1、实验五探究动能定理实验理论指导考情案例导析知能演练提升探究合外力做功和动能变化的关系。用打点计时器和纸带记录下重物做匀加速运动的情况如图实51所示。通过测量和计算可以得到小车从0点到2、3、4、5点的距离，及在2、3、4、5点的瞬时速度。图实51打点计时器、电源、导线、纸带、细绳、刻度尺、复写纸片、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)。(1)把打点计时器固定到桌边的铁架台上。(2)把打点计时器接到低压交流电源上。(3)把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度。(4)接通电源，释放纸带。(5)断开电源，调整纸带，重做两次。图实52(1)重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时
2、器之间的摩擦力和空气阻力，导致重力做的功略大于动能的改变。(2)交流电的频率f不是50 Hz也会带来误差。(3)测量长度时可能存在误差。如图实53所示，将拉力传感器固定在小车上，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距离L的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速度大小，改变钩码的数量，分别得到对应拉力的功W和v2(即vv)，也可验证得到Wv2的结论。图实53例1“探究动能定理”的实验装置如图实54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W0，当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做
3、的功记为2W0、3W0、4W0每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。图实54(1)关于该实验，下列说法正确的是 ()A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46 VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系(2)如图实55给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，
4、OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_ m/s。图实55答案(1)CD(2)0.83例2 某同学用如图实56所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它图实56们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开小车。打点计时器在纸带上打下一系列点。(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间的距离，并计算出它们
5、与O点之间的速度平方差v2(v2v2v02)，填入下表：点迹x/cmv2/(m2s2)O/11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23请以v2为纵坐标，以x为横坐标在图实57方格纸中作出v2x图像。若测出小车质量为0.2 kg，结合图像可求得小车所受的合外力的大小为_N。图实57(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是_，实验操作中改进的措施是_。解析(1)根据表中数据在v2x坐标系中描点，然后用直线连接各点，如图所示。(2)测力计测的是细绳的拉力，小车还受到水平向左的摩擦力，因此小车受的
6、合力小于测力计的读数。在木板左端垫上一个小木块，使左端稍微高一点，以平衡摩擦力。答案(1)图像见解析 0.25(2)小车滑行时所受摩擦阻力较大 使木板倾斜一定的角度以平衡摩擦力例3在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图实58甲所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置。图实58(1)实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是_和_。(2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间距离已在图中标出，测出滑块的质量为M，钩码的总质量为m。从打B点到打E点的过程中，为达到实验目的，该同学应该寻找_和_之间的数值关系(用题中和图中的物理量符号表示)。
