第5講　實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理 講義

1、.第5講實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理見學(xué)生用書P083微知識(shí)探究動(dòng)能定理1實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄客饬?duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)原理探究功與物體速度變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的功，測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速度變化，為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零，可用圖甲所示的裝置進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍增加。再通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v。甲3實(shí)驗(yàn)器材小車前面帶小鉤，100200 g砝碼，長(zhǎng)木板在兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶，學(xué)生電源及導(dǎo)線，56條等長(zhǎng)的橡皮筋，刻度尺。4實(shí)驗(yàn)步驟1按如圖甲所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)平衡摩擦力。2先用1條橡

2、皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。3用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次一樣，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為2W，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格。4用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速度，記入表格。5分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。測(cè)量小車的速度實(shí)驗(yàn)獲得如圖乙所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功完畢時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量的物理量是用字母表示：A1、A2間的間隔 為x，小車速度的表達(dá)式是用測(cè)量的物理量表示vT為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔。乙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析在坐標(biāo)紙上圖丙畫出Wv或Wv2圖象“W以一條橡皮筋做的功為單位。丙實(shí)驗(yàn)結(jié)論從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系Wv2。5本卷須知1平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車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)器打出紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)。2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是測(cè)量小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。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)算出詳細(xì)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。6誤差分析1誤差的主要來源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。2沒

4、有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大。3利用打點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)確帶來誤差。一、思維辨析判斷正誤，正確的畫“，錯(cuò)誤的畫“×。1探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力。×2探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)出每條橡皮筋做了多少功，否那么無法進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。×3探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)作出的Wv2圖象是一條過原點(diǎn)的直線，那么說明合外力的功與動(dòng)能變化成正比。二、對(duì)點(diǎn)微練1實(shí)驗(yàn)原理和操作關(guān)于“探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的詳細(xì)數(shù)值B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致C放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其程度D先接通電源，再讓

5、小車在橡皮筋的作用下彈出解析本實(shí)驗(yàn)沒有必要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了，A項(xiàng)錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，否那么，功的數(shù)值難以測(cè)定，B項(xiàng)錯(cuò)；小車運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C項(xiàng)錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開場(chǎng)工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D項(xiàng)正確。答案D2圖象法處理數(shù)據(jù)在“探究功與物體速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)畫出Wv的圖象，應(yīng)為圖中的AB.CD.解析通過實(shí)驗(yàn)可知，做的功W與小車速度v2成正比，故與v應(yīng)是

6、二次函數(shù)關(guān)系，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)均錯(cuò)。答案B見學(xué)生用書P084微考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理核|心|微|講在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中要測(cè)出合外力做的功和動(dòng)能變化，只是在不同的設(shè)計(jì)方案中測(cè)量功和動(dòng)能的方法有些區(qū)別而已。典|例|微|探【例1】為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如下圖的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后沿木板滑行，請(qǐng)考慮探究思路并答復(fù)以下問題。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50 Hz1為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施為_。2當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進(jìn)展第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的功記為W。由于橡

7、皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，如下圖是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶。試根據(jù)以上信息，填寫下表。次數(shù)1234橡皮筋對(duì)小車做的功W小車速度v/m·s1v2/m2·s2從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_?！窘忸}導(dǎo)思】1實(shí)驗(yàn)中為何要平衡摩擦力？答：利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，才能使橡皮筋對(duì)小車做功等于合外力的功。2實(shí)驗(yàn)中是否有必要測(cè)量每根橡皮筋對(duì)小車做功的多少？答：沒有必要，只要保證每根橡皮筋一樣在誤差允許范圍內(nèi)，通過增加橡皮筋的個(gè)數(shù)，可使拉力做功增加到原來的整數(shù)倍，這樣就可滿足實(shí)驗(yàn)要求。解析1為了消除摩擦力，應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋?/p>

8、使小車在不接橡皮筋時(shí)緩慢勻速下滑。2由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v，可求出小車的速度，其中x可從題圖中讀出，分別為2.00 cm，2.83 cm，3.46 cm，4.00 cm，交流電頻率為50 Hz，故T0.02 s。次數(shù)1234橡皮筋對(duì)小車做的功W2W3W4W小車速度v/m·s11.001.421.732.00v2/m2·s21.002.022.994.00在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的平方成正比。答案見解析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法有平均值法、列表法和圖象法，此題主要用了后兩種方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。列表法的優(yōu)點(diǎn)是將數(shù)據(jù)列成表格，可以簡(jiǎn)明地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，便

9、于檢查測(cè)量結(jié)果和運(yùn)算是否合理，有助于發(fā)現(xiàn)和分析問題，而且列表法還是圖象法的根底。圖象法的優(yōu)點(diǎn)是通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關(guān)系，并便于找出其中的規(guī)律，確定對(duì)應(yīng)量的函數(shù)關(guān)系。題|組|微|練1某實(shí)驗(yàn)小組采用如下圖的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz。1多項(xiàng)選擇實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做_。填選項(xiàng)字母A是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑B是為了增大小車下滑的加速度C可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功D可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng)2實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起掛在小車的前端進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)?/p>

10、到同一位置再釋放小車。把第1次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W1，；橡皮筋對(duì)小車做功后而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出，根據(jù)第四次的紙帶如下圖求得小車獲得的速度為_ m/s。3 多項(xiàng)選擇假設(shè)根據(jù)屢次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的Wv草圖如下圖，根據(jù)圖線形狀，可知對(duì)W與v的關(guān)系做出的猜測(cè)肯定不正確的選項(xiàng)是_。填選項(xiàng)字母AWBWCWv2DWv3解析1小車下滑時(shí)受到重力、橡皮筋的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，那么應(yīng)該用重力的下滑分量平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對(duì)小車做的功；小車在橡皮筋的作用下做加速運(yùn)動(dòng)，橡皮筋做功完畢，那么

11、速度到達(dá)最大，此后做勻速運(yùn)動(dòng)。2在加速過程中，橡皮筋在做正功，故需要測(cè)量最大速度，即勻速運(yùn)動(dòng)的速度，因此需要選用間隔均勻的點(diǎn)，即后面間隔 為4.00 cm的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)，故最大速度為2.00 m/s。3根據(jù)圖象結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知，該圖象形式和yxnn2,3,4的形式一樣，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D項(xiàng)正確。答案1CD22.003AB2某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理。如下圖，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大小。在程度桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通

12、過A、B時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。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M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。將小車停在C點(diǎn)，_，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A、B時(shí)的速度。在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作。2下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|vv|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E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功。表格中的E3_，W3_。結(jié)果保存三位有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|vv|/m·s12E/JF/NW/J10.5000

13、.7600.1900.4000.20020.5001.6500.4130.8400.42030.5002.400E31.220W341.0002.4001.2002.4201.21051.0002.8401.4202.8601.4303根據(jù)下表，請(qǐng)?jiān)趫D中的方格紙上作出EW圖線。解析1由題設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置可知，鉤碼重力提供動(dòng)力，繩子拉力充當(dāng)小車的合外力，利用拉力傳感器測(cè)量拉力F的大小，用米尺測(cè)量A、B之間的間隔 L，那么合外力做功大小可由WFL計(jì)算得出。利用天平測(cè)量研究對(duì)象即小車及小車上砝碼的總質(zhì)量M，通過速度傳感器測(cè)量小車經(jīng)過A、B時(shí)的瞬時(shí)速度，即可計(jì)算小車從A到B的動(dòng)能變化量E。改變小車的質(zhì)量即增

14、加或減少小車上的砝碼，或者改變拉力大小即增加或減少鉤碼的數(shù)量，屢次測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，最后比較合外力做功與動(dòng)能變化量E的數(shù)值，在誤差允許范圍內(nèi)看是否近似相等。2由EM|vv|，可得E30.600 J，由L50.0 cm，F(xiàn)31.220 N，可得W3F3L0.610 J。3在方格紙上作出EW圖線如下圖。答案1小車然后釋放小車減少鉤碼數(shù)量20.600 J0610 J3圖象見解析圖微考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)的遷移、拓展和創(chuàng)新核|心|微|講以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，試題具有開放性、探究性的特點(diǎn)。1實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，使用拉力傳感器和速度傳感器如下圖，將拉力傳感器固定在小車上，平衡小車的摩擦力，拉力傳

15、感器可以記錄小車受到的拉力大小，在程度桌面上相距一定間隔 x的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小，改變鉤碼的數(shù)量，分別得到對(duì)應(yīng)拉力的功W和v2即vv，也可驗(yàn)證得到Wv2的結(jié)論。2實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)1利用自由落體運(yùn)動(dòng)探究功和動(dòng)能的關(guān)系。2研究小車以不同的初速度沿粗糙程度面滑動(dòng)的間隔 。得出小車的初動(dòng)能大小與抑制摩擦力做功的情況，也可探究動(dòng)能定理。這時(shí)必須保證小車與程度面上各處之間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣。典|例|微|探【例2】某學(xué)習(xí)小組利用如下圖的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。1將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至程度，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的間隔 s_ cm。2測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋

16、光條通過光電門1和2所用的時(shí)間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是_。3該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？_填“是或“否?！窘忸}導(dǎo)思】1實(shí)驗(yàn)中如何測(cè)出合外力的功？答：合外力通過拉力傳感器得到，位移為兩光電門間的間隔 ，兩者乘積得到合外力的功。2實(shí)驗(yàn)中如何得到動(dòng)能？答：用天平測(cè)滑塊的質(zhì)量，由v得到通過兩光電門的速度，再由Ekmv2得到動(dòng)能。解析1光電門1、2所在位置的讀數(shù)分別為20.30 cm和70.30 cm，那么兩光電門中心間間隔 s50.00 cm。2驗(yàn)證動(dòng)能定理即驗(yàn)證Fsmvmv，所以還需

17、要直接測(cè)量的物理量是滑塊包括擋光條和拉力傳感器的質(zhì)量m。3實(shí)驗(yàn)中力的大小由拉力傳感器獲得，并不用砝碼盤和砝碼的總重力代替，所以不需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。答案150.002滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量m3否題|組|微|練3為了探究合外力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：第一步：如圖甲所示，把木板一端墊起，滑塊通過細(xì)繩與一重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘下連一紙帶，穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)。第二步：如圖乙所示，保持木板傾角不變，取下細(xì)繩和重錘，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近滑輪處，將滑塊與紙帶相連

18、，使其穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。第三步：接通電源釋放滑塊，使之從靜止開場(chǎng)加速運(yùn)動(dòng)，打出的紙帶如圖丙所示。其中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)O時(shí)，滑塊的速度為零，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T。1根據(jù)紙帶求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)滑塊速度vE_。2重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，合外力在OE段對(duì)滑塊做功的表達(dá)式WOE_。3利用圖丙數(shù)據(jù)求出各段合外力對(duì)滑塊所做的功W及A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v。以v2為縱軸，以W為橫軸建立坐標(biāo)系，作出v2W圖象，發(fā)現(xiàn)它是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，測(cè)得直線斜率為k，那么滑塊質(zhì)量M_。解析1根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得vE。2本實(shí)驗(yàn)中將重錘的重力當(dāng)作合外力，合外力在OE段對(duì)滑塊做

19、的功為mgx5。3根據(jù)動(dòng)能定理有WMv2，得v2W，所以k，M。答案12mgx534如下圖，某組同學(xué)借用“探究a與F、m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)展“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)：1為到達(dá)平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做_運(yùn)動(dòng)。2連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到圖所示的紙帶。紙帶上O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0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G。實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg。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Ek，補(bǔ)填表中空格結(jié)果

20、保存至小數(shù)點(diǎn)后第四位。O BO CO DO EO FW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)WEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致。3實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7×103 kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為_ kg。g取9.8 m/s2，結(jié)果保存至小數(shù)點(diǎn)后第三位解析1平衡摩擦力后，重力沿木板方向的分力等于小車所受的摩擦力，將小車釋放后，小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2拉力為0.2 N，所以拉力所做的功WFs0.2×0.557 5 J0.111 5 J，F(xiàn)點(diǎn)的速

21、度vF1.051 m/s，所以動(dòng)能Ekmv20.110 5 J。3對(duì)于小車，由牛頓第二定律可知a m/s21 m/s2，對(duì)于托盤以及砝碼，mgFma，即m0.023 kg，所以托盤中砝碼的質(zhì)量為23.07.7×103 kg0.015 kg。答案1勻速直線或勻速20.111 50.110 530.015見學(xué)生用書P0861某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)展探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：輕彈簧放置在光滑程度桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段間隔 ，由靜止釋放物塊，通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。1實(shí)驗(yàn)中涉及以下

22、操作步驟：把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源向左推物塊使彈簧壓縮并測(cè)量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是_。填序號(hào)2圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為_ m/s。比較兩紙帶可知，_填“M或“L紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大。解析1實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先向左推物塊使彈簧壓縮，測(cè)量彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動(dòng)，因此步驟為。2由于物塊分開彈簧時(shí)的速度最大，因此M紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離

23、彈簧時(shí)的速度為v1.29 m/s。由于彈簧壓縮量越大，彈性勢(shì)能越大，因此推開物塊后，彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成物塊的動(dòng)能越多，物塊分開彈簧后獲得的速度越大，打的點(diǎn)間距越大，因此M紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大。答案121.29M2某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)展“探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示，他首先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通低壓交流電源其頻率為f后釋放滑塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。甲乙丙答復(fù)以下問題：用字母表示1寫出影響滑塊動(dòng)能變化的主要因素：_。2該實(shí)驗(yàn)探究中為了求合外力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的

24、動(dòng)摩擦因數(shù)。該同學(xué)通過屢次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點(diǎn)間距均勻的紙帶，如圖乙所示，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)、斜面高為h。由此可求出滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為_。3保持斜面長(zhǎng)度不變，升高斜面高度到HH>h，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)明晰的紙帶，如圖丙所示，用直尺測(cè)出x1、x2、x3，對(duì)A、B兩點(diǎn)研究：此時(shí)滑塊在A、B兩點(diǎn)的速度大小為vA_，vB_。4該同學(xué)對(duì)AB段進(jìn)展研究，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算合外力對(duì)滑塊做的功W，滑塊動(dòng)能的變化量Ek，在誤差允許的范圍內(nèi)WEk。解析1由滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)可知，影響滑塊動(dòng)能變化的是合外力的功，即重力做功和摩擦力做功。2由題圖可知滑塊在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么有mg

25、sinmgcos為斜面的傾角，可得tan。3由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得A點(diǎn)的瞬時(shí)速度是vAf，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是vBf。答案1重力做功、摩擦力做功23ff3某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中，小車經(jīng)過光電門時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面。1實(shí)驗(yàn)步驟如下：第一步：用螺旋測(cè)微器測(cè)得擋光片的寬度d如圖乙所示，那么d_mm；第二步：把擋光片固定在小車上，把小車放到軌道上，用細(xì)線一端與小車連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤；第三步：保持軌道程度，在砝碼盤里放適量砝碼，讓小車由靜止開場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，釋放后，記錄光電門的擋光時(shí)間t，測(cè)出光電門間隔 擋光片前端的間隔 x；第四步：小車仍由同一點(diǎn)靜止釋放，僅挪動(dòng)光電門，改變x，屢次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)；第五步：關(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合外力做功與速度變化的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)中，該