【教育专用】2017_2018学年高中物理第四章机械能和能源实验二验证机械能守恒定律课时训练教科版必修2

[解析] (1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规 s1 ＋ s2 1 律得 vB＝ ＝ f(s1＋s2) 2T 2 s2 ＋ s3 1 vC＝ ＝ f(s2＋s3) 2T 2 由 s3－s1＝2aT2 得 f2s3－s1 a＝ 。 2 (2)根据牛顿第二定律，有 mg－kmg＝ma 21－kg 根据以上各式，化简得 f＝ s3 － s1 代入数据可得 f≈40 Hz。
[例 1]
在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源
的频率为 50 Hz，依次打出的点为 0,1,2,3，4…n。则：
图3 必须直接测量的物理量 (1)如用第 2 点到第 6 点之间的纸带来验证， 为_______、_______、_______，必须计算出的物理量为____________、 ____________，验证的表达式为________________________。 (2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是 ________(填写步骤前面的 字母)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[例 2]
(全国乙卷)某同学用图 4(a)所示的实验装置验证机械能守恒
定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。
图4 该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据和其他题 给条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图(b)中给 出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度 大小为________，打出 C 点时重物下落的速度大小为________，重 物下落的加速度大小为________。 (2)已测得 s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当地重力 加速度大小为 9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重 力的 1%。由此推算出 f 为________ Hz。

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第2节功率教学过程：A．W1＝W2t1＞t2B．W1＝W2 t1＜t2 C．W1＞W2t1＝t2D．W1＜W2t1＝t2请同学们思考后回答．分析: A 、 B 选项，两物体做功相同，那么所用时间越短，做功越快，即功率越大; C 、 D 选项，时间相同情况下,做功越多,做功就越快，功率越大．由此可见，我们可以用这个比值来进行判断．物理学中把这个比值定义为功率，用符号P表示．［板书 ]2．公式：3．定义：功和完成这些功所用的时间的比值．4．单位：国际单位:瓦特（ W ）；焦耳 / 秒（ J/s )1W＝1J/s同学们想想，功率这个物理量是矢量还是标量？5．量性：标量．下面请同学们完成这道练习题：学生分析讨论,总结规律．学生思考．学生练习．通过这个例题，可以让学生很容易得出和理解功率的定义式．这道例题，既可以让学生练习刚学过的求解功率的定义式，又可以提出一个新的问题：如何求解第四问中的瞬时功率，起到承上启下的作用．［例题二］一个质量为 1kg 的物体,从地面上方20m 高处开始做自由落体运动，求：1．第 1s 内重力对物体做多少功？功率是多少？2．第 2s 内重力对物体做多少功？功率是多少？3．这 2s 时间内重力对物体做功的功率是多大？( g＝10m/s2）4．第 2s 末重力对物体做功的功率是多少？（g＝10m/s2）引导学生分析：从这道题中我们可以看到,即使是同一个重力对物体做的功在不同时间内的功率也可能是变化的．因此,功率反映出来的仅仅是这一段时间物体做功的快慢,具有平均的意义．如果想知道每时每刻重力做功的快慢，即每时每刻重力的功率，怎么办呢？比如，上述例题中的第四问？如何求解?事实上，这一问中还可以用另一种方法求解：学生进行分析．学生思考并相互讨论．引导学生总结．（平均功率）P＝Fv cosα :当v是平均速度，则P为平均功率；当v是瞬时速度，则P为瞬时功率．提出问题，让学生思考，相互讨论的方式可以活跃课堂气氛，增强学生主动学习的能力，提高学生的学习积极性．W＝FxP＝Fx/t＝Fv我们知道速度有平均速度和瞬时速度之分，那么,功率也应有平均功率和瞬时功率之分．这也是我们这节课需要重点研究的问题．［板书 ]二、平均功率和瞬时功率1．平均功率：P＝Fv cosαv：平均速度2．瞬时功率：P＝Fv cosαv：瞬时速度下面请同学们再来完成第四问．现在大家在思考一下，我们一开始学习的求解功率的公式：, P是平均功率还是瞬时功率？分析：由于公式中t表示的是一段时间内，所以对应的功率应该是平均功率．学生思考并相互讨论．学生回答．解析：①当牵引力F 大小等于阻力f 时，汽车的加速度a＝０，速度达到最大值v m ,据公式P ＝Fv ，可得出汽车最大速度v m加深学生对功率的物理意义的理解，使学生对人和事物的功率数值有具体的理解,懂得功率大或小的意思是什么．使学生更好地理解和掌握功率的相关知识，包括公式的运用．这道例题有一定难度，是这一节课所学知识的综合应用，并且此题与生活实际相联系,激发学生思考问题的兴趣．投影演示插图(或者动画）“孙女与爷爷上楼"．体重为 900N 的爷爷与体重为 300N 的小孙女上楼，楼高三层共 10 米．若：（ 1 ）爷孙两人同时从一楼起步,半分钟后同时到达三楼；（ 2 ）孙女上楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙女的 2 倍；( 3 ）孙女上楼用了半分钟,爷爷所用的时间是孙女的 3 倍．以上三种情况下，谁做功多？谁做功少?谁用的时间多？谁用的时间少？谁做功快？谁做功慢？讨论交流：教材第 63 页的“讨论与交流”为什么快步上楼时人会气喘吁吁,而慢步上楼却不会？为什么老年人上楼比年轻人上楼要慢些呢?引入额定功率的概念．展示各种机器的图片及其额定功率的＝12m/s②汽车做匀加速运动所能维持的时间，应该是从汽车开始启动到汽车达到额定功率的时间,设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为f ，据牛顿第二定律，有F牵＝f ＋ma ＝0.1 mg ＋ma ＝7500Ｎ当汽车的功率增大到额定功率时，汽车的匀加速运动过程结束，设这时汽车的速度为v’m，据功率公式P ＝Fv得：＝8 m /s设汽车能维持匀加速运动的时间为t0，则:v’m＝αt0得：t0＝v’m/α＝16s教学流程图：学习效果评价:功率的教学是一个难点 , 以往的教学过程比较枯燥，学生学习热情不高．本教学设计按照新课标的要求和理念,为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再以学生小组讨论的方式逐步引导学生认识和理解功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体验学以致用的乐趣．教学反思：（一）额定功率的引入,是本节课的一个亮点，本节课用一个能引起学生兴趣并且很能说明问题的实例-—爷爷和孙女上楼,引导学生对爷爷与孙女上楼做的功、时间、快慢等进行分析,使学生正确理解和形成额定功率这一概念．（二)本节内容安排较多，可能时间比较紧促，需要教师进行周密的安排，课上把握好时间以及每一个环节的节奏．。

课时2 实验：研究合外力做功和动能变化的关系[学习目标] 1.通过实验探究合外力对物体做的功与物体动能变化的关系.2.学习利用图像法研究合外力做功与物体动能变化的关系．一、原理由钩码通过滑轮牵引小车，当小车的质量比钩码大得多时，可以把钩码所受的重力当作小车受到的牵引力．如图1所示．图1改变钩码的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了牵引力做的功，从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系．二、实验步骤1．按如图1所示安装好实验仪器．2．平衡摩擦力：让纸带穿过打点计时器连在小车后端，不挂(填“不挂”或“挂上”)钩码，将安装有打点计时器的长木板的一端垫高，直到接通电源，轻推小车后，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止．3．在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线绕过滑轮连接小车和钩码．4．将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再释放小车，小车运动一段时间，关闭打点计时器电源．5．改变钩码的数量，更换纸带重复4的操作． 三、数据处理1．选取点迹清晰的纸带，选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0、1、2、3….2．测出0到点1、点2、点3…的距离，即对应的小车的位移x 1、x 2、x 3…，利用公式v n ＝x n ＋1－x n －12T求出点1、点2、点3…对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3….3．确定此纸带所挂的钩码的重力G ，利用W n ＝Gx n ，分别求出小车的位移为x 1、x 2、x 3…时牵引力所做的功W 1、W 2、W 3….4．先对测量数据进行估算，或作W －v 草图，大致判断两个量可能的关系，如果认为是W ∝v 2(或其他)，然后以W 为纵坐标，v 2(或其他)为横坐标作图，从而判定结论． 四、注意事项1．平衡摩擦力时，不挂钩码，轻推小车后，小车能做匀速直线运动．2．计算牵引力做功时，可以不必算出具体数值，只用位移的数值与符号G 的乘积表示即可.一、实验原理与操作例1 某实验小组采用如图2甲所示的装置来探究“合外力做功和动能变化的关系”．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面．实验的部分步骤如下：图2①将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器； ②把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；③把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带； ④关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系．图乙是实验中得到的一条纸带，点O 为纸带上的起始点，A 、B 、C 是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A 、B 、C 到O 的距离如图乙所示，已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz ，问：(1)打B 点时刻，小车的瞬时速度v B ＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(2)本实验中，若钩码下落高度为h 1时合外力对小车所做的功为W 0，则当钩码下落h 2时，合外力对小车所做的功为________．(用h 1、h 2、W 0表示)(3)实验中，该小组同学画出小车位移x 与速度v 的关系图像如图丙所示．根据图丙，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确的是________．(填写选项前的字母代号) A ．W ∝v B ．W ∝v 2C ．W ∝1vD ．W ∝v 3(4)在本实验中，下列做法能有效地减小实验误差的是________．(填写选项前的字母代号) A ．把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力B ．实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量C ．调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行D ．先放开小车再接通打点计时器的电源 答案 (1)0.40 (2)h 2h 1W 0 (3)AC (4)ABC解析 (1)匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故有v B ＝x AC2T＝0.260 1－0.180 10.2m/s ＝0.40 m/s.(2)设钩码的质量为m ，重力加速度为g ，根据功的定义，有W 0＝mgh 1，W ＝mgh 2，解得W ＝h 2h 1W 0. (3)x －v 图像为过原点的曲线，故W 与v 一定不是正比关系，也一定不是反比关系．故选A 、C.(4)本实验探究“合外力做功和动能变化的关系”，要使钩码的重力等于小车所受的合外力，就必须先平衡摩擦力，保证钩码的质量远小于小车的总质量，故A 、B 正确；调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差，故C 正确；应该先接通打点计时器的电源，后放开小车，故D 错误． 二、数据处理例2 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器“研究力做功与动能变化的关系”．如图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．图3(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在小车内增加砝码或________，重复②的操作．(2)下表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，|v22－v12|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3位有效数字)数据记录表(3)根据表格，请在图4的方格纸上作出ΔE－W图线．图4答案 (1)①小车 ②释放小车 ③减少砝码 (2)0.600 J 0.610 J (3)见解析图 解析 (1)①在实验过程中拉力对小车和拉力传感器做功使小车和拉力传感器的动能增加，所以需要测量小车和拉车传感器的总质量；③通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据．(2)由各组数据可见规律ΔE ＝12M |v 22－v 12|，可得ΔE 3＝0.600 J ，观察F －W 数据规律可得W 3＝1.2202J ＝0.610 J. (3)利用图像法处理数据，可知W 与ΔE 成正比，作图可用描点法，图线如图所示．【考点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验 【题点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验1．(实验原理与操作)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图5所示．图5(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_______________________________________．(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案(1)刻度尺、天平(包括砝码) (2)D (3)可在小车上加适量砝码(或钩码) (4)CD解析(1)本实验需要知道小车的动能，因此还需要有天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度．(2)牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确．(3)在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码)．(4)当小车在运动过程中存在阻力，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C、D正确．【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查2．(实验创新设计)物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功与物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如图6所示的实验装置．图6某同学根据所学的知识结合图中实验装置设计了一个适合本实验情景的命题：如图所示，设质量为m (已测定)的小钢球在重力mg 作用下从开始自由下落至光电门发生的位移为x ，通过光电门时的速度为v ，试探究外力做的功mgx 与小球动能变化量12mv 2的定量关系．(1)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据： ①用天平测定小球的质量为0.50 kg ； ②用游标卡尺测出小球的直径为10.0 mm ；③用刻度尺测出电磁铁下端到________的距离为80.40 cm ； ④电磁铁先通电，让小球____________； ⑤让电磁铁断电，小球自由下落；⑥在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3s ； ⑦计算得出重力做的功为4.02 J ，小球动能变化量为________ J ．(g 取10 m/s 2，结果保留三位有效数字)(2)试根据(1)中条件得出本实验的结论：________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)③光电门 ④吸在电磁铁下端 ⑦4.00 (2)在误差允许范围内重力做功与物体动能变化量相等1．(多选)关于“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验，下列说法中正确的是( ) A ．应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行 B ．应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C ．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D ．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角 答案 AC解析其他操作正确的条件下，实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于小车受的合力，A对，B错；纸带上打出的点越来越密，表明小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C 对，D错．2．(多选)在做“研究合外力做功和动能变化的关系”实验时，某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂，改进如下：如图1所示，将木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在橡皮筋作用下做加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平抛运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、x n，则( )图1A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n为橡皮筋条数)B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n为橡皮筋条数)C．该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差D．该实验中倾斜木板会产生误差答案BD解析由W∝v2，x∝v，W∝n，得x2∝n，B正确．该实验应用了平抛原理，如果木板倾斜，则变为斜抛，将产生误差，D正确．3．在“探究合外力做功和动能变化的关系”实验中(装置如图2甲)：图2(1)下列说法哪一项是正确的________．(填选项前字母)A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C ．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、A 、B 、C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)． 答案 (1)C (2)0.653解析 (1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码，选项A 错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项B 错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C 正确．(2)v B ＝AC 2t ＝(18.59－5.53)×10－20.2m/s ＝0.653 m/s.【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系 【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查4．某实验小组利用拉力传感器、光电门等器材做“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验．实验装置如图3所示，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在光电门A 的左侧，通过绕过定滑轮的细绳与钩码相连，另一光电门安装在B 处．测得滑块(含遮光条和拉力传感器)质量为M 、钩码总质量为m 、遮光条的宽度为d ，当地的重力加速度为g .将滑块在图示位置由静止释放后，拉力传感器记录下滑块在运动过程中所受的拉力为F ，光电计时器记录下遮光条通过光电门A 、B 的时间分别为t 1、t 2.图3(1)实验中是否要求钩码总质量m 远小于滑块质量M ________(填“是”或“否”)． (2)实验中还需要测量的物理量是__________(用文字及相应的符号表示)．(3)则本实验中探究动能定理的表达式为______________(用以上对应物理量的符号表示)． 答案 (1)否 (2)光电门A 中心至光电门B 中心之间的距离L (3)FL ＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2解析 (1)拉力是直接通过拉力传感器测量的，与滑块质量和钩码质量大小关系无关，故不需要钩码总质量m 远小于滑块质量M ；(2)为了测量拉力做的功，故要测量光电门A 中心至光电门B 中心之间的距离L .(3)由于遮光条的宽度很小，通过光电门的时间也很短，故遮光条通过光电门的平均速度可以表示瞬时速度，则通过A 点的速度v A ＝dt 1，通过B 点的速度v B ＝d t 2拉力做功W ＝FL动能的增加量为ΔE k ＝12Mv B 2－12Mv A 2＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2故本实验中探究动能定理的表达式为FL ＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2.5．某学习小组做探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验装置如图4所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W .当用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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．图4(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(选填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是________．A ．放开小车，能够自由下滑即可B ．放开小车，能够匀速下滑即可C ．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D ．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________． A ．橡皮筋处于原长状态 B ．橡皮筋仍处于伸长状态 C ．小车在两个铁钉的连线处 D ．小车已过两个铁钉的连线(4)在操作正确的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图5纸带的______(填“A ～G ”或“G ～J ”)部分进行测量．图5答案 (1)交流 (2)D (3)B (4)G ～J解析(1)打点计时器使用的是交流电源．(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器系在小车上，放开拖着纸带的小车，小车以及纸带与打点计时器之间的摩擦力和小车的重力沿木板方向的分力平衡，故D正确．(3)木板水平放置，未平衡摩擦力．放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确．(4)从纸带上看，纸带的G～J段打点比较均匀，所以应选用纸带的G～J段进行测量．【考点】橡皮筋做功、探究功与速度变化的关系【题点】橡皮筋做功、探究功与速度变化关系的综合考查6．某实验小组采用如图6所示的装置探究合外力做功和动能变化的关系，图中小车中可放置砝码，实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz.图6(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系列点，______________；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7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O及A、B、C、D、E计数点，可获得各计数点到O的距离x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中的相应位置．图7纸带的测量结果(3)本实验，若用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，应采取的两项措施是：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.答案 (1)②先接通电源 再释放小车 关闭打点计时器电源 (2)5.18(5.16～5.20均可) 0.49 (3)①平衡摩擦力 ②令钩码的重力远小于小车及砝码的总重力解析 (1)将小车停在打点计时器附近后，需先接通电源，再释放小车，让其拖动纸带，待打点计时器在纸带上打下一系列点后，关闭打点计时器电源．(2)在验证C 点时，由题图可知，C 点与刻度尺上的6.18 cm(6.16～6.20 cm 均可)对齐，所以C 点距O 点的距离是x OC ＝5.18 cm(5.16～5.20 cm 均可)．从纸带上可知C 点的速度就是BD 段的平均速度，v C ＝7.15－3.200.08×10－2 m/s ≈0.49 m/s. (3)平衡摩擦力后，线上的拉力就等于小车受到的合外力．当钩码的重力远小于小车及砝码的总重力时，线上的拉力就近似等于钩码的重力．【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查7．在探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验中，小张同学用如图8所示装置，尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的动能的值进行探究，则：图8(1)下列说法正确的是________．A ．该方案需要平衡摩擦力B ．该方案需要重物的质量远小于小车的质量C ．该方案操作时细绳应该与木板平行D ．该方案处理数据时应选择匀速时的速度(2)某次获得的纸带如图9所示，小张同学每隔4个点(图中未画出)标一个计数点，电火花计时器的工作频率为50 Hz ，则C 点的速度为________ m/s(计算结果保留3位有效数字)．图9(3)小张同学又设计了如图10所示装置，尝试通过橡皮筋弹射小球的方式来探究“功和动能变化关系”，测得小球质量为m ，离地高度为h ，弹射的水平距离为L ，重力加速度为g ，则小球的抛出动能可表示为________．图10答案 (1) ABC (2) 0.178(0.176～0.180都对) (3)mgL 24h8．某兴趣小组通过物块在斜面上运动的实验，探究“合外力做功和动能变化的关系”，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W ∝v ；②W ∝v ；③W ∝v 2，他们的实验装置如图11甲所示，PQ 为倾斜放置的木板，在Q 处固定一个速度传感器，每次实验物体都从不同位置处由静止释放，已知合力做功与物块在斜面上运动的位移成正比．图11(1)实验中是否需要测出木板与水平面的夹角？______.(2)同学们设计以下表格来记录实验数据．其中L 1、L 2、L 3、L 4、…代表物体分别由不同高度处无初速度释放时初始位置到速度传感器的距离，v 1、v 2、v 3、v 4、…表示物体每次通过Q 处时的速度.他们根据实验数据绘制如图乙所示的L －v 图像，由图像形状得出结论，W ∝v 2，判断他们的做法是否合适，并说明理由．__________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力大小________(选填“会”或“不会”)影响得出的探究结果．答案 (1)不需要 (2)不合适，由曲线不能直接确定函数关系，应绘制L －v 2图像 (3)不会解析(1)本实验中在木板的倾角一定的情况下，合力做功与物块在斜面上运动的位移成正比，因此不需要测出木板与水平面的夹角．(2)不合适，图线是曲线，不能通过L－v图线确切反映出W－v2的规律．(3)不会，合外力做功已经包含了摩擦力做功的因素．【考点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验【题点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验。

学 习 资 料 汇编课时2 实验：研究合外力做功和动能变化的关系[学习目标] 1.通过实验探究合外力对物体做的功与物体动能变化的关系.2.学习利用图像法研究合外力做功与物体动能变化的关系．一、原理 由钩码通过滑轮牵引小车，当小车的质量比钩码大得多时，可以把钩码所受的重力当作小车受到的牵引力．如图1所示．图1 改变钩码的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了牵引力做的功，从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系．二、实验步骤1．按如图1所示安装好实验仪器．2．平衡摩擦力：让纸带穿过打点计时器连在小车后端，不挂(填“不挂”或“挂上”)钩码，将安装有打点计时器的长木板的一端垫高，直到接通电源，轻推小车后，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止．3．在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线绕过滑轮连接小车和钩码．4．将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再释放小车，小车运动一段时间，关闭打点计时器电源．5．改变钩码的数量，更换纸带重复4的操作．三、数据处理1．选取点迹清晰的纸带，选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0、1、2、3….2．测出0到点1、点2、点3…的距离，即对应的小车的位移x 1、x 2、x 3…，利用公式v n ＝x n ＋1－x n －12T求出点1、点2、点3…对应的瞬时速度v1、v2、v3….3．确定此纸带所挂的钩码的重力G，利用W n＝Gx n，分别求出小车的位移为x1、x2、x3…时牵引力所做的功W1、W2、W3….4．先对测量数据进行估算，或作W－v草图，大致判断两个量可能的关系，如果认为是W∝v2(或其他)，然后以W为纵坐标，v2(或其他)为横坐标作图，从而判定结论．四、注意事项1．平衡摩擦力时，不挂钩码，轻推小车后，小车能做匀速直线运动．2．计算牵引力做功时，可以不必算出具体数值，只用位移的数值与符号G的乘积表示即可.一、实验原理与操作例1某实验小组采用如图2甲所示的装置来探究“合外力做功和动能变化的关系”．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面．实验的部分步骤如下：图2①将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器；②把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；③把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带；④关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系．图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图乙所示，已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz，问：(1)打B点时刻，小车的瞬时速度v B＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(2)本实验中，若钩码下落高度为h1时合外力对小车所做的功为W0，则当钩码下落h2时，合外力对小车所做的功为________．(用h1、h2、W0表示)(3)实验中，该小组同学画出小车位移x 与速度v 的关系图像如图丙所示．根据图丙，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确的是________．(填写选项前的字母代号)A ．W ∝vB ．W ∝v 2C ．W ∝1vD ．W ∝v 3 (4)在本实验中，下列做法能有效地减小实验误差的是________．(填写选项前的字母代号)A ．把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力B ．实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量C ．调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行D ．先放开小车再接通打点计时器的电源答案 (1)0.40 (2)h 2h 1W 0 (3)AC (4)ABC解析 (1)匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故有v B ＝x AC 2T ＝0.260 1－0.180 10.2m/s ＝0.40 m/s. (2)设钩码的质量为m ，重力加速度为g ，根据功的定义，有W 0＝mgh 1，W ＝mgh 2，解得W ＝h 2h 1W 0.(3)x －v 图像为过原点的曲线，故W 与v 一定不是正比关系，也一定不是反比关系．故选A 、C.(4)本实验探究“合外力做功和动能变化的关系”，要使钩码的重力等于小车所受的合外力，就必须先平衡摩擦力，保证钩码的质量远小于小车的总质量，故A 、B 正确；调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差，故C 正确；应该先接通打点计时器的电源，后放开小车，故D 错误．二、数据处理例2 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器“研究力做功与动能变化的关系”．如图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．图3(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 点时的速度．③在小车内增加砝码或________，重复②的操作．(2)下表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，|v 22－v 12|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ΔE 3＝________，W 3＝________.(结果保留3位有效数字)数据记录表(3)根据表格，请在图4的方格纸上作出ΔE －W 图线．图4答案 (1)①小车 ②释放小车 ③减少砝码 (2)0.600 J 0.610 J (3)见解析图解析 (1)①在实验过程中拉力对小车和拉力传感器做功使小车和拉力传感器的动能增加，所以需要测量小车和拉车传感器的总质量；③通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据．(2)由各组数据可见规律ΔE ＝12M |v 22－v 12|，可得ΔE 3＝0.600 J ，观察F －W 数据规律可得W 3＝1.2202J ＝0.610 J. (3)利用图像法处理数据，可知W 与ΔE 成正比，作图可用描点法，图线如图所示．【考点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验【题点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验1．(实验原理与操作)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图5所示．图5(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_______________________________________．(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A ．避免小车在运动过程中发生抖动B ．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C ．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D ．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．A ．在接通电源的同时释放了小车B ．小车释放时离打点计时器太近C ．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D ．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案 (1)刻度尺、天平(包括砝码) (2)D (3)可在小车上加适量砝码(或钩码) (4)CD 解析 (1)本实验需要知道小车的动能，因此还需要有天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度．(2)牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D 正确．(3)在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码)．(4)当小车在运动过程中存在阻力，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C 、D 正确．【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查2．(实验创新设计)物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功与物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如图6所示的实验装置．图6某同学根据所学的知识结合图中实验装置设计了一个适合本实验情景的命题：如图所示，设质量为m (已测定)的小钢球在重力mg 作用下从开始自由下落至光电门发生的位移为x ，通过光电门时的速度为v ，试探究外力做的功mgx 与小球动能变化量12mv 2的定量关系． (1)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据：①用天平测定小球的质量为0.50 kg ；②用游标卡尺测出小球的直径为10.0 mm ；③用刻度尺测出电磁铁下端到________的距离为80.40 cm ；④电磁铁先通电，让小球____________；⑤让电磁铁断电，小球自由下落；⑥在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3 s；⑦计算得出重力做的功为4.02 J，小球动能变化量为________ J．(g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)(2)试根据(1)中条件得出本实验的结论：________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)③光电门④吸在电磁铁下端⑦4.00(2)在误差允许范围内重力做功与物体动能变化量相等1．(多选)关于“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验，下列说法中正确的是( ) A．应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B．应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越密，就应调大斜面倾角D．平衡摩擦力时，若纸带上打出的点越来越疏，就应调大斜面倾角答案AC解析其他操作正确的条件下，实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，这样能使细绳对小车的拉力等于小车受的合力，A对，B错；纸带上打出的点越来越密，表明小车做减速运动，摩擦力平衡不够，这时需要垫高木板一端，使斜面倾角增大，直到打出的点均匀为止，C 对，D错．2．(多选)在做“研究合外力做功和动能变化的关系”实验时，某研究性学习小组觉得教材中实验测量过程较复杂，改进如下：如图1所示，将木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在橡皮筋作用下做加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平抛运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n时的平抛距离x1、x2、x3、…、x n，则( )图1A．如果忽略一切摩擦，x∝n(n为橡皮筋条数)B．如果忽略一切摩擦，x2∝n(n为橡皮筋条数)C．该实验中小车受的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差D．该实验中倾斜木板会产生误差答案BD解析由W∝v2，x∝v，W∝n，得x2∝n，B正确．该实验应用了平抛原理，如果木板倾斜，则变为斜抛，将产生误差，D 正确．3．在“探究合外力做功和动能变化的关系”实验中(装置如图2甲)：图2(1)下列说法哪一项是正确的________．(填选项前字母)A ．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C ．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、A 、B 、C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)． 答案 (1)C (2)0.653解析 (1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码，选项A 错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项B 错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C 正确．(2)v B ＝AC 2t ＝(18.59－5.53)×10－20.2m/s ＝0.653 m/s. 【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查4．某实验小组利用拉力传感器、光电门等器材做“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验．实验装置如图3所示，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在光电门A 的左侧，通过绕过定滑轮的细绳与钩码相连，另一光电门安装在B 处．测得滑块(含遮光条和拉力传感器)质量为M 、钩码总质量为m 、遮光条的宽度为d ，当地的重力加速度为g .将滑块在图示位置由静止释放后，拉力传感器记录下滑块在运动过程中所受的拉力为F ，光电计时器记录下遮光条通过光电门A 、B 的时间分别为t 1、t 2.图3(1)实验中是否要求钩码总质量m 远小于滑块质量M ________(填“是”或“否”)．(2)实验中还需要测量的物理量是__________(用文字及相应的符号表示)．(3)则本实验中探究动能定理的表达式为______________(用以上对应物理量的符号表示)．答案 (1)否 (2)光电门A 中心至光电门B 中心之间的距离L (3)FL ＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2 解析 (1)拉力是直接通过拉力传感器测量的，与滑块质量和钩码质量大小关系无关，故不需要钩码总质量m 远小于滑块质量M ；(2)为了测量拉力做的功，故要测量光电门A 中心至光电门B 中心之间的距离L .(3)由于遮光条的宽度很小，通过光电门的时间也很短，故遮光条通过光电门的平均速度可以表示瞬时速度，则通过A 点的速度v A ＝d t 1，通过B 点的速度v B ＝d t 2拉力做功W ＝FL动能的增加量为ΔE k ＝12Mv B 2－12Mv A 2＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2 故本实验中探究动能定理的表达式为FL ＝12M (d t 2)2－12M (d t 1)2. 5．某学习小组做探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验装置如图4所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W .当用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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．图4(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(选填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是________．A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在操作正确的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图5纸带的______(填“A～G”或“G～J”)部分进行测量．图5答案(1)交流(2)D (3)B (4)G～J解析(1)打点计时器使用的是交流电源．(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器系在小车上，放开拖着纸带的小车，小车以及纸带与打点计时器之间的摩擦力和小车的重力沿木板方向的分力平衡，故D正确．(3)木板水平放置，未平衡摩擦力．放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确．(4)从纸带上看，纸带的G～J段打点比较均匀，所以应选用纸带的G～J段进行测量．【考点】橡皮筋做功、探究功与速度变化的关系【题点】橡皮筋做功、探究功与速度变化关系的综合考查6．某实验小组采用如图6所示的装置探究合外力做功和动能变化的关系，图中小车中可放置砝码，实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz.图6(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系列点，______________；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7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O 及A 、B 、C 、D 、E 计数点，可获得各计数点到O 的距离x 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中的相应位置．图7纸带的测量结果(3)本实验，若用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，应采取的两项措施是：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.答案 (1)②先接通电源 再释放小车 关闭打点计时器电源 (2)5.18(5.16～5.20均可) 0.49 (3)①平衡摩擦力 ②令钩码的重力远小于小车及砝码的总重力解析 (1)将小车停在打点计时器附近后，需先接通电源，再释放小车，让其拖动纸带，待打点计时器在纸带上打下一系列点后，关闭打点计时器电源．(2)在验证C 点时，由题图可知，C 点与刻度尺上的6.18 cm(6.16～6.20 cm 均可)对齐，所以C 点距O 点的距离是x OC ＝5.18 cm(5.16～5.20 cm 均可)．从纸带上可知C 点的速度就是BD 段的平均速度，v C ＝7.15－3.200.08×10－2 m/s ≈0.49 m/s. (3)平衡摩擦力后，线上的拉力就等于小车受到的合外力．当钩码的重力远小于小车及砝码的总重力时，线上的拉力就近似等于钩码的重力．【考点】重物做功、探究功与速度变化的关系【题点】重物做功、探究功与速度变化关系的综合考查7．在探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验中，小张同学用如图8所示装置，尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的动能的值进行探究，则：图8(1)下列说法正确的是________．A ．该方案需要平衡摩擦力B ．该方案需要重物的质量远小于小车的质量C ．该方案操作时细绳应该与木板平行D ．该方案处理数据时应选择匀速时的速度(2)某次获得的纸带如图9所示，小张同学每隔4个点(图中未画出)标一个计数点，电火花计时器的工作频率为50 Hz ，则C 点的速度为________ m/s(计算结果保留3位有效数字)．图9(3)小张同学又设计了如图10所示装置，尝试通过橡皮筋弹射小球的方式来探究“功和动能变化关系”，测得小球质量为m ，离地高度为h ，弹射的水平距离为L ，重力加速度为g ，则小球的抛出动能可表示为________．图10答案 (1) ABC (2) 0.178(0.176～0.180都对) (3)mgL 24h8．某兴趣小组通过物块在斜面上运动的实验，探究“合外力做功和动能变化的关系”，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W ∝v ；②W ∝v ；③W ∝v 2，他们的实验装置如图11甲所示，PQ 为倾斜放置的木板，在Q 处固定一个速度传感器，每次实验物体都从不同位置处由静止释放，已知合力做功与物块在斜面上运动的位移成正比．图11(1)实验中是否需要测出木板与水平面的夹角？______.(2)同学们设计以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4、…代表物体分别由不同高度处无初速度释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4、…表示物体每次通过Q处时的速度.他们根据实验数据绘制如图乙所示的L－v图像，由图像形状得出结论，W∝v2，判断他们的做法是否合适，并说明理由．__________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力大小________(选填“会”或“不会”)影响得出的探究结果．答案(1)不需要(2)不合适，由曲线不能直接确定函数关系，应绘制L－v2图像(3)不会解析(1)本实验中在木板的倾角一定的情况下，合力做功与物块在斜面上运动的位移成正比，因此不需要测出木板与水平面的夹角．(2)不合适，图线是曲线，不能通过L－v图线确切反映出W－v2的规律．(3)不会，合外力做功已经包含了摩擦力做功的因素．【考点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验【题点】探究功与速度变化的关系拓展创新实验敬请批评指正。