题目内容

“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0．当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．

①关于该实验，下列说法正确的是

A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6V
B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm…的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系．
②图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，．已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=
0.82
0.82
m/s．
分析：（1）实验原理：橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系．
（2）橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：w=
1
2
mv2的关系，所以当小车质量一定时：w与v2成正比．
解答：解：①A：打点计时器使用的交流电源，故A错误．
B：实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系．故B错误．
C：小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功，所以小车必须从同一位置由静止弹出．故C正确．
D：橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：w=
1
2
mv2的关系，所以当小车质量一定时：w与v2成正比．所以最好做w与v2的关系，实验时需要画多个图象找最好的，故D正确．
故选：CD
②从纸带上我们可判断出打C点时，小车具有最大的速度
vC可由B到D的平均速度求出：
即：vC=
xBD
2×0.02
=
(10.40-7.12)×10-2
2×0.02
=0.82m/s
故答案为：①CD
②0.82
点评：实验原理是：w=
1
2
mv2，实验中要清楚是如何改变w，如何获得的速度v即可．
练习册系列答案
相关题目
（1）关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是
D
D

A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（2）在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A．打点计时器；B．天平；C秒表；D．低压交流电源；E．电池； F．纸带；G．细线、砝码、小车、砝码盘；H．薄木板．
①其中多余的器材是
CE
CE
，缺少的器材是
毫米刻度尺
毫米刻度尺
．
②测量时间的工具是
打点计时器
打点计时器
；测量质量的工具是
天平
天平
．
③如图实所示是打点计时器打出的小车（质量为m）在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T．请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式
F?xAB=
1
2
m
x
2
B
-
x
2
A
4T2
F?xAB=
1
2
m
x
2
B
-
x
2
A
4T2
．
（1）有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻10kΩ）     B．电压表（0～10V，内阻20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻1Ω）      D．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）
E．滑动变阻器（5Ω，1A）           F．滑动变阻器（500Ω，0.2A）
①实验中电压表应选用
 
，电流表应选用
 
．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用
 
（用序号字母表示）．
②请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．
③根据U-I图象，当灯泡两端所加电压为3.2V时，电功率为
 
W
（2）在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
①若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则
 

A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
②若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是
 
．
A．直尺　B．游标卡尺
C．天平　D．弹簧测力计　E．秒表
③设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为
 
．（用装置图中的字母表示）
（3）在用如图5所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是
 

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度．精英家教网

 

1.关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是（      ）

A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致

C．放小车的长木板应该尽量使其水平

D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

2.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池； F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．

①其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．

②测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是____________________．

③如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式．

_________________________________________________________________________________

 

 

用如实图5-1所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是(填字母代号)(　　)．

A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动

B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样

C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值

D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值

E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源

F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

实图5-1

某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如实图5-3所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B点时的速度大小，小车中可以放置砝码．

 (1)实验主要步骤如下：

①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．

②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度．

③在小车中增加砝码或________，重复②的操作．

(2)下列表格是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v－v|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)

数据记录表

次数

M/kg

ΔE/J

F/N

W/J

1

0.500

0.76

0.190

0.400

0.200

2

0.500

1.65

0.413

0.840

0.420

3

0.500

2.40

ΔE3

1.220

W3

4

1.000

2.40

1.200

2.420

1.210

5

1.000

2.84

1.420

2.860

1.430

(3)根据表格，请在图中的方格纸上作出ΔEW图线．

实图5-3

 

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