动能定理实验题

实验探究动能定理

1、在探究“动能定理”的实验中，下列物理量中需要直接测量的是：（）

A、重锤的质量；

B、重力加速度；

C、重锤下落的高度；

D、重锤下落某一高度所对应的瞬时速度。

2、（10分）某同学安装如图甲的实验装置，探究外力做功与物体动能变化的关系．①此实验中，应当是让重物做运动，（“需要”、“不需要”）测出重物的质量；

②该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．

求得B点对应的速度＝m/s，若再求得D点对应的速度为，测出重物下落的高度为，则还应计算与大小是否相等（填字母表达式）；

③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题

是

，研究纸带时存在的问题

是

，实验误差可能较大．

3、某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图实－5－11所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

图实－5－11

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

(1)你认为还需要的实验器材有____________．

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质

量应满足的实验条件是__________________________，实验时首先要做的步骤是

________________．

(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙，用

天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1＜v2)．则本实验最终要验证的数学表达式为______________．(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

4、（13分）某实验小组采用图11所示的装置探究“动能定理”。图中小车中可放置砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。打点计时器工作频率为50Hz.

（1）实验的部分步骤如下：

①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车

和钩码；

②将小车停在打点计时器附近，，，小车

拖动纸带，打点计时器上打下一列点，；

③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。

（2）图12是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将

．．．．．．。

．．．．．．．．．1．中的相应位置

．．C．点的测量结果填在表

（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功。

（4）实验小组根据实验数据绘出了图13中的图线（其中2022v v v -=∆）。根据图线可

获得的结论是 。要验证“动能定理”还需测量的物理量是摩擦力和 。

5、（10分）某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。如图12，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。在水平面上相距50.0cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器， 记录小车通过A 、B 时的速度大小、小车中可以放置砝码。

（1）试验主要步骤如下：

①测量 和拉力传感器的总质量M 1；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 时的速度；

③在小车中增加砝码，或 ，重复②的操作．

（2）表1是他们测得的一组数据，期中M 是M 1与小车中砝码质量之和，2

122v 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△E ，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△E 3= ，W 3= ．（结果保留三位有效数字）

（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出△E -W 图线．

答案：1、CD 2、①自由落体（1分）、不需要（1分）；

②0.19（2分）、（2分）、（2分）（上两式同乘了m 不扣分，若只有其中一式乘m 扣该式的2分）；

③重物会落在桌面上（或“纸带打点过短”等与此类似的答案）（1分）、BD 两点间隔过短（1分）。

3、(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力

(3)mgL ＝12Mv 22－12

Mv 12 4、（1）②接通电源、释放小车 断开开关

（2）5．06 0．49 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力

（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量

5、（1）①小车；②由静止开始释放小车；

③改变小车质量.

（2）0.600J ，0.610J.

（3）△E -W 图线如图所示

图13