验证动能定理及机械能守恒实验(近3年汇编)

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和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v 1与

v 2（v 1< v 2）．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）．

答案：（1）天平，刻度尺 质量 平衡摩擦力

（3）21222

121Mv Mv mgL -=

9.（09·安徽·21. Ⅲ ）（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：

（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、……； （2）分析打点计时器打出的纸带，求 出小车的速度、、、……； （3）作出草图；

（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明∝；如果不是直线，可考虑是

否存在∝、∝、∝等关系。

以下关于该试验的说法中有一项不正确．．．

，它是___________。 A ．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W ，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W 、3W 、……。

B ．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。

C ．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。

1v 2v 3v W v -W v -W v -v W 2v W 3

v W v

D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。

III 答案：D。

解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。

17.（09·广东物理·15）（10分）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。在水平桌面上相距

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。

图12

（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 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，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v22

－v21| 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间所作的功。表格中△E3=__________，

W3=________.(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。

表1 数据记录表

次数M/kg|v22－v21| /(m/s)2△E/J F/N W/J

1

2

3△E3W3

4

5

答案：（1）①小车、砝码②然后释放小车③减少砝码（2）

解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可

得△E3=；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=;

（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示

13.（08年广东卷）某实验小组采用图所示的装置探究“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，打点针时器工作频率为50 Hz．

（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，打点计时器在

纸带上打下一列点，；

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）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选

择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车

的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．

（3）在上车的运动过程中，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中的图线（其中Δv2=v2-v20）,

2

1

2

2

2

1

v

v

m

E-

=

∆

E

∆

W

根据图线可获得的结论是．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是．

表1纸带的测量结果

测量点S/cm r/(m·s-1)

A

B

C

D

E

答案：（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

1.（08年全国卷1）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分

别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械

能守恒定律。

（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的

物理量有_________。

①物块的质量m1、m2；

②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；

③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；

④绳子的长度。

（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：

①绳的质量要轻；

②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；

③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；

④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。

（3）写出一条

．．上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：