2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能及其守恒定律第5講實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理學(xué)案

1、2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能及其守恒定律第5講實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理學(xué)案PAGE PAGE 37第5講實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理微知識(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)行實(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

2、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)度與第一次相同，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)量彈力做功結(jié)束時(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

3、表示)：A1、A2間的距離為x，小車速度的表達(dá)式是(用測(cè)量的物理量表示)veq f(x,T)(T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注意事項(xiàng)(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，

4、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。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，否則無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。()3探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)中，若作出的Wv2圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則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，下

5、列敘述正確的是()A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(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)該盡量使其水平D先接通電源，再讓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，否則，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)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D項(xiàng)正確。

6、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，若畫出Wv的圖象，應(yīng)為圖中的() A B. C D.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)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后沿木板滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題。(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50 Hz)(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)

7、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)行第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，如圖所示是其中四次實(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/(ms1)v2/(m2s2)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，

8、只要保證每根橡皮筋相同(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?，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veq f(x,t)，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/(ms1)1.001.421.732.00v2/(m2s2)1.002.022.994.00在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮

9、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，本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基礎(chǔ)。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)小組采用如圖所示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)(多選)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

10、，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)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤?。把?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(如圖所示)求得小車獲得的速度為_ m/s。(3) (多選)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的Wv草圖如圖所示，根據(jù)圖線形狀，可知對(duì)W與v的關(guān)系做出的猜想肯定不正確的是_。(填選項(xiàng)字母)A

11、Weq r(v) BWeq f(1,v)CWv2 DWv3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，則應(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，則速度達(dá)到最大，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，因而需要選用間隔均勻的點(diǎn)，即后面距離為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yxn(n2,3,4)的形式相同，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D項(xiàng)正確。答案

12、(1)CD(2)2.00(3)AB2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”。如圖所示，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。在水平桌面上相距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

13、一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|veq oal(2,2)veq oal(2,1)|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)果保留三位有效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|veq oal(2,2)veq oal(2,1)|/(ms1)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.6500.4130.8400.42030.5002.400E31.220W341.0002.4001.2002.4201.21051.0002.8401.4202.86

14、01.430(3)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之間的距離L，則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)，多次測(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Eeq f(1,2)M|veq oal(2,2)v

15、eq oal(2,1)|，可得E30.600 J，由L50.0 cm，F(xiàn)31.220 N，可得W3F3L(3)在方格紙上作出EW圖線如圖所示。答案(1)小車然后釋放小車減少鉤碼數(shù)量(2)0.600 J0610 J(3)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圖所示，將拉力傳感器固定在小車上，平衡小車的摩擦力，拉力傳感器可以記錄小車受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距離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)

16、量，分別得到對(duì)應(yīng)拉力的功W和v2(即veq oal(2,A)veq oal(2,B)，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水平面滑動(dòng)的距離。得出小車的初動(dòng)能大小與克服摩擦力做功的情況，也可探究動(dòng)能定理。這時(shí)必須保證小車與水平面上各處之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。典|例|微|探【例2】某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s_ cm。(2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門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

17、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距離，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veq f(d,t)得到通過兩光電門的速度，再由Ekeq f(1,2)mv2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，則兩光電門中心間距離s50.00 cm。(2)驗(yàn)證動(dòng)能定理即驗(yàn)證Fseq f(1,2)mveq oal(2,

18、2)eq f(1,2)mveq oal(2,1)，所以還需要直接測(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(1)50.00(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量m(3)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

19、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，使其穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。第三步：接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運(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)已知重錘質(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，則滑塊質(zhì)量M_。解析(1)根據(jù)中間時(shí)刻的瞬

20、時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得vEeq f(x6x4,2T)。(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)滑塊做的功為mgx5。(3)根據(jù)動(dòng)能定理有Weq f(1,2)Mv2，得v2eq f(2,M)W，所以eq f(2,M)k，Meq f(2,k)。答案(1)eq f(x6x4,2T)(2)mgx5(3)eq f(2,k)4如圖所示，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)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：(1)為達(dá)到平衡阻力的目的，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

21、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)果保留至小數(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7.7103 kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼

22、質(zhì)量應(yīng)為_ kg。(g取9.8 m/s2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)已知拉力為0.2 N，所以拉力所做的功WFs0.20.557 5 J0.111 5 J，F(xiàn)點(diǎn)的速度vFeq f(sEG,tEG)eq f(66.7745.750.01 m,20.1 s)1.051 m/s，所以動(dòng)能Ekeq f(1,2)mv20.110 5 J。(3)對(duì)于小車，由牛頓第二定律可知aeq f(F,m)eq f(0.2,0.2) m/s21 m/s2，對(duì)于托盤以及砝碼，mgFma，即meq f(F,ga)0.023 kg，所以托盤中砝碼

23、的質(zhì)量為(23.07.7)103 kg0.015 kg答案(1)勻速直線(或勻速)(2)0.111 50.110 5(3)0.015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)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，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距離，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)中涉及下列操作步驟：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

24、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)由于物塊離開彈簧時(shí)的速度最大，因此M紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為veq f(2.58102 m,0.02 s)1.29 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)

25、能越多，物塊離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(1)(2)1.29M2某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“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(已知其頻率為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 乙丙回答下列問題：(用已知字母表示)(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動(dòng)摩擦因數(shù)。該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點(diǎn)間距均勻的紙帶

26、，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H(Hh)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)清晰的紙帶，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)行研究，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)，則有mgsinmgcos(為斜面的傾角)，可得taneq f(h,

27、r(L2h2)。(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得A點(diǎn)的瞬時(shí)速度是vAeq f(x2,2T)eq f(x2,2)f，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是vBeq f(x3x1,2T)eq f(x3x1,2)f。答案(1)重力做功、摩擦力做功(2)eq f(h,r(L2h2)(3)eq f(x2,2)feq f(x3x1,2)f3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，則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：保持軌道水平，在砝碼盤里放適量砝碼，讓小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，釋放后，記錄光電門的擋光時(shí)間t，測(cè)出光電門距離擋光片前端的距離x；第四步：小車仍由同一點(diǎn)靜止釋放，僅移動(dòng)光電門，改變x，多次實(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，該小組同學(xué)通過研究小車位移x與擋光時(shí)間t的關(guān)系從而得到合外力做功與速度變化的關(guān)系，為了使圖象呈現(xiàn)線性關(guān)系，該組同學(xué)應(yīng)作_圖象。(填選項(xiàng)字母