题目内容

某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是______．
A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B．实验操作时要先放小车，后接通电源
C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
（2）除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有______．
（3）如图2所示，为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来______．
（1）A、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确．
B、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误．
C、在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误．
D、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故D正确．
故选：AD．
（2）由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．
（3）小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．
由v
t
2
=
x
t
可知，vA=
x1
4T
，vB=
x2
4T
．所以小车动能的改变量为：
1
2
MvB2-
1
2
MvA2=
1
2
M(
x2
4T
)2-
1
2
M(
x1
4T
)2=
M(
x22
-
x21
)
32T2

本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx=
M(
x22
-
x21
)
32T2
．
故答案为：（1）AD，（2）刻度尺、天平，（3）mgx=
M(
x22
-
x21
)
32T2
．
练习册系列答案
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如图所示，踢出的足球从1到达2位置的上升过程中，足球所受的重力做      功（选填“正”或“负”），重力势能       （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
如图1所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置．他将光电门固定在直轨道上的O点，用同一重物通过细线拉同一小车，每次小车都从不同位置由静止释放，各位
置A、B、C、D、E、F、G（图中只标出了O、G）离O点的距离d分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm，56cm．
（1）该实验是否需要测量重物的重力______（填“需要”或“不需要”）；
（2）该实验是否必须平衡摩擦力？______（填“是”或“否”）；
（3）为了探究做功与速度变化的规律，依次得到的实验数据记录如表所示．请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图．
（4）从图2的图象得到的直接结论是______，从而间接得到做功与物体速度变化的规律是______．
实验次数1234567
d/×10-2m8.0016.0024.0032.0040.0048.0056.00
v/（m/s）0.490.690.850.991.091.211.50
v2/（m/s）20.240.480.720.981.191.462.25
v
/（m/s）
3
2
0.700.830.921.001.041.101.23
某同学采用如图所示的装置探究“恒力做功与动能改变的关系”，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：
（1）______；
（2）______．
如图的装置，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中关于橡皮筋做功，下列说法正确的是：（　　）
A．橡皮筋做的功可以直接测量
B．橡皮筋在小车运动的全过程中始终做功
C．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋对小车做功也增加为原来的两倍
D．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，小车经平衡摩擦力后，挂上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小车弹出，脱离橡皮筋沿木板滑行．

①实验时打点计时器与学生电源按图乙连接，正确的连接是______（填“A”或“B”）
②实验中，甲、乙俩同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功．
甲同学：改变相同橡皮筋的条数，小车每次到同一位置释放；
乙同学：保持橡皮筋的条数不变，小车每次拉倒不同的位置释放．
你认为______（填“甲”或“乙”）同学的方法更合理．
③从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，小车的运动可能是______
A．匀加速运动B．匀减速运动C．加速度增大的加速运动D．加速度减小的加速运动
④实验中测得小车质量为1.0kg，某次实验得到的纸带及测量数据如图所示，测得小车获得的动能为______J（保留两位有效数字）．打点计时器工作频率为50Hz．
以下关于动能和动量的关系正确的是（　　）
A．物体的动能改变，其动量也一定改变
B．物体的动量改变，则其动能一定改变
C．动能是矢量，动量是标量
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如图所示，用平行于斜面的拉力F拉着木箱沿粗糙斜面加速向上移动。下列说法中正确的是
A．拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B．拉力F对木箱所做的功等于木箱克服摩擦力所做的功与克服重力所做的功之和
C．拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能
D．拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和
（6分）某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理”的实验。在尽量减小摩擦阻力的情况
下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的
点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且为开始打出的第一点，之间有若干点未标出，
相邻计数点的时间间隔为，重力加速度取。

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（3）列举一种能有效减小实验误差的做法_____________________________________.

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