2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（實驗題）：探究動能定理（10題）

第1頁（共1頁）2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（實驗題）：探究動能定理（10題）一．實驗題（共10小題）1．（2024?沙河口區(qū)校級二模）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置可用于“探究物體所受合力做功與動能變化的關(guān)系”，物理小組同學(xué)們采用如圖所示實驗裝置進(jìn)行探究。實驗要求小車受到的合外力為繩的拉力的合力。實驗中同學(xué)們研究了砂和砂桶的運(yùn)動過程所受合力做功是否等于其動能增量。忽略細(xì)線與滑輪間的摩擦阻力。（1）本實驗（填“需要”或者“不需要”）滿足m遠(yuǎn)小于M的條件。（2）實驗前測出砂和砂桶的總質(zhì)量m，已知重力加速度為g。接通打點計時器的電源，靜止釋放砂和砂桶，帶著小車開始做加速運(yùn)動，讀出運(yùn)動過程中力傳感器的讀數(shù)T，通過紙帶得出起始點O（初速度為零的點）到某點A的位移L，并通過紙帶算出A點的速度v。實驗過程中（填“需要”或者“不需要”）平衡小車M所受的摩擦力。（3）對m研究，所需驗證的動能定理的表達(dá)式為。A.（mg﹣T）L＝mv2B.2（mg﹣T）L＝mv2C.（mg﹣T）L＝2mv2D.（mg﹣2T）L＝2mv2（4）通過紙帶測出了起始點O到不同點A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了v2﹣L圖中所示的實線。那么在保證小車質(zhì)量不變的情況下增加砂的質(zhì)量，重復(fù)實驗，將會得到如v2﹣L圖中虛線（填“甲”或者“乙”）所示的圖線。2．（2024?黃州區(qū)校級三模）某同學(xué)用圖（a）所示的裝置進(jìn)行“探究動能定理”實驗。（1）用天平測得小車和遮光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤的質(zhì)量為m0。用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，讀數(shù)如圖（b），則d＝cm。按圖（a）所示安裝好實驗裝置，用刻度尺測量兩光電門之間的距離L。（2）在砝碼盤中放入適量砝碼，適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門1和光電門2的時間相等。（3）取下細(xì)線和砝碼盤，記下砝碼的質(zhì)量m。（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門1和光電門2所用的時間Δt1、Δt2。小車從光電門1運(yùn)動至光電門2的過程中，小車動能的變化量ΔEk＝（用上述步驟中的物理量表示）。小車下滑過程中，（選填“需要”或“不需要”）測量長木板與水平桌面的夾角，可求出合外力對小車做的功W合＝（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度大小為g）。（5）重新掛上細(xì)線和砝碼盤，重復(fù)步驟（2）～（5），比較W合和ΔEk的值，看兩者在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。（6）不考慮空氣阻力，請寫出一條減小由遮光條寬度引起的誤差的建議：。3．（2024?南充模擬）某學(xué)習(xí)小組用如圖的實驗裝置探究動能定理.他們在氣墊導(dǎo)軌上的B處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，將滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的光滑定滑輪與力傳感器（質(zhì)量忽略不計）相連，力傳感器下方懸掛鉤碼，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，接通氣源，每次滑塊都從氣墊導(dǎo)軌上的A處由靜止釋放。（1）下列實驗要求中，正確的一項是（填答案標(biāo)號）；A.遮光條要寬一些B.應(yīng)使位置A與光電門間的距離小些C.應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D.應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行（2）實驗時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼的質(zhì)量m，記錄對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，已知遮光條的寬度為d，處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)FL＜12M(dt)2，可導(dǎo)致以上情況的一項是A.滑塊與導(dǎo)軌間存在摩擦力B.導(dǎo)軌左端高于右端C.釋放滑塊時遮光條位于A右側(cè)D.滑輪存在質(zhì)量，轉(zhuǎn)動時有動能（3）另外一組同學(xué)借用上圖的實驗裝置，探究加速度a與合外力F的關(guān)系。處理數(shù)據(jù)時，通過描點要作出線性圖像，應(yīng)作出的圖像是（填答案標(biāo)號）。A.t-1B.1t-C.1t-FD.t2-14．（2024?岳麓區(qū)校級模擬）如圖甲是某同學(xué)探究動能定理的實驗裝置，實驗操作如下：①先測出小車的質(zhì)量M，按圖示安裝好實驗裝置，再測量兩光電門之間的距離L，掛上沙桶并適當(dāng)?shù)谷肷倭可匙?；②調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門的時間相等；③取下細(xì)繩和沙桶，保持長木板的傾角不變，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門1和2時顯示的時間t1、t2，并測量此時沙子和沙桶的總質(zhì)量m；④重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)步驟②③。（1）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實驗過程的表述正確的是；A．實驗時，先接通光電門，后釋放小車B．實驗過程需要測出斜面的傾角（2）如圖乙所示，根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，測得小車上遮光片的寬度d＝mm；（3）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，本實驗中，若表達(dá)式在誤差允許范圍內(nèi)成立，就驗證了動能定理。（用上述給定或測定物理量的符號表示）5．（2024?青羊區(qū)校級模擬）某同學(xué)使用了如圖甲所示的裝置，探究動能定理。（1）用螺旋測微器測量遮光片厚度如圖乙所示，則遮光片厚度d＝mm。（2）本實驗根據(jù)實驗要求平衡了摩擦力，且滿足沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊（包括遮光片）的質(zhì)量。若遮光片寬度是d，沙與桶的質(zhì)量是m，將物塊拉至與光電門B的距離為s的A點，由靜止釋放，物塊通過光電門時遮光片的遮光時間為t，改變沙與桶的質(zhì)量m，重復(fù)上述實驗（保持s不變）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖象，如圖丙所示。圖象的橫坐標(biāo)是m，則圖象的縱坐標(biāo)是；若圖線的斜率為k，重力加速度為g，則物塊的質(zhì)量M＝。6．（2024?興寧區(qū)二模）某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示裝置探究驗證動能定理。實驗步驟如下：①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量m、重物的質(zhì)量也為m；用螺旋測微器測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離x；②調(diào)整氣墊導(dǎo)軌和輕滑輪，使氣墊導(dǎo)軌和細(xì)線水平；③開動氣泵，讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間Δt和12回答下列問題：（1）測量遮光片的寬度d時，某次螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示。其讀數(shù)為mm，由讀數(shù)引起的誤差屬于（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。（2）物塊和遮光片從光電門A到B的過程中，若動能定理成立，其表達(dá)式為。（用題給物理量表示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間）7．（2024?瀘州模擬）某實驗小組利用無線力傳感器和光電門傳感器探究“動能定理”。將無線力傳感器和擋光片固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線通過一個定滑輪與重物相連，無線力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平軌道上A、B兩點各固定一個光電門傳感器，用于測量小車的速度v1和v2，如圖所示。在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量，用不同的重物來改變拉力的大小。實驗主要步驟如下：（1）測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1。正確連接所需電路，接下來（填“需要”或“不需要”）平衡小車的摩擦力。（2）按合理要求操作后，把細(xì)線的一端固定在力傳感器上，另一端通過定滑輪與重物相連；將小車停在點C，由靜止開始釋放小車，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量細(xì)線拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該測量的數(shù)據(jù)是；（3）改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)（2）的操作。下表是實驗所得的部分?jǐn)?shù)據(jù)。次數(shù)M/kg|vΔEk/JF/NW/J10.6000.8400.2520.5000.25020.6001.40ΔEk20.8380.41930.6002.500.7501.492W3（4）表格中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，ΔEk為小車、拉力傳感器及車中砝碼的動能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功。表中的ΔEk2＝J，W3＝J（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。（5）該小組組員發(fā)現(xiàn)每組數(shù)據(jù)始終有W＜ΔEk，排除偶然因素造成誤差外，最可能出現(xiàn)以上結(jié)果的原因是。8．（2023?張掖模擬）如圖所示是某同學(xué)探究動能定理的實驗裝置．已知重力加速度為g，不計滑輪摩擦阻力．該同學(xué)的實驗步驟如下：a．將長木板傾斜放置，小車放在長木板上，長木板旁放置兩個光電門A和B，砂桶通過滑輪與小車相連．b．調(diào)整長木板傾角，使得小車恰好能在細(xì)繩的拉力作用下勻速下滑．測得砂和砂桶的總質(zhì)量為m．c．某時刻剪斷細(xì)繩，小車由靜止開始加速運(yùn)動．d．測得擋光片通過光電門A的時間為Δt1，通過光電門B的時間為Δt2，擋光片寬度為d，小車質(zhì)量為M，兩個光電門A和B之間的距離為L．e．依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動能定理．（1）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實驗過程的表述正確的是．A．實驗時，先接通光電門，后剪斷細(xì)繩B．實驗時，小車加速運(yùn)動的合外力為F＝MgC．實驗過程不需要測出斜面的傾角D．實驗時，應(yīng)滿足砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M（2）小車經(jīng)過光電門A、B的瞬時速度為vA＝、vB＝．如果關(guān)系式在誤差允許范圍內(nèi)成立，就驗證了動能定理．9．（2023?山東模擬）如圖甲所示是某同學(xué)探究動能變化與合外力做功關(guān)系的實驗裝置．已知重力加速度為g，不計滑輪摩擦阻力．該同學(xué)的實驗步驟如下：步驟1：用天平測量出砝碼盤的質(zhì)量m0，小車質(zhì)量M；步驟2：在砝碼盤內(nèi)放適量m0，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運(yùn)動；步驟3：取下細(xì)線和砝碼盤，記錄砝碼盤中砝碼質(zhì)量m；步驟4：保持長木板傾角不變，接通打點計時器的電源，釋放小車，得到如圖乙所示的紙帶。紙帶上O為打下的第一個點，每隔四個點選取一個計數(shù)點，分別記為A、B、C、D、E、F、G，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T?；卮鹣铝袉栴}：（1）用刻度尺測量O到各計數(shù)點之間的距離如圖乙所示，由此求得打下B、C、D、E、F各點時的速度大小v，其中打C點時的速度vC＝。（用s2、s4、T表示）（2）小車在由O到C過程中合外力做的功WC＝。（用m0、m、g、s3表示）（3）建立v2﹣s坐標(biāo)系，把（vB2，s2）、（vC2，s3）……各數(shù)據(jù)點描繪在坐標(biāo)系中，得到如圖丙所示的圖線．若動能定理成立，則圖線斜率k＝10．（2023?贛州二模）某同學(xué)利用如圖1所示的實驗裝置探究動能定理并測量小車（含遮光條）的質(zhì)量M，已知重力加速度g。（1）具體實驗步驟如下：①該同學(xué)用游標(biāo)卡尺對遮光條的寬度進(jìn)行了測量，讀數(shù)如圖2所示，則遮光條的寬度d＝cm；②按圖1所示安裝好實驗裝置，連接小車的細(xì)繩與長木板平行，掛上砂桶（含少量砂子）；③調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門時遮光條的擋光時間相等；④取下細(xì)繩和砂桶，測量砂子和桶的總質(zhì)量m，并記下；⑤保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于長木板上靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲、乙時的擋光時間；⑥重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)③④⑤步驟。（2）若遮光條的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為L，通過光電門甲、乙時擋光時間分別為t1、t2，該同學(xué)根據(jù)Δ（1t2）=1t22-1t12計算出每次實驗的Δ（1t2），并通過數(shù)據(jù)作出Δ（1t2）﹣m圖像，圖像的延長線恰好可以經(jīng)過坐標(biāo)原點。根據(jù)圖像能得出的實驗結(jié)論是，若已知圖像斜率為k

2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（實驗題）：探究動能定理（10題）參考答案與試題解析一．實驗題（共10小題）1．（2024?沙河口區(qū)校級二模）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置可用于“探究物體所受合力做功與動能變化的關(guān)系”，物理小組同學(xué)們采用如圖所示實驗裝置進(jìn)行探究。實驗要求小車受到的合外力為繩的拉力的合力。實驗中同學(xué)們研究了砂和砂桶的運(yùn)動過程所受合力做功是否等于其動能增量。忽略細(xì)線與滑輪間的摩擦阻力。（1）本實驗不需要（填“需要”或者“不需要”）滿足m遠(yuǎn)小于M的條件。（2）實驗前測出砂和砂桶的總質(zhì)量m，已知重力加速度為g。接通打點計時器的電源，靜止釋放砂和砂桶，帶著小車開始做加速運(yùn)動，讀出運(yùn)動過程中力傳感器的讀數(shù)T，通過紙帶得出起始點O（初速度為零的點）到某點A的位移L，并通過紙帶算出A點的速度v。實驗過程中需要（填“需要”或者“不需要”）平衡小車M所受的摩擦力。（3）對m研究，所需驗證的動能定理的表達(dá)式為D。A.（mg﹣T）L＝mv2B.2（mg﹣T）L＝mv2C.（mg﹣T）L＝2mv2D.（mg﹣2T）L＝2mv2（4）通過紙帶測出了起始點O到不同點A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了v2﹣L圖中所示的實線。那么在保證小車質(zhì)量不變的情況下增加砂的質(zhì)量，重復(fù)實驗，將會得到如v2﹣L圖中虛線甲（填“甲”或者“乙”）所示的圖線?！究键c】探究動能定理；探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）不需要；（2）需要；（3）D；（4）甲【分析】（1）（2）根據(jù)實驗原理分析解答；（3）根據(jù)動能定理的公式解答；（4）根據(jù)動能定理列式，通過分析斜率判斷。【解答】解：（1）實驗中，根據(jù)力傳感器的讀數(shù)可以直接求出小車受到的拉力，不需要滿足m遠(yuǎn)小于M的條件。（2）盡管實驗裝置采用了力傳感器，也需要平衡摩擦力，否則力傳感器的示數(shù)不等于合力大小。（3）對m研究，根據(jù)動能定理有（mg﹣T）×2L=化簡可得（mg﹣2T）L＝2mv2故D正確，ABC錯誤；故選：C。（4）對小車根據(jù)動能定理有2TL=12聯(lián)立解得v2=4g逐漸增加砂的質(zhì)量m，v2﹣L圖像的斜率越大，故在讓小車質(zhì)量不變的情況下逐漸增加砂的質(zhì)量多次做實驗，得到v2﹣L圖中虛線“甲”所示的圖線。故答案為：（1）不需要；（2）需要；（3）D；（4）甲【點評】明確實驗原理往往是解決實驗問題的關(guān)鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實驗類似，可以類比學(xué)習(xí)。2．（2024?黃州區(qū)校級三模）某同學(xué)用圖（a）所示的裝置進(jìn)行“探究動能定理”實驗。（1）用天平測得小車和遮光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤的質(zhì)量為m0。用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，讀數(shù)如圖（b），則d＝0.525cm。按圖（a）所示安裝好實驗裝置，用刻度尺測量兩光電門之間的距離L。（2）在砝碼盤中放入適量砝碼，適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門1和光電門2的時間相等。（3）取下細(xì)線和砝碼盤，記下砝碼的質(zhì)量m。（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門1和光電門2所用的時間Δt1、Δt2。小車從光電門1運(yùn)動至光電門2的過程中，小車動能的變化量ΔEk＝12M（d2Δt22-d2Δt12）（用上述步驟中的物理量表示）。小車下滑過程中，不需要（5）重新掛上細(xì)線和砝碼盤，重復(fù)步驟（2）～（5），比較W合和ΔEk的值，看兩者在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。（6）不考慮空氣阻力，請寫出一條減小由遮光條寬度引起的誤差的建議：可以換用寬度更小的遮光條。【考點】探究動能定理．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）0.525；（4）12M（d2Δt22-d【分析】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的精確度讀數(shù)；（4）根據(jù)動能及做功的公式計算；（6）遮光條越窄，速度越接近瞬時速度?！窘獯稹拷猓海?）游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，讀數(shù)為5mm+0.05×5mm＝5.25mm＝0.525cm（4）小車通過光電門1的速度為v1=小車通過光電門2的速度為v2=則小車的動能變化量為ΔEk=聯(lián)立解得ΔEk=12M根據(jù)題干，已知在砝碼盤中放入適量砝碼，輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門1和光電門2的時間相等，這說明在有砝碼和砝碼盤的情況下小車做勻速直線運(yùn)動。當(dāng)取下砝碼和砝碼盤后，小車所受合外力即為砝碼和砝碼盤的重力，所以不需要測量夾角，合外力做的功為W合＝（m0+m）gL（6）可以換用寬度更小的遮光條。故答案為：（1）0.525；（4）12M（d2Δt22-d【點評】本題考查驗證動能與做功關(guān)系的實驗，理解實驗原理是解題的前提，解題時要知道極短時間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時速度。3．（2024?南充模擬）某學(xué)習(xí)小組用如圖的實驗裝置探究動能定理.他們在氣墊導(dǎo)軌上的B處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，將滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的光滑定滑輪與力傳感器（質(zhì)量忽略不計）相連，力傳感器下方懸掛鉤碼，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，接通氣源，每次滑塊都從氣墊導(dǎo)軌上的A處由靜止釋放。（1）下列實驗要求中，正確的一項是D（填答案標(biāo)號）；A.遮光條要寬一些B.應(yīng)使位置A與光電門間的距離小些C.應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D.應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行（2）實驗時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼的質(zhì)量m，記錄對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，已知遮光條的寬度為d，處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)FL＜12M(dt)2，可導(dǎo)致以上情況的一項是A.滑塊與導(dǎo)軌間存在摩擦力B.導(dǎo)軌左端高于右端C.釋放滑塊時遮光條位于A右側(cè)D.滑輪存在質(zhì)量，轉(zhuǎn)動時有動能（3）另外一組同學(xué)借用上圖的實驗裝置，探究加速度a與合外力F的關(guān)系。處理數(shù)據(jù)時，通過描點要作出線性圖像，應(yīng)作出的圖像是D（填答案標(biāo)號）。A.t-1B.1t-C.1t-FD.t2-1【考點】探究動能定理．【專題】實驗題；定量思想；實驗分析法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）D；（2）C；（3）D【分析】（1）根據(jù)光電門測速原理分析；A、B間的距離越大，長度測量的相對誤差越??；本實驗不需要用鉤碼的重力代替細(xì)線的拉力；細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行可使滑塊受到的合力等于細(xì)線的拉力。（2）根據(jù)動能定理和功能關(guān)系分析各個選項。（3）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)時間與F的表達(dá)式，確定要作出的線性圖像?！窘獯稹拷猓海?）A.遮光條要窄一些，可以減小瞬時速度的測量誤差。故A錯誤；B.為了減小A、B間的距離的測量誤差，應(yīng)使A處與光電門間的距離適當(dāng)大些，故B錯誤；C.由實驗裝置圖可知，繩子拉力可以用力傳感器測得，不需要用鉤碼的重力代替，故不需要滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，故C錯誤；D.為了使滑塊受到的合力等于繩子拉力，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，并使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行，故D正確。故選：D。（2）A.滑塊與導(dǎo)軌間存在摩擦力，根據(jù)動能定理得：FL-fL=12M(B.導(dǎo)軌左端高于右端，根據(jù)動能定理得：FL-Mgh=1C.釋放滑塊時遮光條位于A右側(cè)距離為x處，根據(jù)動能定理得：F(L+x)=12M(dtD.滑輪存在質(zhì)量，轉(zhuǎn)動時有動能，根據(jù)功能關(guān)系得：FL=12M(dt)2+故選：C。（3）滑塊從A處靜止釋放到光電門的過程，根據(jù)牛頓第二定律可得：F＝Ma根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得：2aL=聯(lián)立可得：t可知要作出線性圖像，應(yīng)作出的圖像是t2-1F圖像，故故選：D。故答案為：（1）D；（2）C；（3）D【點評】本題考查了探究動能定理的實驗，題目較簡單。掌握實驗原理與光電門測速原理。掌握實驗操作過程要注意的事項。4．（2024?岳麓區(qū)校級模擬）如圖甲是某同學(xué)探究動能定理的實驗裝置，實驗操作如下：①先測出小車的質(zhì)量M，按圖示安裝好實驗裝置，再測量兩光電門之間的距離L，掛上沙桶并適當(dāng)?shù)谷肷倭可匙樱虎谡{(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門的時間相等；③取下細(xì)繩和沙桶，保持長木板的傾角不變，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門1和2時顯示的時間t1、t2，并測量此時沙子和沙桶的總質(zhì)量m；④重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)步驟②③。（1）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實驗過程的表述正確的是A；A．實驗時，先接通光電門，后釋放小車B．實驗過程需要測出斜面的傾角（2）如圖乙所示，根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，測得小車上遮光片的寬度d＝2.85mm；（3）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，本實驗中，若表達(dá)式mgL=12【考點】探究動能定理．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）A；（2）2.85；（3）mgL=1【分析】（1）根據(jù)實驗原理和注意事項判斷操作的正確定與否；（2）20分度游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，根據(jù)游標(biāo)卡尺的多少規(guī)則讀數(shù)；（3）根據(jù)做功公式求解合力做的功；根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度求解小車分別通過兩光電門的瞬時速度；根據(jù)動能的定義求解動能的增加量；根據(jù)動能定理可以求其需要驗證的表達(dá)式。【解答】解：（1）A.按照操作規(guī)程，應(yīng)先接通光電門后釋放小車，否則可能小車已經(jīng)通過光電門，光電門還沒有工作，測不出小車通過光電門的時間，故A正確；B.實驗過程中，木板傾斜的目的是平衡摩擦力，不需要測出斜面的傾角，故B錯誤。故選：A。（2）20分度游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，遮光條的寬度為d＝2mm+17×0.05mm＝2.85mm。（3）小車從光電門1下滑至光電門2過程合外力做的總功W合＝mgL小車通過光電門1的瞬時速度v通過光電門2的瞬時速度v小車動能的增加量ΔΔE實驗中，若滿足W合＝ΔEk即mgL=上式成立，則驗證了動能定理。故答案為：（1）A；（2）2.85；（3）mgL=1【點評】本題考查了探究功與速度變化的關(guān)系的實驗，考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法；知道極短時間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時速度，同時明確重力勢能和動能的定義，理解動能定理的含義。5．（2024?青羊區(qū)校級模擬）某同學(xué)使用了如圖甲所示的裝置，探究動能定理。（1）用螺旋測微器測量遮光片厚度如圖乙所示，則遮光片厚度d＝2.040mm。（2）本實驗根據(jù)實驗要求平衡了摩擦力，且滿足沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊（包括遮光片）的質(zhì)量。若遮光片寬度是d，沙與桶的質(zhì)量是m，將物塊拉至與光電門B的距離為s的A點，由靜止釋放，物塊通過光電門時遮光片的遮光時間為t，改變沙與桶的質(zhì)量m，重復(fù)上述實驗（保持s不變）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖象，如圖丙所示。圖象的橫坐標(biāo)是m，則圖象的縱坐標(biāo)是(dt)2；若圖線的斜率為k，重力加速度為g，則物塊的質(zhì)量M＝【考點】探究動能定理．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）2.040；（2）(dt【分析】（1）根據(jù)螺旋測微器的精確度讀數(shù)；（2）根據(jù)動能定理分析圖像表達(dá)式，結(jié)合斜率作答。【解答】解（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，讀數(shù)為2.0mm+4.0×0.01mm＝2.040mm；（2）滑塊經(jīng)過光電門的速度為v=沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊（包括遮光片）的質(zhì)量，對物塊根據(jù)動能定理有mgs=12可得(則圖象的縱坐標(biāo)為(dt)2，若圖線的斜率為2gsM物塊的質(zhì)量M=故答案為：（1）2.040；（2）(dt【點評】本題主要考查了動能定理的探究實驗，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作，結(jié)合動能定理和圖像的物理意義即可完成分析。6．（2024?興寧區(qū)二模）某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示裝置探究驗證動能定理。實驗步驟如下：①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量m、重物的質(zhì)量也為m；用螺旋測微器測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離x；②調(diào)整氣墊導(dǎo)軌和輕滑輪，使氣墊導(dǎo)軌和細(xì)線水平；③開動氣泵，讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間Δt和12回答下列問題：（1）測量遮光片的寬度d時，某次螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示。其讀數(shù)為6.870mm，由讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。（2）物塊和遮光片從光電門A到B的過程中，若動能定理成立，其表達(dá)式為gx=3d2Δ【考點】探究動能定理；螺旋測微器的使用與讀數(shù)．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）6.870；偶然誤差；（2）gx=【分析】（1）根據(jù)螺旋測微器的精確度讀數(shù)，由讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差；（2）根據(jù)光電門的時間計算速度，結(jié)合動能定理分析解答。【解答】解：（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，讀數(shù)為6.5mm+37.0×0.01mm＝6.870mm，由讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差。（2）物塊和遮光片從光電門A到B的過程中，若動能定理成立，其表達(dá)式為mgx=12（m+m）(dΔ化簡得：gx=故答案為：（1）6.870；偶然誤差；（2）gx=【點評】理解實驗原理、知道實驗注意事項是解題的前提，根據(jù)題意求出滑塊的速度大小，應(yīng)用動能定理即可解題。7．（2024?瀘州模擬）某實驗小組利用無線力傳感器和光電門傳感器探究“動能定理”。將無線力傳感器和擋光片固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線通過一個定滑輪與重物相連，無線力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平軌道上A、B兩點各固定一個光電門傳感器，用于測量小車的速度v1和v2，如圖所示。在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量，用不同的重物來改變拉力的大小。實驗主要步驟如下：（1）測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1。正確連接所需電路，接下來需要（填“需要”或“不需要”）平衡小車的摩擦力。（2）按合理要求操作后，把細(xì)線的一端固定在力傳感器上，另一端通過定滑輪與重物相連；將小車停在點C，由靜止開始釋放小車，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量細(xì)線拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該測量的數(shù)據(jù)是兩光電門間的距離L；（3）改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)（2）的操作。下表是實驗所得的部分?jǐn)?shù)據(jù)。次數(shù)M/kg|vΔEk/JF/NW/J10.6000.8400.2520.5000.25020.6001.40ΔEk20.8380.41930.6002.500.7501.492W3（4）表格中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，ΔEk為小車、拉力傳感器及車中砝碼的動能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功。表中的ΔEk2＝0.420J，W3＝0.746J（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。（5）該小組組員發(fā)現(xiàn)每組數(shù)據(jù)始終有W＜ΔEk，排除偶然因素造成誤差外，最可能出現(xiàn)以上結(jié)果的原因是平衡摩擦力過大?！究键c】探究動能定理．【專題】定量思想；實驗分析法；功能關(guān)系能量守恒定律；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）由實驗原理作答；（2）要探究動能定理就需要求出力對小車做的總功和小車動能的變化，這就要求必須知道小車發(fā)生的位移即兩光電門間距離；（4）根據(jù)動能的變化量，代入數(shù)據(jù)求解ΔEk2；根據(jù)功的公式W＝FL求解W3；（5）每組數(shù)據(jù)始終有W＜ΔEk，可能出現(xiàn)以上結(jié)果的原因是平衡摩擦力過大了?！窘獯稹拷猓海?）本實驗中傳感器的拉力為研究對象的合力，所以需要平衡小車的摩擦力。（2）根據(jù)動能定理知，因要求總功，有W＝FL所以必須已知小車位移，故除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門間的距離L。（4）由動能的變化量ΔE=1解得ΔEk2＝0.420J根據(jù)表中前兩組數(shù)據(jù)，由功公式W＝FL可求出兩光電門間距離為L=W代入數(shù)據(jù)解得L＝0.5m所以有W3＝1.492×0.5J＝0.746J（5）該小組組員發(fā)現(xiàn)每組數(shù)據(jù)始終有W＜ΔEk，排除偶然因素造成誤差外，最可能出現(xiàn)以上結(jié)果的原因是平衡摩擦力過大了，導(dǎo)致傳感器的拉力比合力要小。故答案為：（1）需要；（2）兩光電門間的距離L；（3）0.420；（4）0.746；（5）平衡摩擦力過大?！军c評】本題考查了判斷小車是否做勻速直線運(yùn)動的方法、考查了實驗數(shù)據(jù)處理；做實驗題時應(yīng)先根據(jù)實驗原理寫出有關(guān)公式再討論即可，同時理解動能定理的應(yīng)用，注意光電門測量瞬時速度的原理。8．（2023?張掖模擬）如圖所示是某同學(xué)探究動能定理的實驗裝置．已知重力加速度為g，不計滑輪摩擦阻力．該同學(xué)的實驗步驟如下：a．將長木板傾斜放置，小車放在長木板上，長木板旁放置兩個光電門A和B，砂桶通過滑輪與小車相連．b．調(diào)整長木板傾角，使得小車恰好能在細(xì)繩的拉力作用下勻速下滑．測得砂和砂桶的總質(zhì)量為m．c．某時刻剪斷細(xì)繩，小車由靜止開始加速運(yùn)動．d．測得擋光片通過光電門A的時間為Δt1，通過光電門B的時間為Δt2，擋光片寬度為d，小車質(zhì)量為M，兩個光電門A和B之間的距離為L．e．依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動能定理．（1）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實驗過程的表述正確的是AC．A．實驗時，先接通光電門，后剪斷細(xì)繩B．實驗時，小車加速運(yùn)動的合外力為F＝MgC．實驗過程不需要測出斜面的傾角D．實驗時，應(yīng)滿足砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M（2）小車經(jīng)過光電門A、B的瞬時速度為vA＝dΔt1、vB＝dΔt2【考點】探究動能定理．【專題】實驗題；動能定理的應(yīng)用專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】實驗操作時應(yīng)先接通光電門后釋放滑塊，小車加速運(yùn)動的合外力為F＝mg，傾斜木板的目的是平衡摩擦力，不需要測出斜面的傾角，根據(jù)實驗原理可知無需考慮砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)是否小于小車質(zhì)量M．本實驗中由于遮光條通過光電門的時間極短，因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度大??；小車從A到B的過程中，其合力做功mgL，系統(tǒng)動能的增加，增量為：ΔE【解答】解：（1）A、按照操作規(guī)程，應(yīng)先接通光電門后釋放滑塊，否則可能滑塊已經(jīng)通過光電門，光電門還沒有工作，測不出滑塊通過光電門A的時間，故A正確．B、平衡時，除了繩子拉力以外的力的合力與繩子的拉力等值反向，實驗時，剪短細(xì)繩，則小車加速運(yùn)動的合外力為F＝mg，故B錯誤．C、實驗過程中，傾斜木板的目的是平衡摩擦力，不需要測出斜面的傾角，故C正確．D、實驗時，剪短細(xì)線，砂和砂桶不隨小車運(yùn)動，無需考慮砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)是否小于小車質(zhì)量M，故D錯誤．故選：AC．（2）由于遮光條比較小，通過光電門的時間極短，因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度分別為：vA=dΔt1、小車從A到B的過程中，其合力做功mgL，系統(tǒng)動能的增加，增量為：ΔEk=1故答案為：（1）AC；（2）dΔt1；dΔ【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理和操作方法，知道光電門測速的方法：在很短位移內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．9．（2023?山東模擬）如圖甲所示是某同學(xué)探究動能變化與合外力做功關(guān)系的實驗裝置．已知重力加速度為g，不計滑輪摩擦阻力．該同學(xué)的實驗步驟如下：步驟1：用天平測量出砝碼盤的質(zhì)量m0，小車質(zhì)量M；步驟2：在砝碼盤內(nèi)放適量m0，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運(yùn)動；步驟3：取下細(xì)線和砝碼盤，記錄砝碼盤中砝碼質(zhì)量m；步驟4：保持長木板傾角不變，接通打點計時器的電源，釋放小車，得到如圖乙所示的紙帶。紙帶上O為打下的第一個點，每隔四個點選取一個計數(shù)點，分別記為A、B、C、D、E、F、G，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T。回答下列問題：（1）用刻度尺測量O到各計數(shù)點之間的距離如圖乙所示，由此求得打下B、C、D、E、F各點時的速度大小v，其中打C點時的速度vC＝s4-s22T。（用s2、（2）小車在由O到C過程中合外力做的功WC＝（m0+）gs3。（用m0、m、g、s3表示）（3）建立v2﹣s坐標(biāo)系，把（vB2，s2）、（vC2，s3）……各數(shù)據(jù)點描繪在坐標(biāo)系中，得到如圖丙所示的圖線．若動能定理成立，則圖線斜率k＝【考點】探究動能定理．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮浚?）s4-s22T；（2）（m0+m）gs【分析】（1）紙帶上BD段的平均速度可以認(rèn)為等于打下C點時的速度；（2）根據(jù)做功的公式解得小車在由O到C過程所受合外力的功；（3）根據(jù)動能定理結(jié)合圖象斜率的意義解答?！窘獯稹拷猓海?）紙帶上BD段的平均速度可以認(rèn)為等于打下C點時的速度，則vC=（2）砝碼盤內(nèi)改適最砝碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能滑長木板向下做勻速運(yùn)動，此時砝碼盤及盤內(nèi)砝碼的總重力等干小車單獨下滑過程中的合外力，即F＝（m0+m）g.，小車在由O到C過程所受合外力的功W＝（m0+m）gs3（3）若動能定理成立，有（m0+m）gs=可知v2=2(m+圖線斜率k=故答案為：（1）s4-s22T；（2）（m0+m）gs【點評】解決本題的關(guān)鍵要掌握實驗的原理和操作方法，知道紙帶速度的計算方法：在很短位移內(nèi)的平均速度代替瞬時速度。10．（2023?贛州二模）某同學(xué)利用如圖1所示的實驗裝置探究動能定理并測量小車（含遮光條）的質(zhì)量M，已知重力加速度g。（1）具體實驗步驟如下：①該同學(xué)用游標(biāo)卡尺對遮光條的寬度進(jìn)行了測量，讀數(shù)如圖2所示，則遮光條的寬度d＝0.530cm；②按圖1所示安裝好實驗裝置，連接小車的細(xì)繩與長木板平行，掛上砂桶（含少量砂子）；③調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門時遮光條的擋光時間相等；④取下細(xì)繩和砂桶，測量砂子和桶的總質(zhì)量m，并記下；⑤保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于長木板上靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲、乙時的擋光時間；⑥重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)③④⑤步驟。（2）若遮光條的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為L，通過光電門甲、乙時擋光時間分別為t1、t2，該同學(xué)根據(jù)Δ（1t2）=1t22-1t12計算出每次實驗的Δ（1t2），并通過數(shù)據(jù)作出Δ（1t2）﹣m圖像，圖像的延長線恰好可以經(jīng)過坐標(biāo)原點。根據(jù)圖像能得出的實驗結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，合外力對小車（含遮光條）做的功等于小車（含遮光條）動能的變化量，若已知圖像斜率為k【考點】探究動能定理．【專題】定量思想；推理法；動能定理的應(yīng)用專題；推理能力．【答案】（1）0.530；（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，合外力對小車（含遮光條）做的功等于小車（含遮光條）動能的變化量，2gL【分析】（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，不需要估讀；（2）根據(jù)實驗的兩個過程，用平衡條件和功及動能的公式求出Δ（1t2）﹣m的表達(dá)式，結(jié)合圖像斜率可求得小車質(zhì)量，并【解答】解：（1）①由圖可得，游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，所以遮光條的寬度為d＝5mm+6×0.05mm＝5.30mm＝0.530cm（2）設(shè)木板傾角為θ，由題意知，掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使小車（含遮光條）沿木板勻速下滑時，滿足：Mgsinθ＝μMgcosθ+mg當(dāng)取下托盤和砝碼，讓小車從起點由靜止出發(fā)沿木板下滑通過光電門時，合外力做功為：W＝MgsinθL﹣μMgcosθL因為小車經(jīng)過光電門的速度為v=即小車經(jīng)過光電門的動能為Ek=令W＝Ek可得：Δ（1t2）可見當(dāng)Δ（1t2）﹣由題意得：2gLM變形解得：M=故答案為：（1）0.530；（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，合外力對小車（含遮光條）做的功等于小車（含遮光條）動能的變化量，2gL【點評】本題考查探究動能定理的實驗，解題關(guān)鍵學(xué)會列解析式，根據(jù)圖像斜率求解。

考點卡片1．螺旋測微器的使用與讀數(shù)【知識點的認(rèn)識】1.構(gòu)造：如圖所示，螺旋測微器的測砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可動刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D'是與測微螺桿F連在一起的，通過精密螺紋套在B上。2.原理：可動刻度E上的刻度為50等份，當(dāng)旋鈕D旋轉(zhuǎn)一周，螺桿F便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退0.5mm，圓周上的可動刻度E有50個等分刻度，其旋轉(zhuǎn)一格，螺桿F前0.550mm，則螺旋測微器的測量可準(zhǔn)確到0.01mm3.讀數(shù)：（1）測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出。（2）測量值（mm）＝固定刻度數(shù)（mm）（注意半毫米刻度線是否露出）+可動刻度數(shù)（估讀到下一位）×0.01（mm）。（3）如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0mm+15.0×0.0lmm＝2.150mm。4.練習(xí)使用螺旋測微器（1）測量A4紙的厚度（2）測量頭發(fā)絲的直徑?！久}方向】用螺旋測微器（千分尺）測小球直徑時，示數(shù)如圖所示，這時讀出的數(shù)值是，單位是．分析：螺旋測微器測量金屬板的厚度時的讀數(shù)分兩步：先讀固定刻度，再讀可動刻度．注意讀可動刻度時要估讀．解答：螺旋測微器測量金屬板的厚度時的讀數(shù)分兩步：由固定刻度讀出整毫米為8mm（應(yīng)注意半毫米刻線是否露出），然后由可動刻度讀出小數(shù)47.3×0.01mm＝0.473mm（3為估讀位），兩個讀數(shù)相加為8.473mm．故答案為：8.473；mm．點評：解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器讀數(shù)的方法：固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)．注意讀固定刻度時看半毫米刻線是否露出，讀可動刻度讀數(shù)時要估讀．【解題思路點撥】1.使用螺旋測微器時的注意事項（1）螺旋測微器應(yīng)估讀一位，亦即以mm作為單位，應(yīng)讀到小數(shù)點后面的第三位。（2）讀數(shù)時，除了觀察固定刻度尺的整毫米刻度線外，特別要注意半毫米刻度線是否露出。2.螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則為測量值（mm）＝固定刻度數(shù)（mm）（注意半毫米刻度線是否露出）+可動刻度數(shù)（估讀到下一位）×0.01（mm）。3.因為螺旋測微器的讀數(shù)總是估讀到0.001mm，所以螺旋測微器又叫千分尺。2．探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系【知識點的認(rèn)識】一、實驗?zāi)康?．學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律．2．驗證牛頓第二定律．3．掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．二、實驗原理探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個參量﹣﹣小車的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量m，討論加速度a與m的關(guān)系．三、實驗器材打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼．四、實驗步驟（一）測質(zhì)量1．用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M，小盤和砝碼的總質(zhì)量m，把測量結(jié)果記錄下來．（二）儀器安裝及平衡摩擦力2．按下圖把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在車上，即不給小車施加牽引力．3．平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板．反復(fù)移動木板的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．這時，小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡．（三）保持小車的質(zhì)量不變4．把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，打完點后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼．5．保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m′記錄下來，重復(fù)步驟4．在小盤內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m″，再重復(fù)步驟4．6．重復(fù)步驟5三次，得到三條紙帶．7．在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計數(shù)點，測量各個計數(shù)點到O計數(shù)點間的距離，算出與每條紙帶對應(yīng)的小車加速度的值．8．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點，如果這些點是在一條過原點的直線上，便證明了加速度與作用力成正比．（四）保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變9．保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼，重復(fù)上面的實驗，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點．如果這些點是在一條過原點的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比．五、注意事項1．平衡摩擦力：就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車施加任何牽引力，并要讓小車拖著打點的紙帶運(yùn)動．整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力．2．實驗條件：每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出．只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力．3．操作順序：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車．六、誤差分析1．質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會造成誤差．2．因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差：本實驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力（實際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力），存在系統(tǒng)誤差．小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越?。?．平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實驗一樣（比如要掛好紙帶、接通打點計時器），勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點計時器打出的紙帶上各點的距離相等．【命題方向】題型一：對原理的理解和誤差的分析a、b、c、d四位同學(xué)做《驗證牛頓第二定律》的實驗，設(shè)小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為M，砂及砂桶的總質(zhì)量為m，分別得出如圖a、b、c、d四個圖線，其中圖a、b、c是a﹣F圖線，圖d是a-1M圖線，則以下說法中正確的是A．a(chǎn)和b較好地把握了實驗條件M＞＞mB．c和d則沒有把握好實驗條件M＞＞mC．a(chǎn)同學(xué)長木板的傾角太大，而b同學(xué)長木板傾角太小D．a(chǎn)、b、c三同學(xué)中，c同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當(dāng)清楚．解：A、在a﹣F圖中，當(dāng)M＞＞m時，a與F成線性關(guān)系，由圖示圖象可知，a、b較好地把握了實驗條件：M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m，故A正確；B、隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時，圖象上部會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，所以圖象c和d沒有把握好實驗條件M遠(yuǎn)大于m，故B錯誤；C、由圖a所示圖象可知，圖象在F軸上有截距，說明實驗沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a的傾角太小，由圖b所示圖象可知，圖象在a軸上有截距，說明平衡摩擦力過度，木板傾角太大，故C錯誤；D、由圖c所示圖象可知，圖象過原點，c同學(xué)恰好平衡摩擦力，圖象a、b沒有過原點，a、b沒有恰好平衡摩擦力，故D正確；故選：AD．點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．【解題方法點撥】a﹣F圖線只有在F是小車實際合外力的情況下才是過原點的直線，本實驗中平衡摩擦力后，小車受到的合外力是繩子的拉力，對小車和吊盤分別列牛頓定律方程：FT＝Ma，mg﹣FT＝ma，可解得：a=mgM+m，F(xiàn)T=MM+m?mg．本實驗數(shù)據(jù)小車的合外力認(rèn)為就是mg，只有在M?m時FT≈mg，a﹣F圖線才接近直線，一旦不滿足3．探究動能定理【知識點的認(rèn)識】1．實驗?zāi)康模海?）探究功與物體速度變化的關(guān)系。（2）感悟?qū)嶒灧桨傅脑O(shè)計和實驗數(shù)據(jù)的處理方法。2．實驗的方法：如圖所示，依次用1根、2根、3根…同樣的橡皮筋與物體相連接，并且每次將橡皮筋拉伸相同的長度，這樣操作，無須計算就可知道橡皮筋對物體所做的功依次為W、2W、3W…而每次橡皮筋對物體做功后的速度，可用打點計時器測出。3．實驗器材：本實驗需要的器材有：打點計時器（含紙帶、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、連接導(dǎo)線）、同種橡皮條（10根