6．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置做“探究做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，圖中桌面水平，小車(chē)可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí)鉤碼尚未到達(dá)地面．

（1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：
a．在小車(chē)上放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)后端，用細(xì)繩連接小車(chē)和鉤碼：
b．將小車(chē)停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，釋放小車(chē)小車(chē)拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；
c．改變鉤碼或小車(chē)中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)第二步的操作．
（2）如圖2所示是某實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)算點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，則打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為$\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$要驗(yàn)證合外力做的功與動(dòng)能變化的關(guān)系，除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有：小車(chē)的質(zhì)量；
（3）某同學(xué)用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力，為了減少這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是：a平衡摩擦力b重物的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力；
（4）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v2=v2-v02），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動(dòng)能的變化）．．

分析 小車(chē)在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在粗糙水平面上做加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)對(duì)紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)處理可算出各點(diǎn)的速度大小及發(fā)生的位移．同時(shí)測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量與小車(chē)在粗糙水平面的摩擦力，從而可求出合力做的功與小車(chē)的動(dòng)能變化關(guān)系．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須先接通電源，再釋放小車(chē)，每次更換紙帶時(shí)都要關(guān)閉電源；
（2）根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得：${v}_{C}=\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$，
動(dòng)能定理的表達(dá)式：$W=\frac{1}{2}（{M}_{車(chē)}+m）{v}^{2}-0$，故還需要測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量．
（3）用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力時(shí)，沒(méi)有考慮到小車(chē)與木板之間、紙袋與限位孔之間的摩擦力；由此需要平衡摩擦力； b．小車(chē)的加速度：$a=\frac{mg}{M+m}$，重物的質(zhì)量會(huì)影響小車(chē)的運(yùn)動(dòng)，故呀減小實(shí)驗(yàn)的誤差，還要讓重物的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力；
（4）小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比，即v2-v02=ks
要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，即$\frac{1}{2}M{v}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{0}}^{2}$，
從而得出結(jié)論：小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動(dòng)能的變化）．
故答案為：（1）接通電源；釋放小車(chē)；
（2）$\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$；小車(chē)的質(zhì)量；
（3）a．平衡摩擦力； b．重物的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力；
（4）小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動(dòng)能的變化）．

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物體的動(dòng)能定理，一是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，二是更能讓學(xué)生理解動(dòng)能定理的內(nèi)涵，注意圖象問(wèn)題中，只有畫(huà)出直線才能說(shuō)明成正比關(guān)系，曲線不能說(shuō)明物理量之間的關(guān)系．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，得到圖乙所示的紙帶，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)實(shí)現(xiàn)拉力做功數(shù)值W、2W、3W…的改變
B．通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)拉力做功數(shù)值W、2W、3W…的改變
C．通過(guò)計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的平均速度得到小車(chē)獲得的最大速度
D．此實(shí)驗(yàn)沒(méi)必要傾斜木板來(lái)平衡摩擦力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

17．關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解正確的是（　�。�
A．UAB表示B點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電勢(shì)差，即UAB=φB-φA
B．UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系：UAB=-UBA
C．φA、φB都可能有正負(fù)，所以電勢(shì)是矢量
D．電勢(shì)是標(biāo)量，電勢(shì)差是矢量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

14．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖1中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．

（1）除了圖1中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、天平、刻度尺、交流電源．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是D．
A．放開(kāi)小車(chē)，能夠自由下滑即可
B．放開(kāi)小車(chē)，能夠勻速下滑即可
C．放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可
D．放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠勻速下滑即可
（3）若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是B
A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)
B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C．小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
D．小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
（4）從理論上講，橡皮筋做的功W和小車(chē)獲得的速度v的關(guān)系是W=$\frac{1}{2}$mv2．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

1．為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖（a）所示的器材，讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板
滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題．

（1）為了消除摩擦力的影響應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，使小�?chē)在不接橡皮筋時(shí)能緩慢勻速下滑．
（2）當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來(lái)進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W．
（3）由于橡皮筋對(duì)小車(chē)做功而使小車(chē)獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，對(duì)于不同數(shù)目的橡皮筋做功W，可以計(jì)算出小車(chē)獲得的對(duì)應(yīng)速度v，如圖（b）所示．
（4）根據(jù)圖（b）中的信息，求出橡皮筋做功為3W時(shí)小車(chē)獲得的速度v，及v2，并將所得結(jié)果填寫(xiě)到下表（保留三位有效數(shù)字）．
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W2W3W4W
小車(chē)速度v（m/s）1.001.421.732.00
v2（m2/s2）1.002.023.004.00
（5）利用第（4）表中的數(shù)據(jù)分析可以得出的結(jié)論是：橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)速度v2成正比關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)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)器材還有哪些刻度尺、天平．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個(gè)D（填字母代號(hào)）．
A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰
C．可以保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力
（3）平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(jì)算小車(chē)速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：把適量鉤碼放在小車(chē)上．
（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(chē)動(dòng)能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代號(hào)）．
A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車(chē)
B．小車(chē)釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C．阻力未完全被小車(chē)重力沿木板方向的分力平衡掉
D．鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．為研究外力做功一定的情況下，物體的質(zhì)量與速度的關(guān)系，某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

水平長(zhǎng)木板左端固定一木塊，在木塊上固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．木塊右側(cè)固定一彈簧，讓連接紙帶的小車(chē)壓縮彈簧至木板的虛線處，由靜止釋放小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，選取點(diǎn)跡均勻的一部分，計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度υ1，并測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量m1；通過(guò)加砝碼的方式改變小車(chē)質(zhì)量，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車(chē)，計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度υ2，測(cè)出小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量m2．然后再改變小車(chē)質(zhì)量，重復(fù)以上操作，測(cè)出多組υ3、m3；…υn、mn的值．
（1）每次實(shí)驗(yàn)中，都將小車(chē)壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放，目的是：小車(chē)獲得相同的動(dòng)能（彈簧對(duì)小車(chē)做功相同）；
（2）若要保證彈簧的彈力作為小車(chē)的外力，應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是：墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，使小車(chē)連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)（平衡摩擦力）；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)得了五組數(shù)據(jù)如下表：
m/kg0.100.200.300.400.50
v（m•s-1）1.0000.7070.5770.5000.447
通過(guò)表中數(shù)據(jù)，該同學(xué)測(cè)出了 一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖2所示，圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)是：$\frac{1}{{v}^{2}}$；
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)論是：力對(duì)物體做功相同時(shí)，物體的質(zhì)量與速度平方成反比．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

15．在“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小車(chē)在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W；當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
（1）實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做CD
A．是為了使釋放小車(chē)后，小車(chē)能勻加速下滑
B．是為了增大小車(chē)下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合外力對(duì)小車(chē)做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)
（2）若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法中正確的是B
A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C．小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D．小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，需增大電場(chǎng)的加速電壓
B．粒子是從電場(chǎng)中獲得能量的
C．粒子在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)速越來(lái)越大
D．只要磁感應(yīng)強(qiáng)度及D形金屬盒半徑趨于無(wú)限大，粒子獲得的能量就可以無(wú)限大

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同步練習(xí)冊(cè)答案