动能定理相关实验

（08广东）

16．（13分）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）,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．

【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

（09安徽）21．Ⅲ．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，实验装置如图所示，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

1

v、

2

v、

3

v、……；

表1纸带的测量结果

测量点S/cm r/(m·s-1)

0 0.00 0.35

A 1.51 0.40

B 3.20 0.45

C

D 7.15 0.54

E 9.41 0.60

打点计时器

纸带

橡皮筋

（3）作出W v -草图；

（4）分析W v -图像。如果W v -图像是一条直线，表明W ∝v ；如果不是直线，可考虑是否存在2W v ∝、3W v ∝、W v ∝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。

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。 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。

（09广东）15．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，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，用拉力传感器记录通过A 、B 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，其中M 是M 1与小车中砝码质量之和，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，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是F 在A 、B 间所作的功。表格中的ΔE 3＝_________，W 3＝________。（结果保留三位有效数字）

（3）根据表1，请在图中的方格纸上作出图线。

答案：（1）小车；接通电源后释放小车；减少钩码的个数；（2）0.619；0.610；（3）图

【解析】（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得△E 3=0.600；观察F-W 数据规律可得数值上W=F/2=0.610;

（3）在方格纸上作出△E-W 图线如图所示

（12江苏卷）（10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验，实验中，当木块A 位于水平桌面上的O 点时，重物B 刚好接触地面，将A 拉到P 点，待B 稳定后静止释放，A 最终滑到Q 点，分别测量OP 、OQ 的长度h 和s ，重复上述实验，分别记录几组实验数据

（1）实验开始时，发现A 释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方案；

（2）请根据下表的实验数据作出s -h 关系图像

W

（3）实验测得A 、B 的质量分别为m =0.40kg 、M =0.50kg ，根据s -h 图像可计算出A 木块与桌面间的动摩擦因数μ=__________（结果保留一位有效数字）

（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________（选填“偏大”、或“偏小”）

【解析】（3）在B 下落至临落地时，据动能定理，有，

在B 落地后，A 运动到Q ，据动能定理，有，解得：。将，代入得=，从图象得斜率，即，代入上式得。 本题易错点：认为A/B 末速度都为0，根据，解得。

（4）滑轮组的摩擦会导致偏小，从而偏大。

【答案】（1）减小B 的质量，增加细线的长度，或增大A 的质量，降低B 的起始高度。

（2）如图

（3）0.4

（4）偏大

22.（4分） “探究动能定理”的实验装置如图甲所示，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W 0。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2W 0、3W 0、4W 0……，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v m 和橡皮筋做的功W ，依次做出W -v m 、W -v m 2、W -v m 3、W 2-v m 、W 3-v m ……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。

②图乙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v m = m/s 。

22.① CD （2分）②0.83（2分） （12辽宁）22.（6分） 某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①②③。实验装置如图所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为W 。 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。

(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是

；

(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的 部分进

h （cm ） 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0

s （cm ） 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5

打点计时

小车 纸带 橡皮

· · w

运动方向

A B C D E

O 图乙

木板

打点计时器

纸带 小车

橡皮筋

甲