《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第5講 探究動能定理學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第5講 探究動能定理學(xué)案（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第5講　探究動能定理 　 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過實(shí)驗(yàn)探究外力對物體做功與物體速度的關(guān)系． 二、實(shí)驗(yàn)原理 探究功與速度變化的關(guān)系，可用如實(shí)驗(yàn)原理圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加，再通過打點(diǎn)計時器和紙帶來測量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v，最后通過數(shù)據(jù)分析得出速度變化與功的關(guān)系． 三、實(shí)驗(yàn)器材 橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計時器、紙帶、鐵釘?shù)龋? 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．墊高木板的一端，平衡摩擦力． 2．拉伸的橡皮筋對小車做功： (1)用一條橡皮筋拉小車——做功W； (2)用兩條橡皮筋拉小車——做功2W； (3)用三條橡皮筋拉小車——做功3W.

2、3．測出每次做功后小車獲得的速度v. 4．分別用各次實(shí)驗(yàn)測得的v和W繪制W－v或W－v2、W－v3…圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系． 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 物體速度v與外力做功W間的關(guān)系為W∝v2. 　對實(shí)驗(yàn)原理和操作的考查[學(xué)生用書P97] 1．平衡摩擦力的方法是輕推小車，由打在紙帶上的點(diǎn)是否均勻判斷小車是否勻速運(yùn)動． 2．測小車速度時，應(yīng)選紙帶上點(diǎn)均勻分布的部分． 3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值． 4．小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些． 【典題例析】 　(高考天津卷)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)

3、繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示． (1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些________________． (2)實(shí)驗(yàn)開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)． A．避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動 B．可使打點(diǎn)計時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動 D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車

4、受的合力 (3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個解決方法： ________________________________________________________________________. (4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號)． A．在接通電源的同時釋放了小車 B．小車釋放時離打點(diǎn)計時器太近 C．阻力未完全

5、被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D．鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 [解析]　(1)實(shí)驗(yàn)要處理紙帶測速度，需要刻度尺，要分析動能的變化，必須要測出小車的質(zhì)量，因此還需要天平． (2)實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細(xì)繩的拉力等于小車所受的合力，如果不平行，細(xì)繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改變了摩擦力就不能使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，D正確． (3)在所掛鉤碼個數(shù)不變的情況下，要減小小車運(yùn)動的加速度，可以增大小車的質(zhì)量，即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)． (4)如果用鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，發(fā)現(xiàn)拉力做的功總比小車動能的增量大，原

6、因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用來增大小車動能，一部分用來克服阻力做功；也可能是小車做加速運(yùn)動，因此細(xì)繩的拉力小于鉤碼的重力，鉤碼的重力做的功大于細(xì)繩的拉力做的功，即大于小車動能的增量，C、D項正確． [答案]　(1)刻度尺、天平(包括砝碼)　(2)D (3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)　(4)CD 　1.某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究合力的功與動能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他通過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗(yàn)證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時要求小

7、車都由靜止釋放． (1)用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm. (2)如果每次實(shí)驗(yàn)時遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點(diǎn)作出線性圖象來反映合力的功與動能改變量的關(guān)系，則所作圖象關(guān)系是________時才能符合實(shí)驗(yàn)要求． A．s－t　　　　　　　　　 B．s－t2 C．s－t－1 D．s－t－2 (3)下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運(yùn)動 B．必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放 解析：(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示

8、數(shù)為： 10 mm＋0.05×15 mm＝1.075 cm. (2)由題意可知，該同學(xué)是通過成倍改變位移來改變做功的，設(shè)小車所受的合力為F，對小車，有Fs＝m，即有s∝，則D正確． (3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個實(shí)驗(yàn)過程中保持不變，所以在該實(shí)驗(yàn)中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關(guān)系也不會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，選項C正確． 答案：(1)1.075　(2)D　(3)C 　對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析的考查[學(xué)生用書P98] 1．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1)求小車的速度：利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測出兩點(diǎn)間的距離

9、x，則v＝(其中T為打點(diǎn)周期)． (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上畫出W－v和W－v2圖象(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．根據(jù)圖象得出W∝v2. 2．誤差分析 (1)誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比． (2)沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差． (3)利用打上點(diǎn)的紙帶計算小車的速度時，測量不準(zhǔn)帶來的誤差． 【典題例析】 　(2017·高考北京卷)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動，打點(diǎn)計時器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動情況．利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)． (1)打點(diǎn)計

10、時器使用的電源是__________(選填選項前的字母)． A．直流電源　　　　　　 B．交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正確操作方法是________(選填選項前的字母)． A．把長木板右端墊高　　　　 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車．若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響． A．計時器不打點(diǎn)　　　　　 B．計時器打點(diǎn) (3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T.測得A

11、、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……，如圖2所示． 實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對小車做的功W＝______________，打B點(diǎn)時小車的速度v＝________． (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2－W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為__________________．根據(jù)功與能的關(guān)系，動能的表達(dá)式中可能包含v2這個因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________________． (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若

12、重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2－W關(guān)系的是______________． [解析]　(1)打點(diǎn)計時器使用的電源是交流電源，故選B. (2)實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力和其他阻力時，應(yīng)先不掛重物，把長木板右端適當(dāng)墊高，在小車后面掛上紙帶，接通電源，在打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的情況下，輕推一下小車，給小車一個初速度，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動，則表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響． (3)實(shí)驗(yàn)中，可認(rèn)為小車所受的拉力F大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對小車做的功W＝Fx2＝mgx2.在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，故vB＝＝.

13、 (4)由題圖3可知，v2＝kW，斜率k＝，其單位為m2·s－2·J－1.又1 J＝1 N·m，1 N＝1 kg·m·s－2，故1 J＝1 kg·m2·s－2，故J－1＝kg－1·m－2·s2，因此斜率k＝的單位為，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量． (5)假設(shè)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，對由小車和重物組成的系統(tǒng)，其動能增加量為ΔEk＝，考慮到我們按重力做功W＝mgx，有ΔEk＝＝W，即v2＝W，故v2－W的圖象斜率k＝，保持不變，故選項A正確． [答案]　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　　(4)v2＝kW，k＝(4.5～5.0) m2·s－2·J－1　質(zhì)量　(5)A 　

14、2.某同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．平衡摩擦力后，通過實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動起始時刻所打的點(diǎn)，選取時間間隔為0.1 s的相鄰計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F.實(shí)驗(yàn)時小車的質(zhì)量為0.390 kg，小車受到細(xì)繩的拉力為0.40 N．回答下列問題：(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (1)小車從O到E，合力做的功W＝______J；動能變化量ΔEk＝______J. (2)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)W略大于ΔEk，其主要原因是__________________________(寫出一條即可)． 解析：(1)合力做的功W＝FxOE＝0.4×46.9×10－

15、2 J≈0.188 J 動能的變化量ΔEk＝mv－0 ＝×0.390× J－0≈0.180 J．　 (2)雖然平衡了摩擦力，但是每次運(yùn)動中空氣或紙帶的阻力做負(fù)功，所以W略大于ΔEk. 答案：(1)0.188　0.180 (2)小車受到空氣阻力的作用(紙帶阻力等) 　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[學(xué)生用書P99] 1．實(shí)驗(yàn)器材及裝置的改進(jìn) 2．?dāng)?shù)據(jù)測量的改進(jìn) 由光電門算速度v＝，速度傳感器直接測量速度大小測量紙帶上各點(diǎn)速度． 3．實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn) 利用自由落體運(yùn)動探究功和動能變化的關(guān)系． 4．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新 測量接觸面間的動摩擦因數(shù)等． 【典題例析】 　光電計時器是研究物體運(yùn)動情況時常

16、用的一種計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，如圖乙所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊與導(dǎo)軌間可視為沒有摩擦．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究“做功與物體動能改變量的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座水平，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間. (1)如圖丙所示，某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d＝________cm.用天平測得滑

17、塊與遮光條的總質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m. (2)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門所用時間為Δt＝1.2×10－2 s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為(用游標(biāo)卡尺的測量結(jié)果計算)________m/s. (3)在本次實(shí)驗(yàn)中為了確保細(xì)線拉力所做的功與鉤碼重力做的功近似相等，則滑塊與遮光條的總質(zhì)量M、鉤碼的質(zhì)量m間應(yīng)滿足________；本實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量是________________________________________________________________________ ______

18、__________________________________________________________________(用文字說明并用相應(yīng)的字母表示)． (4)本實(shí)驗(yàn)中可通過改變鉤碼的質(zhì)量測得多組數(shù)據(jù)并建立－m關(guān)系圖來進(jìn)行驗(yàn)證，則下列圖象中符合真實(shí)實(shí)驗(yàn)情況的是________． [解析]　(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得遮光條的寬條d＝5 mm＋0.05 mm×8＝0.540 cm. (2)滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為v＝＝ m/s＝0.45 m/s. (3)令細(xì)線拉力為T，則有T＝Ma及mg－T＝ma，T＝mg＝，所以只有滿足M?m時，細(xì)線拉力所做的功與鉤碼重力做的功才

19、近似相等，細(xì)線拉力做的功為W＝mgs，即需要測定滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s. (4)由運(yùn)動學(xué)規(guī)律知v2＝2as，由牛頓第二定律知mg＝Ma，v＝，聯(lián)立得＝m，即剛開始時圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，但當(dāng)鉤碼的質(zhì)量不再遠(yuǎn)小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量時，直線末端發(fā)生彎曲，分析可知選項C符合． [答案]　(1)0.540　(2)0.45 (3)M?m　滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s (4)C 　3.(2018·重慶一中月考)用如圖甲所示裝置來探究功和動能變化的關(guān)系．木板上固定兩個完全相同的遮光條A、B，用不可伸長的細(xì)線將木板通過兩個滑輪與彈簧測力計C相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門

20、的軌道D上，軌道放在水平桌面上，P為小桶(內(nèi)有沙子)，滑輪質(zhì)量、摩擦不計，重力加速度為g. (1)實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，這樣做目的是________． A．為了使釋放木板后，木板能勻加速下滑 B．為了增大木板下滑的加速度 C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對木板做的功 D．可使得木板在未施加拉力時能勻速下滑 (2)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝________ cm. (3)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測量木板、遮光條的總質(zhì)量M，測量兩遮光條的距離L；按甲圖正確連接器材． ②將木板左端與軌道左端對齊，靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄彈簧測力

21、計示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的時間為t1、t2，則遮光條B、A通過光電門的過程中木板動能的變化量ΔEk＝________．合外力對木板做功W＝________．(用字母M、t1、t2、d、L、F表示) ③在小桶中增加沙子，重復(fù)②的操作． ④比較W、ΔEk的大小，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論． (4)若在本實(shí)驗(yàn)中軌道水平放置，其他條件和實(shí)驗(yàn)步驟不變，假設(shè)木板與軌道之間的動摩擦因數(shù)為μ，測得多組F、t1、t2的數(shù)據(jù)，并得到F與－的關(guān)系圖象如圖丙，已知圖象在縱軸上的截距為b，直線的斜率為k，求解μ＝________(用字母b、d、L、k、g表示)． 解析：(1)軌道略微傾斜的目的是平衡摩擦力Mgsi

22、n θ＝f，木板就能做勻速直線運(yùn)動，木板連上細(xì)繩后拉力等于其合力，細(xì)線的拉力對木板做的功等于合力對木板做的功，故C、D正確． (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)：1 mm，游標(biāo)尺的刻度第14個刻度與上邊的刻度對齊，所以讀數(shù)為：0.05×14 mm＝0.70 mm，總讀數(shù)為：1 mm＋0.70 mm＝1.70 mm＝0.170 cm. (3)遮光條B通過光電門時的速度vB＝，遮光條A通過光電門時的速度vA＝，則ΔEk＝Mv－Mv＝.光滑的滑輪兩端的細(xì)繩拉力處處相同，彈簧測力計的示數(shù)顯示的是細(xì)繩的拉力F即為木板所受的合外力，故W＝FL. (4)當(dāng)軌道水平放置時，對小車由動能定理得(F－μ

23、Mg)L＝，解得F＝＋μMg，結(jié)合F與－的關(guān)系圖象可知斜率＝k，縱截距b＝μMg，聯(lián)立解得μ＝＝. 答案：(1)CD　(2)0.170 (3)　FL　(4) 　[學(xué)生用書P100] 1．“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當(dāng)用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計時器所打點(diǎn)的紙帶測出． (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________． A．打點(diǎn)計時器可以用直流電源供電，電壓為4

24、～6 V B．實(shí)驗(yàn)中使用的若干條橡皮筋的原長可以不相等 C．每次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出 D．利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－v、W－v、W2－vm、W3－vm…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系 (2)圖乙給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點(diǎn)到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別為OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm＝________m/s.

25、 解析：(1)電磁打點(diǎn)計時器使用4～6 V交流電，A錯；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選取相同的橡皮筋，B錯；小車應(yīng)從同一位置由靜止釋放，C對；數(shù)據(jù)分析時，應(yīng)作出不同的圖象探究功與速度變化的關(guān)系，D對． (2)由所給數(shù)據(jù)知BC＝8.78 cm－7.12 cm＝1.66 cm，最大速度vm＝m/s＝0.83 m/s. 答案：(1)CD　(2)0.83 2．(2016·高考全國卷Ⅱ)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點(diǎn)計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧

26、被壓縮后的彈性勢能． (1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點(diǎn)計時器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是______________(填入代表步驟的序號)． (2)圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計時器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先向左推物塊使彈簧壓縮，測

27、量彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，再接通打點(diǎn)計時器電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動，因此步驟為④①③②.　 (2)由于物塊離開彈簧時的速度最大，因此M紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時的速度為v＝＝1.29 m/s.由于彈簧壓縮量越大，彈性勢能越大，因此推開物塊后，彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化成物塊的動能越多，物塊離開彈簧后獲得的速度越大，打的點(diǎn)間距越大，因此M紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 答案：(1)④①③②　(2)1.29　M 3．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”．如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連

28、，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大小，小車中可以放置砝碼． (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測量____________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連，正確連接所需線路． ②將小車停在C點(diǎn)，____________，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時的速度． ③在小車中增加砝碼或減少砝碼，重復(fù)②的操作． (2)下列表格是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，(v－v)是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可

29、以據(jù)此計算出動能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的ΔE3＝____________，W3＝__________．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 次數(shù) M/kg v－v (m2·s－2) ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.76 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.200 2.420 1.210 5 1.000 2.84 1.420 2.8

30、60 1.430 (3)根據(jù)表格，請在圖中的方格紙上作出ΔE－W圖線． 解析：(1)在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對小車和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動能增加，所以需要測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量． (2)通過拉力傳感器的示數(shù)和A、B間距用W＝FL可計算拉力做的功． (3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動能定理W＝Mv－Mv，可知W與ΔE成正比，作圖可用描點(diǎn)法，圖線如圖所示． 答案：(1)①小車　②釋放小車 (2)0.600　0.610　(3)見解析圖 4．(2017·高考江蘇卷)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝

31、10.0 g，打點(diǎn)計時器的電源為50 Hz的交流電． (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到________________________________________________________________________． (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖乙所示．選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個計時點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計算打出各計數(shù)點(diǎn)時小車的速度v，其中打出計數(shù)點(diǎn)“1”時小車的速度v1＝________ m/s. (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80

32、m/s，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車動能，并求出動能的變化量ΔEk.計算結(jié)果見下表． W/×10－3 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/×10－3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出ΔEk－W圖象． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F＝____N. 解析：(1)掛鉤碼前，調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車，觀察到小車做勻速直線運(yùn)動，表明此時已消除了摩擦力的影響． (2)打出計數(shù)點(diǎn)“1”時小車的速度v1＝ m/s＝0.228 m/s. (3)根據(jù)題表格中的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作圖． (4)由于W＝mgΔx，ΔEk＝FΔx，則有F＝mg＝×0.01×9.8 N≈0.093 N. 答案：(1)小車做勻速運(yùn)動　(2)0.228　(3)如圖 (4)0.093 12