步步高實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理

1、實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理【考綱解讀】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系2通過(guò)分析論證和實(shí)驗(yàn)探究 的過(guò)程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新精神.要點(diǎn)整合回顧實(shí)驗(yàn)基本要求賞握數(shù)據(jù)處理技巧和方法基本實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄抗εc物體速度變化的關(guān)系.2. 實(shí)驗(yàn)原理(1) 一根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功為w.(2) 兩根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功應(yīng)為2w.(3) 三根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功應(yīng)為3 w.(4) 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器求出小車離開(kāi)橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖彖可以確定速度變化與 功的關(guān)系.3. 實(shí)驗(yàn)器材橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鐵釘?shù)?4. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 墊高木板

2、的一端，平衡摩擦力.拉伸的橡皮筋對(duì)小車做功： 用一條橡皮筋拉小車做功w. 用兩條橡皮筋拉小車做功2w. 用三條橡皮筋拉小車做功3w.(3) 測(cè)出每次做功后小車獲得的速度.(4) 分別用各次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的e和w繪制w-v或w-ia w莎、圖象，直到明確得出w 和v的關(guān)系.5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論物體速度v與外力做功w間的關(guān)系規(guī)律方法總結(jié)1. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1) 將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡.方法是輕推小車， 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到長(zhǎng)木板的一個(gè)合適 的傾角.(2) 測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上的點(diǎn)均勻的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的部分.(3)

3、 橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的.力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出 具體數(shù)值.(4) 小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些.2. 實(shí)驗(yàn)探究的技巧與方法(1) 不直接計(jì)算"和。的數(shù)值，而只是看第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中的w和農(nóng)是第1次的多 少倍，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的測(cè)量和處理.(2) 做wo圖象，或w/圖彖，直到作出的圖象是一條傾斜的直線.考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作【例1 (2014-天津9(2)某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車 上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉 力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系.此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配

4、套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙 帶、小木塊等.組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.紙帶 接電源圖1 若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些. 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行.他這樣做的目的是下列的哪個(gè)（填字母代號(hào)）.a. 避免小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)b. 可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰c. 可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)d. 可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力 平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí) 驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：. 他將

5、鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些.這一情況可能是下列哪些原因造成的（填字母代號(hào)）.a. 在接通電源的同時(shí)釋放了小車b. 小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近c(diǎn). 阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉d. 鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力解析本實(shí)驗(yàn)需要知道小車的動(dòng)能，因此還需要用天平測(cè)出小車的質(zhì)量，用刻度尺測(cè)量紙 帶上點(diǎn)跡之間的長(zhǎng)度，求出小車的瞬時(shí)速度.牽引小車的細(xì)繩與木板平行的目的是在平衡 摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力，選項(xiàng)d正確.在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件 下要減小小車加速度可以增加小車的質(zhì)量，故可在小車上加適量磁碼（或鉤碼）.當(dāng)小

6、車在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在阻力時(shí)，拉力做正功和阻力做負(fù)功之和等于小生動(dòng)能增量，故拉力做功總是 要比小車動(dòng)能增量大一些；當(dāng)鉤碼加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力，此同學(xué)將鉤碼重力 做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，則拉力做功要比小車動(dòng)能增量大，故只有c、d正確.答案刻度尺、天平（包括祛碼）d可在小車上加適量祛碼（或鉤碼）cd【變式題組】1 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖2所示， 圖屮小車是在一條橡皮筋作用下彈岀的，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車做的功記為w.當(dāng)用2 條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)（每次實(shí)驗(yàn)中橡皮 筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致），每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得

7、的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn) 進(jìn)行計(jì)算.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶除了圖屮已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、刻度尺和(填“交流”或“直流”)電源.(2) 實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦力，則下面操作正 確的是()a. 放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可b. 放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可c. 放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可d. 放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3) 若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是()a. 橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)b. 橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)c. 小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處d.

8、小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(4) 在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖3所示的紙帶回答).答案交流(2)d (3)b (4)g/解析(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源.(2) 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開(kāi)拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即 可，d正確.(3) 水平放置木板，放開(kāi)小車后，小車做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時(shí)， 小車的速度最大，此時(shí)橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，小車沒(méi)過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線，b正確，a、c、d錯(cuò)誤.(4) 從紙帶上看，紙帶的g7段打點(diǎn)比較均勻，所以應(yīng)選用紙帶的g/段進(jìn)行測(cè)量.2.實(shí)驗(yàn)原理

9、與實(shí)驗(yàn)操作某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖4所示的裝置來(lái)探允“功與速度變化的關(guān)系”.實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地而.實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:制動(dòng)裝置細(xì)繩小車紙帶打點(diǎn)嚴(yán)器長(zhǎng)木圖4a. 將一塊一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上，在長(zhǎng)木板的另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；b. 把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，連在小車后端，用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接小車和鉤碼；c. 把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)器的位置，接通電源，從靜止開(kāi)始釋放小車，得到一條紙帶；d. 關(guān)閉電源，通過(guò)分析小車位移與速度的變化關(guān)系(不需要知道合外力大小)來(lái)研究合外力 對(duì)小車所做的功與速度變化的關(guān)系.(1) 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的描述正確的是a. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制鉤碼的質(zhì)量

10、，使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量b. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)好定滑輪的高度，使拉小車的細(xì)繩和長(zhǎng)木板平行c. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力d. 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先讓小車運(yùn)動(dòng)，等小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(2) 實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)畫岀小車位移x與小車速度“的關(guān)系圖象如圖5所示，根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對(duì)w與d的關(guān)系作出了猜想，肯定不正確的是.圖5a.b. w"c. w-1d. w"答案(1)b (2)ac解析(1)解決該實(shí)驗(yàn)題首先要明白該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理.該實(shí)驗(yàn)是利用小車所受到的合外力 做的功等于小車動(dòng)能的變化量的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，即fx=mv2f由此可以看出，實(shí)驗(yàn)中鉤 碼的質(zhì)量不會(huì)

11、影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)中，拉小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行， 以保證拉力的方向與位移的方向在一條直線上，這樣可以有效地減小誤差，選項(xiàng)b正確； 該實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力，因?yàn)闊o(wú)論鉤碼的質(zhì)量多大，細(xì)繩對(duì)小車的拉力與摩擦力的合力在 每一次實(shí)驗(yàn)中都為恒力，均可滿足&的要求，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；應(yīng)先接通電源，等打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放小車，選項(xiàng)d錯(cuò)誤.(2)如果x-v圖象應(yīng)該是一條過(guò)原點(diǎn)的直線；如果x-v圖象應(yīng)該是雙曲線的 一支，故肯定不正確的是選項(xiàng)a、c.考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析【例21如圖6所示是某研究性學(xué)習(xí)小組做探允“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí) 驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下

12、彈出，沿木板滑行的情形.這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功 記為w.當(dāng)我們把2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn) 時(shí)，每次橡皮筋都拉仲到同一位置釋放.小車每次實(shí)驗(yàn)屮獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的 紙帶測(cè)出.除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有；(2) 平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的部分進(jìn)行測(cè)量；(3) 下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，請(qǐng)將第2次、第3次實(shí)驗(yàn)屮橡皮筋做的功填寫在對(duì)應(yīng) 的位置；橡皮筋做的功10個(gè)間距的距離 x(m)10個(gè)間距的時(shí) 間 t(s)小車獲得的速度6小車速 度的平 方?jīng)r第1次w0.2000.2第2次0.

13、2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2，請(qǐng)你根據(jù)(4)從理論上講，橡皮筋做的功wn和物體速度變化的關(guān)系應(yīng)是vv,-表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在如圖7所示的坐標(biāo)系屮作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證理論的止確性.圖7解析(1)計(jì)算小車速度需要測(cè)量紙帶上的點(diǎn)的距離，要用刻度尺.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電 源.(2) 小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上的點(diǎn)的間隔均勻.(3) 橡皮筋每增加一條，對(duì)小車做的功就增加w.(4) 縱坐標(biāo)表示速度的平方，橫坐標(biāo)表示功，利用描點(diǎn)法描出各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑曲線連線作出v-wn圖象,如圖所示.:門:肝v 2w 3w 4w 5w，答案(1)刻度尺、交流電源點(diǎn)距均勻(

14、3)2w、3w、4w、5w (4)況 圖象見(jiàn)解析【變式題組】3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理(2013四川)如圖8所示,某組同學(xué)借用“探究。與f、加之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn): 為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤,通過(guò)調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板的傾斜程度, 根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做運(yùn)動(dòng). 連接細(xì)繩及托盤，放入祛碼，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖9所示的紙帶.紙帶上0為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)4、b、c、d、e、f、g.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2n,小車的質(zhì)量為0.2kg.圖9請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功w和小車動(dòng)能的變化a

15、ek,補(bǔ)填表屮空格（結(jié)杲保留至小數(shù)點(diǎn) 后第四位）.obocodoeofw/j0.04320.05720.07340.0915aek/j0.04300.05700.07340.0907分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)lv=aek,與理論推導(dǎo)結(jié)果一致. 實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7x103kg,實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的舷碼質(zhì)量應(yīng)為 kg（g取9.8m/s2,結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位）.答案 勻速直線（或勻速）0.11150.1105 0.015解析 取下細(xì)繩與托盤后，當(dāng)摩擦力恰好被平衡時(shí)，小車與紙帶所受合力為零，獲得初速 度后應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng).由題圖可知of =55.75cm,再結(jié)合v=

16、 v可得打下計(jì)數(shù)點(diǎn)f時(shí)的瞬時(shí)速度vf=og-oe i=1.051m/s,故 w=f of =0.1115j, &=羽誡心0.1105j.根據(jù)牛頓第二定律有：對(duì)小車f=ma,得«=1.0m/s2;對(duì)托盤及磋碼f=（m+故有/w（）=9 8°j1 qkg7.7x 103kg0.015kg4. 數(shù)據(jù)處理與誤差分析某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟如下：（1）按如圖10所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量m=0.20kg，鉤碼總質(zhì)ft0.05kg.ri_紙帶圖10釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（電源頻率/=50hz）,打?qū)缫粭l紙帶.（3）

17、他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如31 11所示.把打下的第一個(gè)點(diǎn)記作0,然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測(cè)得 各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 0 點(diǎn)的距離分別為 di=0.041m,2=0.055m,3=0.167m, 4=0.256m, 5=0.360m, 弘=0.480m,他把鉤碼的重力（當(dāng)?shù)刂亓铀俣?10m/s2）作為小車所受合力，算出打 下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功w=j（結(jié)果保留三位有效數(shù)字，重力加速度g取10m/s2）,打第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能瓦=（用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式），把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能作為小車動(dòng)能的改變量，算得ek=0.125j.s （01

18、23a金6 丿圖11（4）此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒(méi)能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大.通過(guò)反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其屮正確的是.a. 鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多b. 沒(méi)有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多c. 釋放小車和接通電源的順序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小d. 沒(méi)有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因m豐答案（3）0.180 益 a如 2 （4）ab解析 若用鉤碼的重力作為小車所受的合力，則f金=/g = 05n,從0點(diǎn)到打第5點(diǎn)時(shí)水平 位移x=d5 = 0.360m,所以w=f

19、合x=0.5x0.360j = 0.180j.扌丁第5點(diǎn)時(shí)小車動(dòng)能 瓦=如詭， 血=電嚴(yán)，式中/為5個(gè)時(shí)間間隔，即m氣,故瓦=鶴（厶一4）2.從該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作情況來(lái)看，造成很大誤差的主要原因是把鉤碼的重力當(dāng)成了小車的合力和實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力.故選項(xiàng)a、b正確.c、d兩個(gè)選項(xiàng)中提到的問(wèn)題不能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成重大影響，故不選c、d.考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新1. 本實(shí)驗(yàn)中雖然不需要計(jì)算出橡皮筋每次做功的具體數(shù)值，但需要計(jì)算出每次小車獲得的 速度，由于距離的測(cè)量存在一定誤差，使得速度的大小不準(zhǔn)確，在此可以安裝速度傳感器進(jìn) 行實(shí)驗(yàn).2. 本實(shí)驗(yàn)也可用鉤碼牽引小車完成，在小車上安裝拉力傳感器測(cè)出拉力的大小，

20、再測(cè)出位 移的大小，進(jìn)而確定力做功的多少.【例31某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān) 系”.如圖12所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定 滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的人小.在水平桌而上相距50.0cm的a、b兩點(diǎn)(a、b兩點(diǎn)圖中未標(biāo)出)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過(guò)時(shí)的速度大小.小 車屮可以放置舷碼.(1) 實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： 測(cè)量和拉力傳感器的總質(zhì)量把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路. 將小車停在桌面右端靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過(guò)

21、4、b時(shí)的速度. 在小車中增加舷碼，或,重復(fù)的操作.(2) 表格屮是他們測(cè)得的兒組數(shù)據(jù)，其屮m是m】與小車中祛碼質(zhì)量z和，|區(qū)一歸是兩個(gè)速 度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量f是拉力傳感器受到的拉力，w是f在a、b間所做的功.表格!> ae3=，昭=.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)m/kg麻一胡/(m/sfae/jf/nw/j10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ae31.220w341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根

22、據(jù)表格，請(qǐng)?jiān)趫D13中的方格紙上作出aew圖線.圖13解析(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力對(duì)小車、硅碼和拉力傳感器做功使小車、鎂碼和拉力傳感器 的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車、克碼和拉力傳感器的總質(zhì)量；通過(guò)控制變量法只改變小 車的質(zhì)量或只改變拉力的大小得出不同的數(shù)據(jù).(2) 通過(guò)拉力傳感器的示數(shù)和ab的長(zhǎng)度用w=fl可計(jì)算拉力做的功.(3) 利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動(dòng)能定理w=m(v2v)可知w與ae成正比，作圖可用描點(diǎn)法.答案 小車、磁碼 接通電源，釋放小車 減少鉤碼(2)0.600 0.610 (3)如圖所ae/j1.501.251.000.750.500.25°0.250.50 0.75 1.

23、00 1.25 1.50 w/j【拓展題組】5. 實(shí)驗(yàn)的拓展(2013噺課標(biāo)全國(guó)ii22)某同學(xué)利用下述裝置洽輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探 究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連.彈簧 處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖14所示.向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由 靜止釋放，小球離開(kāi)桌面后落到水平地面通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì) 能.圖14回答下列問(wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)屮可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能坊與小球拋出時(shí)的動(dòng)能瓦相等.已知重力加速度大小為g.為求得瓦，至少需要測(cè)量下列物理量中的（填正確答案標(biāo)號(hào)）.a. 小球的質(zhì)量加b. 小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的

24、水平距離sc. 桌面到地血的高度力d. 彈簧的壓縮量心e. 彈簧原長(zhǎng)（2）用所選取的測(cè)量量和已知量表示瓦，得ek=.圖15中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的$心圖線.從理論上可推出，如果血不變.皿增加, s心圖線的斜率會(huì)（填“增大”、“減小”或“不變”）：如果刃不變，/?增加，s心圖線的斜率會(huì)（填“增大"、“減小”或“不變”）.由圖中給出的直線關(guān)系和ek的表達(dá)式可知，坊與心的次方成正比.圖15答案（l）abc （2呼 減小增大二解析（1）小球離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)桌面到地而的高度為力，小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水 平距離為s,則有h=*gp, s=v°t,解得。0=：=0屈所以瓦=尹詬=爺.由此可知需要測(cè)量的量有加、s、h,故選a、b、c.2由的解析知5=野在心相同的情形下，彈簧的彈性勢(shì)能相同，由