t1、t2、t、d来表示).
(3)验证动能定理的表达式为________(用F、t1、t2、L、d、M来表示).
3．[2023·安徽省A10联盟阶段性考试]某物理小组利用气垫导轨探究系统动能的变化，实验装置如图所示．
实验步骤如下：
①用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；
②将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度适当，将导轨调至水平；
③测量挡光条的宽度d；
④由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s；
⑤将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘静止不动时，释放滑块，托盘落地前挡光条已通过光电门2；
⑥从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2.
回答下列问题：
(1)调节导轨水平时，________(选填“应该”或“不应该”)挂上托盘；
(2)由图中标尺的读数可知两光电门中心之间的距离s＝________ cm；
(3)滑块通过光电门1和光电门2的过程中，系统总动能的变化量ΔEk＝______________；
(4)如果仅改变滑块释放点与光电门1之间的距离，在滑块通过光电门1和光电门2的过程中，误差允许的范围内，系统总动能的变化量ΔEk________(选填“会”或“不会”)发生变化．
专题36 实验：探究功与速度变化的关系
1．(1)ADE (2)L2 (3)系统误差
解析：(1)动能和质量有关，需要测量出小物块的质量，然后就是测量小物块的速度，小物块抛出后做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，v0＝ eq \f(L,t) ，L表示水平方向上的位移，即小物块抛出点到落地点的水平距离，在竖直方向上做自由落体运动，有h＝ eq \f(1,2) gt2，故测量时间需要测量下落的高度，故ADE正确．
(2)根据h＝ eq \f(1,2) gt2，v0＝ eq \f(L,t) ，可得v eq \\al(2,0) ＝ eq \f(L2,t2) ＝ eq \f(L2,\f(2h,g)) ＝ eq \f(g,2h) L2，因为功与速度的平方成正比，所以功与L2成正比，故应以W为纵坐标、L2为横坐标作图，才能得到一条直线．
(3)由于实验装置存在一些不能克服的问题而导致的误差叫做系统误差，故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．
2．(1)1.6 (2) eq \f(d,t) ( eq \f(1,t2) － eq \f(1,t1) ) (3)FL＝ eq \f(Md2,2) ( eq \f(1,t eq \\al(2,2) ) － eq \f(1,t eq \\al(2,1) ) )
解析：(1)游标卡尺的读数d＝1 mm＋6×0.1 mm＝1.6 mm.
(2)极短时间内物体的平均速度可以代替瞬时速度，由题意可知，滑块通过光电门1、2对应的瞬时速度分别为v1＝ eq \f(d,t1) 、v2＝ eq \f(d,t2) ，滑块的加速度a＝ eq \f(v2－v1,t) ，进一步可得a＝ eq \f(d,t) ( eq \f(1,t2) － eq \f(1,t1) ).
(3)FL＝ eq \f(1,2) Mv eq \\al(2,2) － eq \f(1,2) Mv eq \\al(2,1) ，可验证遮光片和滑块的动能定理，即FL＝ eq \f(Md2,2) ( eq \f(1,t eq \\al(2,2) ) － eq \f(1,t eq \\al(2,1) ) ).
3．(1)不应该 (2)50.00 (3) eq \f(1,2) (M＋m)( eq \f(d2,t eq \\al(2,2) ) － eq \f(d2,t eq \\al(2,1) ) ) (4)不会
解析：(1)调节导轨水平时，不应该挂上托盘，而应该轻推滑块，看滑块通过两光电门的时间是否相等，若相等，则说明气垫导轨调节水平了．
(2)导轨标尺的最小刻度是1 mm，所以应该估读到0.1 mm，两光电门中心之间的距离s＝60.30 cm－10.30 cm＝50.00 cm.
(3)系统通过光电门1、2时的速度大小分别为 eq \f(d,t1) 、 eq \f(d,t2) ，所以系统总动能的变化量ΔEk＝ eq \f(1,2) (M＋m)( eq \f(d2,t eq \\al(2,2) ) － eq \f(d2,t eq \\al(2,1) ) ).
(4)根据机械能守恒定律，系统的总动能的变化量等于托盘和砝码重力势能的减小量，由于光电门1和光电门2之间的距离不变，托盘和砝码的重力没有变化，因此系统总动能的变化量ΔEk不会发生变化．