一、實驗目的一、實驗目的 (1)探究外力做功與物體速度的關系。探究外力做功與物體速度的關系。 (2)通過分析論證和實驗探究的過程，培養(yǎng)實驗探究能通過分析論證和實驗探究的過程，培養(yǎng)實驗探究能力和創(chuàng)新精神。力和創(chuàng)新精神。 二、實驗原理二、實驗原理 (1)不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做功數(shù)確定對小車做功W、2W、3W、 (2)由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。這樣，帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。這樣，進行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。進行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。 (3)以橡皮筋對小車做的功為縱坐標，分別以小車以橡皮筋對小車做的功為縱坐標，分別以小車獲得的速度獲得的速度v、v2為橫坐標，作出為橫坐標，作出Wv、Wv2曲線，分析這些曲線，可以得知橡皮筋對小車做曲線，分析這些曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關系。的功與小車獲得的速度的定量關系。 三、實驗器材三、實驗器材 小車小車(前面帶小鉤前面帶小鉤)、長木板、長木板(兩側適當?shù)膶ΨQ位置釘兩側適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘兩個鐵釘)、打點計時器及紙帶、學生電源及導線、打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用使用電火花計時器時不用學生電源電火花計時器時不用學生電源)、56條相同的橡皮筋、條相同的橡皮筋、刻度尺。刻度尺。 四、實驗步驟四、實驗步驟 (1)按圖實按圖實51所示將實驗儀器安裝好。所示將實驗儀器安裝好。圖實圖實51 (2)平衡摩擦力：在長木板的有打點計時器的一端平衡摩擦力：在長木板的有打點計時器的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車上不下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車上不掛橡皮筋時，紙帶打出的點間距均勻，即小車能勻速運掛橡皮筋時，紙帶打出的點間距均勻，即小車能勻速運動為止。動為止。 (3)分別用分別用1條、條、2條、條、3條、條、4條條橡皮筋做實驗，橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度都與第一次相同。這時橡皮筋實驗中橡皮筋拉伸的長度都與第一次相同。這時橡皮筋對小車做的功分別為對小車做的功分別為W、2W、3W，標記好每次實，標記好每次實驗得到的紙帶。驗得到的紙帶。圖實圖實52五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理(2)實驗數(shù)據(jù)記錄：實驗數(shù)據(jù)記錄：橡皮筋條橡皮筋條數(shù)數(shù)位移位移x/m時間時間t/s速度速度v(ms1)速度平方速度平方v2(m2s2) (3)實驗數(shù)據(jù)處理及分析：實驗數(shù)據(jù)處理及分析： 觀察法：當橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的觀察法：當橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時，觀察小車的速度或速度的平方如何變化，功成倍增加時，觀察小車的速度或速度的平方如何變化，有何變化規(guī)律。有何變化規(guī)律。 圖象法：在坐標紙上圖象法：在坐標紙上(圖實圖實53)畫出畫出Wv或或Wv2圖線圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位以一根橡皮筋做的功為單位)。 (4)實驗結論：從圖象可知做功與物體速度變化的關系為實驗結論：從圖象可知做功與物體速度變化的關系為Wv2。圖實圖實53 六、注意事項六、注意事項 (1)平衡摩擦力很關鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿平衡摩擦力很關鍵，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，由打點斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角。找到木板一個合適的傾角。 (2)測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的。選小車做勻速運動狀態(tài)的。 (3)橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。 (4)小車質量應大一些，使紙帶上打的點多一些。小車質量應大一些，使紙帶上打的點多一些。 七、誤差分析七、誤差分析 (1)誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。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傾角過大。沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大。 (3)利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。帶來誤差。實驗原理與操作實驗原理與操作 例例1“探究動能定理探究動能定理”的實驗裝置如圖實的實驗裝置如圖實54所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為車做的功記為W0，當用，當用4條、條、6條、條、8條條完全相同的完全相同的橡皮筋并在一起進行第橡皮筋并在一起進行第2次、第次、第3次、第次、第4次次實驗時，實驗時，橡皮筋對小車做的功記為橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0每次實驗每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。打的紙帶測出。圖實圖實54(1)關于該實驗，下列說法正確的是關于該實驗，下列說法正確的是 ()A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46 VB實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出 D利用每次測出的小車最大速度利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功和橡皮筋做的功W，依次作出依次作出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關系的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關系 (2)如圖實如圖實55給出了某次在正確操作情況下打出的紙給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點點到到A、B、C、D、E各點的距離分別為各點的距離分別為OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm。已。已知相鄰兩點打點時間間隔為知相鄰兩點打點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度，則小車獲得的最大速度vm_ m/s。圖實圖實55答案答案(1)CD(2)0.83題組演練題組演練1關于關于“探究動能定理探究動能定理”的實驗，下列敘述正確的是的實驗，下列敘述正確的是()A每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值值B每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C放小車的長木板應該盡量使其水平放小車的長木板應該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦解析：本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實耳，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了，驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了，A不正確；每次實驗橡皮不正確；每次實驗橡皮筋伸長的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各筋伸長的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實驗時，橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，次實驗時，橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，B不正確；小車運動中會受到阻力，只有使木板傾斜到一不正確；小車運動中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，平衡掉摩擦力才能減小誤差，定程度，平衡掉摩擦力才能減小誤差，C不正確；實驗不正確；實驗時，應該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再時，應該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確。正確。答案：答案：D2探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖實關系，實驗裝置如圖實56所示，實驗主要過程如所示，實驗主要過程如下：下：(1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W圖實圖實56A本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當用次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當用1條橡皮條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用，用2條、條、3條條橡皮筋并在一起進行第橡皮筋并在一起進行第2次、第次、第3次次實驗時，實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是橡皮筋對小車做的功分別是2W、3WB小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景逍≤囘\動中會受到阻力，補償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景暹m當傾斜。適當傾斜。C某同學在一次實驗中得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，某同學在一次實驗中得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。斜或傾角太小。D根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法是以根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算。紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算。解析：放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運動，解析：放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運動，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運動。本實驗中等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運動。本實驗中測的速度是小車勻速運動的速度，而不是整個過程的平均速度，測的速度是小車勻速運動的速度，而不是整個過程的平均速度，因此研究紙帶上打下的點一定是那些均勻分布的點。因此研究紙帶上打下的點一定是那些均勻分布的點。答案：答案：D數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例例2某同學用如圖實某同學用如圖實57所示的實驗裝置探所示的實驗裝置探究小車動能變化與合力對它所做功的關系。圖中究小車動能變化與合力對它所做功的關系。圖中A為小為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪足夠長的木板上，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦。實驗時，先接為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦。實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。圖實圖實57 該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為點開始記為0點，順次選取點，順次選取5個點，分別測量這個點，分別測量這5個點到個點到0之間的距離，并計算出它們與之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差點之間的速度平方差v2(v2v2v02)，填入下表：，填入下表：點跡點跡x/cmv2/(m2s2)0123451.603.606.007.009.200.040.090.150.180.23圖實圖實58 (1)請以請以v2為縱坐標，以為縱坐標，以x 為橫坐標在坐標圖實為橫坐標在坐標圖實58中作出中作出v2x 圖象。若測出小車質量為圖象。若測出小車質量為0.2 kg，結合，結合圖象可求得小車所受合力的大小為圖象可求得小車所受合力的大小為_N。 (2)若該同學通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合力小于彈簧若該同學通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合力小于彈簧測力計讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍。你認為主測力計讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍。你認為主要原因是要原因是_，實驗操作，實驗操作中改進的措施是中改進的措施是_。 解析解析由由v2v022ax可知可知v22ax， 在在v2x圖象中，斜率圖象中，斜率k2a2.5， 由由Fma，得，得F0.25 N。答案答案(1)圖象如圖實圖象如圖實59所示所示0.25圖實圖實59(2)小車滑行時所受摩擦阻力較大將木板左側墊高，小車滑行時所受摩擦阻力較大將木板左側墊高，使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力題組演練題組演練3在在“探究恒力做功與動能改變的關系探究恒力做功與動能改變的關系”的實驗中，某的實驗中，某實驗小組采用如圖實實驗小組采用如圖實510所示的裝置。實驗步驟所示的裝置。實驗步驟如下：如下：圖實圖實510(1)把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器；時器；(2)改變長木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙改變長木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；帶受到的摩擦力；(3)用細線將長木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂用細線將長木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連；桶相連；(4)接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點；時器就在紙帶上打下一系列的點；(5)測出測出x、x1、x2(如圖實如圖實511)，已知電磁打點計時器，已知電磁打點計時器的打點周期為的打點周期為T，則：，則：圖實圖實511判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是平衡的直接證據(jù)是_。本實驗還需直接測量的物理量是本實驗還需直接測量的物理量是_。(用文字說明并用相應的符號表示用文字說明并用相應的符號表示)探究結果的表達式是探究結果的表達式是_。(用相應的符號表示用相應的符號表示)解析：根據(jù)紙帶上的點跡是否均勻來判斷是否平衡了解析：根據(jù)紙帶上的點跡是否均勻來判斷是否平衡了摩擦力，確定運動小車的速度應選用點跡清晰、均勻摩擦力，確定運動小車的速度應選用點跡清晰、均勻的部分來求解。確定小車動能的變化必須知道小車的的部分來求解。確定小車動能的變化必須知道小車的質量質量M，細線對小車做功是通過砂桶拉細線實現(xiàn)的，細線對小車做功是通過砂桶拉細線實現(xiàn)的，還應知道砂和砂桶的質量還應知道砂和砂桶的質量m。4(2013鄭州模擬鄭州模擬)某實驗小組想測量木板對木塊的摩擦力所某實驗小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功。裝置如圖實做的功。裝置如圖實512甲，一木塊放在粗糙的水平甲，一木塊放在粗糙的水平長木板上，右側拴有一細線，跨過固定在木板邊緣的滑輪長木板上，右側拴有一細線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊左側與穿過打點計時器的紙帶相連，長與重物連接，木塊左側與穿過打點計時器的紙帶相連，長木板固定在水平實驗臺上。實驗時，木塊在重物牽引下向木板固定在水平實驗臺上。實驗時，木塊在重物牽引下向右運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向右做勻減速運動，如圖右運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向右做勻減速運動，如圖乙給出了重物落地后打點計時器打出的紙帶，紙帶上的小乙給出了重物落地后打點計時器打出的紙帶，紙帶上的小黑點是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有黑點是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點個點(圖中未標出圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖所示。打點計時器所用交流電頻率為計數(shù)點間的距離如圖所示。打點計時器所用交流電頻率為50 Hz，不計紙帶與木塊間的拉力。，不計紙帶與木塊間的拉力。圖實圖實512(1)可以判斷紙帶的可以判斷紙帶的_(填填“左端左端”或或“右端右端”)與木塊與木塊連接。根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算打點計時器在打下連接。根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算打點計時器在打下A點點和和B點時木塊的速度點時木塊的速度vA_m/s，vB_m/s。(結果保留兩位有效數(shù)字結果保留兩位有效數(shù)字)(2)要測量在要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB，還，還需要的實驗器材是需要的實驗器材是_，還應測量的物理，還應測量的物理量是量是_。(填入所選實驗器材和物理量前的字母填入所選實驗器材和物理量前的字母)A木板的長度木板的長度lB木塊的質量木塊的質量m1C木板的質量木板的質量m2 D重物的質量重物的質量m3E木塊運動的時間木塊運動的時間t FAB段的距離段的距離xABG天平天平 H秒表秒表I彈簧測力計彈簧測力計(3)在在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功的關系式段木板對木塊的摩擦力所做的功的關系式WAB_。用用vA、vB和第和第(2)問中測得的物理量的字問中測得的物理量的字母表示母表示實驗的改進與創(chuàng)新實驗的改進與創(chuàng)新圖實圖實513 同學們設計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù)。其中同學們設計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù)。其中L1、L2、L3、L4代表物體分別從不同初始位置處無初速釋代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，放時初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4表示物體每次通過表示物體每次通過Q點的速度。點的速度。 實驗次數(shù)實驗次數(shù)1234LL1L2L3L4vv1v2v3v4 他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的Lv圖象，圖象，并得出結論并得出結論Wv2。他們的做法是否合適，你有什么好。他們的做法是否合適，你有什么好的建議？的建議？ 在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小_(填填“會會”或或“不會不會”)影響探究出的結果。影響探究出的結果。解析解析采用表格方法記錄數(shù)據(jù)，合理。繪制的采用表格方法記錄數(shù)據(jù)，合理。繪制的Lv圖象是曲線，不能得出結論圖象是曲線，不能得出結論Wv2。為了更直觀地看出。為了更直觀地看出L和和v的變化關系，應該繪制的變化關系，應該繪制Lv2圖象。重力和摩擦力的圖象。重力和摩擦力的總功總功W也與距離也與距離L成正比，因此不會影響探究的結果。成正比，因此不會影響探究的結果。答案答案不合適，應進一步繪制不合適，應進一步繪制Lv2圖象不會圖象不會 一、本題創(chuàng)新點分析一、本題創(chuàng)新點分析 1源于教材源于教材本例中的實驗目的及數(shù)據(jù)處理方本例中的實驗目的及數(shù)據(jù)處理方法與本實驗是相同的。法與本實驗是相同的。 2高于教材高于教材本例中物體的速度是用速度傳本例中物體的速度是用速度傳感器測定的，本例中摩擦阻力很小，可忽略不計，故感器測定的，本例中摩擦阻力很小，可忽略不計，故無需再平衡摩擦力。數(shù)據(jù)處理時，縱軸用物體下滑的無需再平衡摩擦力。數(shù)據(jù)處理時，縱軸用物體下滑的位移位移L，而不是用合力的功，而不是用合力的功W。 二、本實驗還可以從以下方面進行改進創(chuàng)新二、本實驗還可以從以下方面進行改進創(chuàng)新 (一一)實驗器材的創(chuàng)新實驗器材的創(chuàng)新 1如果提供速度傳感器和力電傳感器，該實驗應如何如果提供速度傳感器和力電傳感器，該實驗應如何操作？操作？ 如圖實如圖實514所示，將拉力傳感器固定在小車上，平所示，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，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在水平桌面上相距一定距離L的的A、B兩點各安裝一個速度傳兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車通過感器，分別記錄小車通過A、B時的速度大小，改變鉤碼的數(shù)時的速度大小，改變鉤碼的數(shù)量，分別得到對應拉力的功量，分別得到對應拉力的功W和和v2(即即vA2vB2)，也可驗證，也可驗證得到得到Wv2的結論。的結論。圖實圖實514 2如果提供鐵架臺、打點計時器，重物，紙帶，該如果提供鐵架臺、打點計時器，重物，紙帶，該實驗又如何操作。實驗又如何操作。 如圖實如圖實515甲所示將紙帶固定在重物上，讓紙帶甲所示將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器或電磁打點計時器。先用手提著紙帶，穿過電火花計時器或電磁打點計時器。先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方。然后接通電源，松開使重物靜止在靠近計時器的地方。然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點。得到的紙帶如圖乙所示。小點。得到的紙帶如圖乙所示。圖實圖實515 O點為計時器打下的第點為計時器打下的第1個點，在紙帶上取相等距離個點，在紙帶上取相等距離的點的點A、B、C，運算得到，運算得到vA2、vB2、vC2，重物，重物從從O到到A、B、C重力所做的功分別為重力所做的功分別為W、2W、3W，由此，也可驗證得，由此，也可驗證得Wv2的結論。的結論。 (二二)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1在數(shù)據(jù)處理時，可用小車的動能增量在數(shù)據(jù)處理時，可用小車的動能增量Ek作為縱作為縱軸，小車拉力的功軸，小車拉力的功W作橫軸作出作橫軸作出EkW圖象。圖象。 2因小車合力一定時，合力的功因小車合力一定時，合力的功W與小車位移與小車位移L成成正比，因此，可以做出正比，因此，可以做出Lv2圖象或圖象或LEk圖象。圖象。題組演練題組演練5某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能動能定理定理”，如圖實，如圖實516所示，他們將拉力傳感器固定所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力的大小。鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力的大小。在水平桌面上相距在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B兩點各安裝一個速兩點各安裝一個速度傳感器記錄小車通過度傳感器記錄小車通過A、B時的速度大小。小車中可時的速度大小。小車中可以放置砝碼。以放置砝碼。圖實圖實516(1)實驗主要步驟如下：實驗主要步驟如下：測量測量_和拉力傳感器的總質量和拉力傳感器的總質量M1；把細線的；把細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；連；正確連接所需電路；將小車停在將小車停在C點，點，_，小車在細線拉動下運動，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度；時的速度；在小車中增加砝碼，或在小車中增加砝碼，或_，重復，重復的操作。的操作。(2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是是M1與小車中砝碼質與小車中砝碼質量量m之和；之和；|v22v12|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量可以據(jù)此計算出動能變化量E；F是拉力傳感器受到的拉力；是拉力傳感器受到的拉力；W是是F在在A、B間所做的功。表格中間所做的功。表格中E3_，W3_。(結果保留三位有效數(shù)字結果保留三位有效數(shù)字) 數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表 M/kg次數(shù)次數(shù)W/JF/NE/J0.2000.4000.1900.7600.50010.4200.8400.4131.650.5002W31.220E32.400.50031.212.4201.202.401.00041.432.8601.422.841.0005(3)根據(jù)上表，請在圖實根據(jù)上表，請在圖實517中的方格紙上作出中的方格紙上作出EW圖線。圖線。圖實圖實517答案：答案：(1)小車小車然后釋放小車然后釋放小車減少砝碼減少砝碼(2)0.6000.610(3)如圖所示如圖所示6(2013三門峽模擬三門峽模擬)某學習小組在某學習小組在“探究功與速度變探究功與速度變化關系化關系”的實驗中采用了如圖實的實驗中采用了如圖實518所示的實驗所示的實驗裝置。裝置。圖實圖實518(1)將氣墊導軌接通氣泵，通過調平螺絲調整氣墊導軌使將氣墊導軌接通氣泵，通過調平螺絲調整氣墊導軌使之水平，檢查是否調平的方法是之水平，檢查是否調平的方法是_。(2)如圖實如圖實519所示，游標卡尺測得遮光條的寬度所示，游標卡尺測得遮光條的寬度d_cm。實驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤。實驗時，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標記，以保證每次上，向后拉伸一定的距離，并做好標記，以保證每次拉伸的距離恒定?，F(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離拉伸的距離恒定?，F(xiàn)測得掛一根橡皮條時，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為橡皮條后，經(jīng)過光電門的時間為t，則滑塊最后勻速，則滑塊最后勻速運動的速度表達式為運動的速度表達式為_(用字母表示用字母表示)。圖實圖實519(3)逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過光電門的時間，并計算出對應的速度。則畫出的間，并計算出對應的速度。則畫出的Wv2圖象應是圖象應是_。解析：解析：(1)檢查導軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣檢查導軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導軌上，看其是否滑動墊導軌上，看其是否滑動(或將滑塊輕放在氣墊導軌上，或將滑塊輕放在氣墊導軌上，輕推滑塊看是否勻速運動輕推滑塊看是否勻速運動)。7.物體在空中下落的過程中，重力做物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為正功，物體的動能越來越大，為了探究重力做功和物體動能變化了探究重力做功和物體動能變化的定量關系，我們提供了如圖實的定量關系，我們提供了如圖實520所示的實驗裝置。所示的實驗裝置。(1)某同學根據(jù)所學的知識結合題某同學根據(jù)所學的知識結合題圖設計了一個本實驗情境的命題：圖設計了一個本實驗情境的命題：如圖所示，測量質量為如圖所示，測量質量為m的小球在重力的小球在重力mg作用下從作用下從圖實圖實520開始端自由下落至光電門處發(fā)生的開始端自由下落至光電門處發(fā)生的_，通過光，通過光電門時的電門時的_，探究重力做的功，探究重力做的功_與小與小球動能變化量球動能變化量_的定量關系。的定量關系。(請在請在空格處空格處填寫物理量的名稱和對應符號，在填寫物理量的名稱和對應符號，在空格處填寫數(shù)學空格處填寫數(shù)學表達式表達式)(2)某同學根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)：某同學根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)：(取取g10 m/s2)用天平測出小球的質量為用天平測出小球的質量為0.50 kg；用游標卡尺測出小球的直徑為用游標卡尺測出小球的直徑為10.00 mm。用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80 cm；電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；電磁鐵斷電時，小球自由下落；電磁鐵斷電時，小球自由下落；在小球經(jīng)過光電門時，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門在小球經(jīng)過光電門時，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為所用時間為2.50103 s，由此可算出小球經(jīng)過光電門時，由此可算出小球經(jīng)過光電門時的速度為的速度為_m/s；計算得出重力做的功為計算得出重力做的功為_J，小球動能變化量為，小球動能變化量為_J。(結果保留三位有效數(shù)字結果保留三位有效數(shù)字)。(3)試根據(jù)試根據(jù)(2)對本實驗得出結論：對本實驗得出結論：_。解析：解析：(1)首先明確實驗原理：重力做的功等于物體增加首先明確實驗原理：重力做的功等于物體增加的動能。所以測量小球下落的位移的動能。所以測量小球下落的位移x和下落位移和下落位移x時所對時所對應的瞬時速度應的瞬時速度v，比較重力做的功，比較重力做的功Wmgx和動能的增加和動能的增加量量Ekmv2的關系即可驗證命題的正確性。的關系即可驗證命題的正確性。4044.00(3)在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量相等物體動能的變化量相等