2019年高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第5讲实验：探究动能定理学案

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第5讲实验：探究动能定理微知识探究动能定理1．实验目的探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。

2．实验原理探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度变化，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图甲所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加。

再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v。

甲3．实验器材小车(前面带小钩），100～200 g砝码,长木板（在两侧适当的对称位置钉两个铁钉），打点计时器及纸带，学生电源及导线,5～6条等长的橡皮筋,刻度尺。

4．实验步骤（1)按如图甲所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力。

(2)先用1条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W，将这一组数据记入表格。

(3）用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为2W,测出小车获得的速度v2，将数据记入表格。

(4)用3条、4条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.(5)分析数据，得出结论。

①测量小车的速度实验获得如图乙所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是（用字母表示):A1、A2间的距离为x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝错误!(T为打点计时器打点的时间间隔）。

实验5 探究动能定理1．[2013·福建高考](节选)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲)：(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)平衡摩擦力时必须让小车匀速滑下，而不能挂上钩码，A 错误；设小车质量为M ，钩码质量为m ，则绳子的拉力F ＝Ma ＝Mmg M ＋m ＝11＋m Mmg ，显然只有M ≫m 时，才有m M →0，此时F ≈mg ，即钩码质量应远小于小车质量，B 错误。

(2)对于匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，B 点的速度等于AC 段的平均速度，又AB 段的时间为T ＝5T 0＝5f ＝0.1 s ，所以v B ＝v AC ＝s AC 2T ＝s OC －s OA 2T＝－－22×0.1 m/s ＝0.653 m/s 。

2．[2013·四川高考]如图1所示，某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动。

(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。

纸带上O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s 的相邻计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 。

实验时小车所受拉力为0.2 N ，小车的质量为0.2 kg 。

丰富丰富纷繁第 5 讲研究动能定理一、实验目的经过实验研究外力对物体做功与物体速度的关系．二、实验原理研究功与速度变化的关系，可用照实验原理图所示的装置进行实验，经过增添橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增添，再经过打点计时器和纸带来丈量每次实验后小车的末速度v，最后经过数据剖析得出速度变化与功的关系．三、实验器械橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等．四、实验步骤1．垫高木板的一端，均衡摩擦力．2．拉伸的橡皮筋对小车做功：(1) 用一条橡皮筋拉小车——做功W；(2) 用两条橡皮筋拉小车——做功2W；(3) 用三条橡皮筋拉小车——做功3W.3．测出每次做功后小车获取的速度v.4．分别用各次实验测得的v 和 W绘制 W－ v 或 W－ v2、 W－v3图象，直到明确得出W和 v 的关系．五、实验结论物体速度v 与外力做功W间的关系为W∝ v2.对实验原理和操作的考察[ 学生用书P97]1．均衡摩擦力的方法是轻推小车，由打在纸带上的点能否均匀判断小车能否匀速运动．2．测小车速度时，应选纸带上点均匀散布的部分．3．橡皮筋应选规格同样的．力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不用计算出详细数值．4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．【典题例析】( 高考天津卷 ) 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，挂上适合的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研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．组装的实验装置以下图．(1)若要达成该实验，必需的实验器械还有哪些________________ ．(2)实验开始时，他先调理木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是以下的哪个 ________( 填字母代号 ) ．A．防止小车在运动过程中发生颤动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清楚C．能够保证小车最后能够实现匀速直线运动D．可在均衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的协力(3)均衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，以致打出的纸带上点数较少，难以选到适合的点计算小车速度．在保证所挂钩码数量不变的条件下，请你利用本实验的器械提出一个解决方法：________________________________________________________________________.(4) 他将钩码重力做的功看作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功老是要比小车动能增量大一些．这一状况可能是以下哪些原由造成的________( 填字母代号 ) ．A．在接通电源的同时开释了小车B．小车开释时离打点计时器太近C．阻力未完整被小车重力沿木板方向的分力均衡掉D．钩码做匀加快运动，钩码重力大于细绳拉力[ 分析 ] (1) 实验要办理纸带测速度，需要刻度尺，要剖析动能的变化，一定要测出小车的质量，所以还需要天平．(2)实验中调理定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在均衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的协力，假如不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不可以使细绳拉力等于小车所受的合力， D正确．(3)在所挂钩码个数不变的状况下，要减小小车运动的加快度，能够增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码 ( 或钩码 ) ．(4)假如用钩码重力做的功看作细绳拉力做的功，发现拉力做的功总比小车动能的增量大，原由可能是阻力未被完整均衡掉，所以拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来战胜阻力做功；也可能是小车做加快运动，所以细绳的拉力小于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功，即大于小车动能的增量，C、 D项正确．[ 答案 ] (1) 刻度尺、天平( 包含砝码 )(2)D(3)可在小车上加适当的砝码 ( 或钩码 ) (4)CD1. 某同学用如图甲所示装置做“研究协力的功与动能改变量的关系”的实验，他经过成倍增添位移的方法来进行考证．方法以下：将光电门固定在水平轨道上的 B 点，用重物经过细线拉小车，保持小车 ( 带遮光条 ) 和重物的质量不变，经过改变小车开释点到光电门的距离进行多次实验，每次实验时要求小车都由静止开释．(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则 d＝________cm.(2)假如每次实验时遮光条经过光电门的时间为t ，小车到光电门的距离为 s，经过描点作出线性图象来反映协力的功与动能改变量的关系，则所作图象关系是________时才能切合实验要求．A．s－t B．s－t2C．s－t－1 D．s－t－2(3) 以下实验操作中必需的是 ________．A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B．一定知足重物的质量远小于小车的质量C．一定保证小车由静止状态开始开释分析： (1) 由游标卡尺读数规则可知，示数为：10 mm＋ 0.05 × 15 mm＝ 1.075 cm.1 d(2) 由题意可知，该同学是经过成倍改变位移来改变做功的，设小车所受的协力为F，对小车，有 Fs＝2m t 2 1，即有 s∝t2，则D正确．(3)由 (2) 可知，公式中的F是指小车所遇到的协力，并且在整个实验过程中保持不变，所以在该实验中不需要均衡摩擦力；同理可知，重物与小车质量的大小关系也不会对实验结果产生影响；若小车开释速度不为0，则会对实验结果产生影响，选项C正确．答案： (1)1.075(2)D (3)C对实验数据办理和偏差剖析的考察[ 学生用书 P98] 1．数据办理(1) 求小车的速度：利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离xT 为打点周期)．x，则 v＝(此中T(2) 实验数据办理：在座标纸上画出W－ v 和 W－ v2图象(“ W”以一根橡皮筋做的功为单位)．依据图象得出 W∝v2.2．偏差剖析(1) 偏差的主要根源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不行正比．(2)没有完整均衡摩擦力或均衡摩擦力时倾角过大也会造成偏差．(3)利用打上点的纸带计算小车的速度时，丈量禁止带来的偏差．【典题例析】(2017 ·高考北京卷) 如图 1 所示，用质量为m的重物经过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动状况．利用该装置能够达成“研究动能定理”的实验．3丰富丰富纷繁(1)打点计时器使用的电源是 __________( 选填选项前的字母 ) ．A．直流电源B．沟通电源(2)实验中，需要均衡摩擦力和其余阻力．正确操作方法是________( 选填选项前的字母 ) ．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________( 选填选项前的字母) 的状况下，轻推一下小车．若小车拖着纸带做匀速运动，表示已经除去了摩擦力和其余阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3) 接通电源，开释小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上挨次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得 A、B、 C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图 2 所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可以为小车所受的拉力大小为mg.从打 O点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功W＝______________，打 B点时小车的速度v＝________．(4) 以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图 3 所示的v2－W图象．由此图象可得v2随 W变化的表达式为 __________________ ．依据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；剖析实验结果的单位关系，与图线斜率相关的物理量应是________________ ．(5)假定已经完整除去了摩擦力和其余阻力的影响，若重物质量不知足远小于小车质量的条件，则从理论上剖析，图 4 中正确反应v2－ W关系的是______________．[ 分析 ] (1) 打点计时器使用的电源是沟通电源，应选 B.(2)实验中，均衡摩擦力和其余阻力时，应先不挂重物，把长木板右端适合垫高，在小车后边挂上纸带，丰富丰富纷繁接通电源，在打点计时器打点的状况下，轻推一下小车，给小车一个初速度，若小车拖着纸带做匀速运动，则表示已经除去了摩擦力和其余阻力的影响．(3) 实验中，可以为小车所受的拉力F 大小为 mg ，从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功 W ＝ Fx22在匀变速直线运动中，中间时辰的刹时速度等于这段时间内的均匀速度，故Bx ACx 3－ x 1＝ mgx . v ＝ 2T ＝ 2T .(4) 由题图 3 可知， v 2＝，斜率 k ＝v 22 －2·J －1－ 2，其单位为m · s. 又 1 J ＝1 N ·m ， 1 N ＝1 kg ·m ·s ，故kWW2－ 2 － 1－ 1－22v 211 J ＝1 kg ·m ·s ，故 J ＝ kg · m · s ，所以斜率 k ＝ W 的单位为 kg ，故与图线斜率相关的物理量应是质 量．(5) 假定完整除去了摩擦力和其余阻力的影响，对由小车和重物构成的系统，其动能增添量为E ＝k（ m ＋ M ） v 2W ＝ mgx ，有k（ M ＋m ） v 2222k2，考虑到我们按重力做功 E ＝ 2＝ W ，即 v ＝＋W ，故 v － W 的图象斜率M m＝2A 正确．，保持不变，应选项M ＋ mx － x12 2 －2 － 1[ 答案 ] (1)B(2)AB (3) mgx 23 (4) v ＝ kW ， k ＝ (4.5 ～ 5.0) m·s ·J质量 (5)A2T2. 某同学用图甲所示装置进行“研究恒力做功与动能改变的关系”实验．均衡摩擦力后，经过实验获取图乙所示的纸带．纸带上O 为小车运动开端时辰所打的点，选用时间间隔为 0.1 s 的相邻计数点A 、B 、C 、D 、E 、F . 实验时小车的质量为0.390 kg ，小车遇到细绳的拉力为 0.40 N ．回答以下问题：( 计算结果保存 3 位有效数字 )(1) 小车从 O 到 ，协力做的功＝ ______J ；动能变化量k＝ ______J.EWE(2) 实验中该同学发现 W 略大于 E k ，其主要原由是 __________________________( 写出一条即可 ) ．分析： (1)OE－ 2协力做的功 W ＝ Fx ＝0.4 ×46.9 ×10 J ≈ 0.188 J1 2 动能的变化量 E k ＝ 2mv E － 01（ 57.00 － 37.80 ） 2×10 － 2＝ 2×0.390 × 2×0.1 J －0≈ 0.180 J ．(2) 固然均衡了摩擦力，可是每次运动中空气或纸带的阻力做负功，所以W 略大于 E .k答案： (1)0.1880.180(2) 小车遇到空气阻力的作用 ( 纸带阻力等 )5丰富丰富纷繁创新实验 [ 学生用书P99] 1．实验器械及装置的改良2．数据丈量的改良由光电门算速度 v＝d 代替t ，速度传感器直接丈量速度大小――→ 丈量纸带上各点速度．3．实验方案的改良利用自由落体运动研究功和动能变化的关系．4．实验目的创新丈量接触面间的动摩擦因数等．【典题例析】光电计时器是研究物体运动状况经常用的一种计时仪器，其构造如图甲所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、 b 间经过时，光电计时器就能够显示物体的挡光时间，如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块与导轨间可视为没有摩擦．某实验小组利用如图乙所示的实验装置来研究“做功与物体动能改变量的关系”，实验前要调整气垫导轨底座水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示地点由静止开释，由数字计时器读出遮光条经过光电门的时间t ，当地重力加快度为g.(1) 如图丙所示，某同学用游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________cm.用天平测得滑块与遮光条的总质量为 M、钩码的质量为 m.(2)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示地点由静止开释，由数字计时器读出遮丰富丰富纷繁光条经过光电门所用时间为t ＝1.2 ×10 －2 s ，则滑块经过光电门时的刹时速度为( 用游标卡尺的丈量结果计算 )________m/s.(3) 在本次实验中为了保证细线拉力所做的功与钩码重力做的功近似相等，则滑块与遮光条的总质量 M 、钩 码 的 质 量 m 间 应 满 足 ________ ； 本 实 验中还需要丈量的物理量是________________________________________________________________________________________________________________________________________________( 用文字说明并用相应 的字母表示 ) ．(4) 本实验中可经过改变钩码的质量测得多组数据并成立12－ 关系图来进行考证， 则以下图象中符（ t ） m合真切实验状况的是 ________．[ 分析 ](1) 由游标卡尺读数规则可得遮光条的宽条 d ＝5 mm ＋ 0.05 mm ×8＝ 0.540 cm.d 0.540 ×10 －2(2) 滑块经过光电门时的刹时速度为v ＝t ＝ 1.2 × 10－2 m/s ＝ 0.45 m/s.(3)MmgM ? m 时，细线拉力所做令细线拉力为 T ，则有 T ＝Ma 及 mg －T ＝ ma ，T ＝ ＋ mg ＝，所以只有知足M mm1＋ M的功与钩码重力做的功才近似相等，细线拉力做的功为W ＝ mgs ，即需要测定滑块上的遮光条初地点到光电门的距离 s .(4) 由运动学规律知2mg ＝ Ma ， v ＝d12＝ 2gs v ＝ 2as ，由牛顿第二定律知，联立得（ t ） 2 m ，即刚开始时tMd图象为过原点的倾斜直线， 但当钩码的质量不再远小于滑块与遮光条的总质量时， 直线尾端发生曲折， 剖析可知选项 C 切合．[ 答案 ] (1)0.540(2)0.45(3) M ? m 滑块上的遮光条初地点到光电门的距离s(4)C3.(2018 ·重庆一中月考 ) 用如图甲所示装置来研究功和动能变化的关系． 木板上固定两个完整同样的遮光条、 ，用不行伸长的细线将木板经过两个滑轮与弹簧测力计C 相连，木板放在安装有定滑A B轮和光电门的轨道 D 上，轨道放在水平桌面上， P 为小桶 ( 内有沙子 ) ，滑轮质量、摩擦不计，重力加快度为g .(1) 实验中轨道应倾斜必定角度，这样做目的是________．A ．为了使开释木板后，木板能匀加快下滑B ．为了增大木板下滑的加快度丰富丰富纷繁C ．可使得细线拉力做的功等于协力对木板做的功D ．可使得木板在未施加拉力时能匀速下滑(2) 用游标卡尺丈量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d ＝ ________ cm.(3) 实验主要步骤以下：①丈量木板、遮光条的总质量M ，丈量两遮光条的距离 L ；按甲图正确连结器械．②将木板左端与轨道左端对齐， 静止开释木板， 木板在细线拉动下运动， 记录弹簧测力计示数 F 及遮光条、 先后经过光电门的时间为t 1、 2，则遮光条 、 经过光电门的过程中木板动能的变化量k＝ ________．合B At B AE外力对木板做功 W ＝ ________． ( 用字母 M 、 t 、 t 、 d 、L 、 F 表示 )12③在小桶中增添沙子，重复②的操作．④比较 W 、 E k 的大小，得出实验结论．(4) 若在本实验中轨道水平搁置，其余条件和实验步骤不变，假定木板与轨道之间的动摩擦因数为μ，测得多组 F 、t 、 t 的数据，并获取1 1b ，直线的斜率为F 与 2－2的关系图象如图丙，已知图象在纵轴上的截距为12t 2 t 1k ，求解 μ ＝ ________( 用字母 b 、 d 、 L 、k 、 g 表示 ) ．分析： (1) 轨道稍微倾斜的目的是均衡摩擦力Mg sin θ ＝ f ，木板就能做匀速直线运动，木板连上细绳后拉力等于其协力，细线的拉力对木板做的功等于协力对木板做的功，故C 、D 正确．(2) 游标卡尺的读数先读出主尺的刻度数：1 mm ，游标尺的刻度第 14 个刻度与上面的刻度对齐，所以读数为： 0.05 × 14 mm ＝ 0.70 mm ，总读数为： 1 mm ＋ 0.70 mm ＝ 1.70 mm ＝0.170 cm.112(3) 遮光条 Bdd22 MdBAkAB经过光电门时的速度 v ＝t ，遮光条 A 经过光电门时的速度 v ＝，则 E ＝ M － M ＝ 21t 22212－12 .圆滑的滑轮两头的细绳拉力到处同样，弹簧测力计的示数显示的是细绳的拉力F 即为木板所受的合外t 2 t 1力，故 W ＝ FL .2121Md 1F ＝ Md 1＋ μ Mg ，联合(4) 当轨道水平搁置时，对小车由动能定理得2－2，解得 2－ 2( F － μ Mg ) L ＝ 2 t 2 t 1 2L t 2 t 1 2 b ＝μ Mg ，联立解得 μ ＝ b 2F 与 12－ 12的关系图象可知斜率 Md ＝ k ，纵截距 ＝ bd .t 2t 12L2Mg kgL答案： (1)CD(2)0.170212Md 1bd(3)2－2FL (4) 2kgL2 t 2 t 1[ 学生用书 P100]1．“研究动能定理”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 完整同样的橡皮筋并在一同进行第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取的最大速度可由打点计时器所打点的纸带测出．(1) 对于该实验，以下说法正确的选项是________．A ．打点计时器能够用直流电源供电，电压为4～ 6 VB ．实验中使用的若干条橡皮筋的原长能够不相等C ．每次实验中应使小车从同一地点由静止弹出D ．利用每次测出的小车最大速度v m和橡皮筋做的功，挨次作出 － m 、 － m 2、 －m3、 2－ m 、 3－mW W v W v W vW v W v的图象，得出协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状况下打出的纸带，从中截取了丈量物体最大速度所用的一段纸带，测得O 点到、、、、各点的距离分别为＝ 5.65 cm ， ＝ 7.12 cm ， ＝ 8.78 cm ， ＝ 10.40 cm ， ＝ 11.91ABCDEOAOBOC OD OEcm.已知相邻两点打点时间间隔为 0.02 s ，则小车获取的最大速度v m ＝ ________m/s.分析： (1) 电磁打点计时器使用 4～ 6 V 沟通电， A 错；实验中应选用同样的橡皮筋， B 错；小车应从同一地点由静止开释， C 对；数据剖析时，应作出不一样的图象研究功与速度变化的关系，D 对．1.66 ×10－2(2) 由所给数据知 BC ＝ 8.78 cm － 7.12 cm ＝ 1.66 cm ，最大速度 v m ＝m/s ＝ 0.83 m/s.0.02答案： (1)CD(2)0.832．(2016 ·高考全国卷Ⅱ ) 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行研究，实验装置如图甲所示：轻弹簧搁置在圆滑水平桌面上， 弹簧左端固定， 右端与一物块接触而不连结， 纸带穿过打点计时器并与物块连结． 向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止开释物块，经过丈量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1) 实验中波及以下操作步骤：①把纸带向左拉直②放手开释物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并丈量弹簧压缩量上述步骤正确的操作次序是 ______________( 填入代表步骤的序号 ) ．(2) 图乙中 M 和 L 纸带是分别把弹簧压缩到不一样地点后所获取的实质打点结果．打点计时器所用沟通电的频次为 50 Hz. 由 M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块离开弹簧时的速度为________m/s. 比较两纸带可知， ________( 填“ M ”或“ L ”) 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．9分析： (1) 实验中应先向左推物块使弹簧压缩，丈量弹簧的压缩量，而后把纸带向左拉直，再接通打点计时器电源，等打点稳固后，再放手开释物块，使其向右滑动，所以步骤为④①③②.(2) 因为物块走开弹簧时的速度最大，所以M 纸带对应的实验中物块离开弹簧时的速度为2.58 ×10 －2 mv ＝0.02 s＝ 1.29 m/s. 因为弹簧压缩量越大，弹性势能越大，所以推开物块后，弹簧弹性势能转变成物块的动能越多，物块走开弹簧后获取的速度越大，打的点间距越大，所以M 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．答案： (1) ④①③②(2)1.29 M3．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器研究“动能定理”．以下图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不行伸长的细线将其经过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车遇到拉力的大小． 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，记录小车经过A 、B 时的速度大小，小车中能够搁置砝码．(1) 实验主要步骤以下：①丈量 ____________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，另一端经过定滑轮与钩码相连，正确连结所需线路．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经过A 、B 时的速度．③在小车中增添砝码或减少砝码，重复②的操作．22(2) 以下表格是他们测得的一组数据，此中M 是 M 1 与小车中砝码质量之和， ( v 2－ v 1) 是两个速度传感器记录速度的平方差， 能够据此计算出动能变化量E ，F 是拉力传感器遇到的拉力， W 是 F 在 A 、B 间所做的功． 表格中的E 3＝ ____________， W 3＝ __________． ( 结果保存三位有效数字 )次数/kgv22－ 12 (m 2· s－2) /J /N /JMvEFW1 0.500 0.76 0.190 0.400 0.2002 0.500 1.65 0.4130.840 0.4203 0.500 2.40 E 31.220 W 34 1.000 2.40 1.200 2.420 1.210 51.0002.841.4202.8601.430(3) 依据表格，请在图中的方格纸上作出E －W 图线．分析： (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添，所以需要丈量小车和拉力传感器的总质量．(2)经过拉力传感器的示数和 A、 B 间距用 W＝ FL可计算拉力做的功．12 1 2(3)利用图象法办理数据，由动能定理W＝2Mv2－2Mv1，可知 W与 E 成正比，作图可用描点法，图线如图所示．答案： (1) ①小车②开释小车(2)0.6000.610 (3) 看法析图4．(2017 ·高考江苏卷) 利用如图甲所示的实验装置研究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz 的沟通电．(1)挂钩码前，为了除去摩擦力的影响，应调理木板右边的高度，直至向左轻推小车察看到________________________________________________________________________ ．(2) 挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图乙所示．选择某一点为O，挨次每隔 4 个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，此中打出计数点“ 1”时小车的速度v1＝________ m/s.(3) 将钩码的重力视为小车遇到的拉力，取g＝9.80 m/s，利用 W＝ mg x 算出拉力对小车做的功W.利用k 1 2 kE ＝2Mv 算出小车动能，并求出动能的变化量 E .计算结果见下表．W/×10－3J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26k －3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00E /×10请依据表中的数据，在方格纸上作出E k－ W图象．(4)实验结果表示，E k老是略小于 W.某同学猜想是因为小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车遇到的实质拉力F＝____N.分析： (1) 挂钩码前，调理木板右边的高度，直至向左轻推小车，察看到小车做匀速直线运动，表示此时已除去了摩擦力的影响．－ 2(2) 打出计数点“ 1”时小车的速度v1＝（ 2.06 ＋ 2.50 ）× 10 m/s ＝ 0.228 m/s.0.2(3)依据题表格中的数据，描点作图．(4) 因为＝，k＝F x ，则有＝E k ＝4.24－2.00×0.01 ×9.8 N ≈ 0.093 N.W mg x E F W mg4.50 －2.14答案： (1) 小车做匀速运动(2)0.228 (3) 如图(4)0.093。