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1、到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”实 验 五探 究 动 能 定 理一、实验目的1探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。2通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系。二、实验器材小车(前面带小钩)、100200 g砝码、长木板及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(若使用电火花计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺。突破点(一)实验原理与操作典例1某实验小组用如“实验图示记心中”所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。(1)
2、为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的_(填入选项前的字母代号)。A逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑B逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮筋作用下开始运动C逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让其拖着纸带匀速下滑D逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑(2)如图所示是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50 Hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为_ m/s(结果保留三位有效数字)。答案(1)C(2)1.39(1.381.40均正确)由题引知要点谨记1.实验原理的理解对应第(1)题(1)为使橡皮筋的拉力所做的功为合外力对小
3、车所做的功，必须平衡小车的摩擦力。(2)利用小车拖着纸带，小车匀速运动则摩擦力才算被平衡，此操作一是可通过纸带观察小车是否匀速，二是可同时平衡纸带运动所受的阻力。2.利用纸带确定小车的末速度对应第(2)题(1)橡皮筋恢复原长时小车已匀速，故应利用纸带上间距相等的部分计算小车速度。(2)利用v计算小车的速度，为减小测量误差，所选的范围应尽量长些，如本题可选BE段。(3)注意刻度尺的精度、估读及单位，注意对结果有效数字的要求。 集训冲关1(2017湖南四校联考)某实验小组要探究力对物体做的功与物体获得的速度的关系，选取的实验装置如“实验图示记心中”所示。(1)实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用
4、小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，最终得到如图甲所示的纸带，这样做的目的是_。(2)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀分布的，为了计算小车获得的速度，应选用图乙纸带的_(填“AF”或“FI”)部分。(3)小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出，沿木板滑行，当小车的速度最大时，橡皮筋对小车做的功为W。再用完全相同的2条、3条、n条橡皮筋作用于小车上，每次在_(填“相同”或“不相同”)的位置由静止释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、nW。(4)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、vn，作出Wv图像。则下列符合
5、实际的图像是_(填字母序号)。解析：(1)纸带上打出的点迹均匀，说明小车做匀速运动，这样做的目的是平衡摩擦力。(2)纸带在橡皮筋的拉力作用下做加速运动，橡皮筋做功完毕后，小车的速度达到最大，之后做匀速运动，因此匀速运动时的速度即为该过程中小车的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸带上点迹均匀分布的部分测量，即FI。(3)橡皮筋的拉力为变力，采用倍增法增加功，使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，当小车的速度最大时，橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条、n条橡皮筋作用于小车上，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、nW，所以每次应在相
6、同的位置由静止释放小车。(4)功与速度的平方相对应，所以图像应为D。答案：(1)平衡摩擦力(2)FI(3)相同(4)D2(2014天津高考)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所示。(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
7、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方法：_。(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解析：(1
8、)实验要通过纸带测速度，需要刻度尺，要分析动能的变化，必须要测出小车的质量，因此还需要天平。(2)实验中调节定滑轮的高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能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情况下，要减小小车运动的加速度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(或钩码)。(4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现拉力做的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克服阻力做功；也可能是钩码做加速
9、运动，因此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(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD突破点(二)数据处理与误差分析典例2如“实验图示记心中”所示装置，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形。橡皮筋对小车做的功记为W。当把2条、3条、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、n次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打出点的纸带测出。(1)除了图中已给出的实
10、验器材外，还需要的器材有_；(2)平衡摩擦后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量；(3)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次、n次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置，并计算vn及vn2，填入下表：橡皮筋做的功10个间距的距离x(m)10个间距的时间T(s)小车获得的速度vn(m/s)小车速度的平方vn2(m2/s2)第1次W0.2000.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn_，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐
11、标系中作出相应的图像验证理论的正确性。答案(1)学生电源、导线、复写纸，刻度尺(2)点距均匀(3)如下表(4)vn2如图所示功vnvn2第1次W1.01.00第2次2W1.401.96第3次3W1.502.25第4次4W2.004.00第5次5W2.255.06由题引知要点谨记1.实验器材的选用对应第(1)题应用电磁打点计时器打纸带的实验时，与打点计时器相关的器材，如：学生电源、导线、复写纸、纸带必须有，处理纸带时，为测量计时点间距，还应有刻度尺。2.数据处理的方法对应第(2)(3)题(1)纸带上点间距相等部分对应橡皮筋松弛后小车获得的末速度。(2)因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的长度，故橡皮筋
12、对小车做的总功与橡皮筋条数成正比。3.利用图像探究物理量间的关系对应第(4)题(1)利用图像探究物理量间的关系时，首先确定横、纵坐标轴对应的物理量及单位。(2)根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度。(3)认真描绘各坐标点。(4)连线时要注意连线原则，偏离直线较远的点要舍去。 集训冲关3.“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
13、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)。解析：(1)平衡摩擦力时不需将钩码挂在小车上，选项A错误；为减小误差，应使钩码质量远小于小车质量，选项B错误；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确。(2)由纸带可知，B点的速度vB m/s0.653 m/s。答案：(1)C(2)0.6534(2017湖州模拟)某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(ms1)0.711.231.421.581.87(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)(1)设一条橡皮筋拉长到固定长
14、度所做的功为W0，在图乙中大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图像。(2)由图像大致可判断出W与v的关系可能是_。解析：(1)根据表中数据可知，橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大。据描点法可知，W与v的图线为抛物线，如图所示。(2)由图像大致可判断出W与v的关系可能是Wv2。答案：(1)见解析图(2)Wv25(2017深圳模拟)某同学用如图甲所示装置来探究“动能定理”，得到一条如图乙所示的纸带，O点为第一个点，并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点，用毫米刻度尺测得各点到O点的距离如图，重物质量m1.00 kg。(1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源_。A46 V、50 Hz交流电源B220 V、50 Hz交流电源(2)从O点到B点，重物的重力做功W重_J，动能的增加量Ek_
