55探究動(dòng)能定理答案

1、3. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析：(1) 觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時(shí)，觀察小車的速度或速度的平方如何變化，有何變化規(guī)律。(2) 圖像法：在坐標(biāo)紙上畫(huà)出不一z;或W-v圖線(肥，以一根橡皮筋做的功為單位)。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖像可知做功與物體速度變化的關(guān)系為Wvo六、注意事項(xiàng)1. 平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是 輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角。2. 測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。3. 橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對(duì)小車做的功以一

2、條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)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。七、誤差分析1. 誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)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(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大。3. 利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差。1在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖甲)：(1) 下列說(shuō)法哪一項(xiàng)是正確的 ()A. 平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過(guò)細(xì)線掛在小車上B. 為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放(2) 圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取0、A. B、C計(jì)

3、數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz,則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為m/s(保留三位有效數(shù)字)。小車紙帶次廬計(jì)時(shí)器小滑虹單位:cm甲乙解析平衡摩擦力的原理就是在沒(méi)有拉力的情況下調(diào)整斜面傾角，使 =tan 9, A錯(cuò)；為減小系統(tǒng)誤差應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，B錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能充分利用紙帶，由靜止釋放Co 據(jù)卷=券 =0.653則后面點(diǎn)測(cè)出的動(dòng)能即等于該過(guò)程的動(dòng)能變化量，便于利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行探究，故選m/s，可得打月點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 探究外力做功與物體速度的關(guān)系。2. 通過(guò)分析論證和實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新精神。二、

4、實(shí)驗(yàn)原理1. 不是直接測(cè)量對(duì)小車做功，而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車做功不、2W.3以 2. 由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出。這 樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。W-3. 以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)，分別以小車獲得的速度#、/.? ?為橫坐標(biāo)，作出 W-V.鏟曲線，分析這些曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材小車（前面帶小鉤）、長(zhǎng)木板（兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及 導(dǎo)線（使 用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)不用學(xué)生電源）、5? 6條相同的橡皮筋、刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按

5、圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好。2. 平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一）塊木板，反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直至小車上不掛橡皮筋時(shí)，紙帶打出的點(diǎn)間距均勻，即小車能勻速運(yùn)動(dòng)為止。3. 分別用1條、2條、3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都與第一次相同。這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W. 2W. 3?標(biāo)記好每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶。五、數(shù)據(jù)處理Al A2 人 3圖實(shí)一 521. 測(cè)量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖實(shí)一 52所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系 需要測(cè)量彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度。應(yīng)在紙帶上測(cè)量的物理量是（用字母表示）：& &間的距離x,小車速度的表達(dá)

6、式為（用測(cè)量的物理量表示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔）。2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t/s速度r(m-s-1)速度平方A2（m2_s-2）帶的部分進(jìn)行測(cè)量;(3) 下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，請(qǐng)將第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功填寫(xiě)在對(duì)應(yīng)的位置v橡皮筋做的功10個(gè)間距的距離 x(m)10個(gè)間距的時(shí)間b(s)小車獲得的速度S小車速度的平方。.2W0.2000.2揺2*0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4) 從理論上講，橡皮筋做的功仍和物體速度。變化的關(guān)系應(yīng)是仍8，請(qǐng)你根據(jù)表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在如圖實(shí)一 59所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖像驗(yàn)證理論的

7、正確性。卜 t T -ri iF 釘-寧-rs-rr t r r-Uli 、” r-L rI 亠 j4 -F V 1 L h .11. * .1亠k-h X Ji J ul- a-Jit | i -iill E 1 1，ri-h. d. h E,-J.I- t-1 1 1 L l n r:湍羽i活iirtTUnrnri 1 T-F 1irr aWF-F T P T I i-R-b F b - -b- r r i .LkhiL * 3 Ji | JlL-, -1 二-H-ilj-LT | + 1*, J1 F F Fl 1 r %飛- p-fcl1 Bd-fc* fc p -I U- i i.

8、r t r/ i i 1 AW圖實(shí)-5-9解析(1)計(jì)算小車速度需要測(cè)量紙帶上的點(diǎn)的距離，要用刻度尺。(2) 小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上的點(diǎn)的間隔均勻。(3) 橡皮筋每增加一條，對(duì)小車做的功就增加W(4) 縱坐標(biāo)表示速度的平方，橫坐標(biāo)表示功，利用描點(diǎn)法描出各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑曲線 連線作出彼一圖像，如圖實(shí) -5-10所示。u.毬3stssrl蜃MM:?uaMH匹：證E!“ - .*答案刻度尺(2)點(diǎn)距均勻(3)2以3不、4W. 5W(4)澇 圖像見(jiàn)解析4. (2014?珠海模擬)某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步答案C (2)0.653()2.用如圖實(shí)一

9、 5 5所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是圖實(shí)一 5-5A. 為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)B. 每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣C. 可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值D. 可以通過(guò)改變小車的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值E. 實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源F. 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度G. 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度解析：選ABCF當(dāng)小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿長(zhǎng)木板方向的重力的分力大小

10、等于摩擦力，即在實(shí)驗(yàn)中可消除摩擦力的影響，A正確；由實(shí)驗(yàn)原理可知， B、C正確，D錯(cuò)誤；使用打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)都必須先接通電源再釋放小車，E錯(cuò)誤；橡皮筋拉力做的總功等于小車動(dòng)能的增加，此動(dòng)能應(yīng)為小車獲得的最大動(dòng)能，所以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測(cè)定的是小車的最大速度，F(xiàn)正確、G錯(cuò)誤?？疾閿?shù)據(jù)處理與誤差分析3如圖實(shí)一 5 8所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W當(dāng)我們 把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)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打

11、點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測(cè)出.小車/橡皮筋打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖實(shí)一 5-8(1) 除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有(2) 平衡摩擦后，每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用 紙桶的門(mén)的時(shí)間分別為攵1=2X10 3 S,攵2 = 10 一 3 S,窄遮光板的寬度為 d,滑塊和遮光板的質(zhì)量為沙和沙質(zhì)量為m,且滿足圖實(shí)-5-16d,貝mm,此滑塊的加速度（1）如圖實(shí)一 5 17所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光板的寬度為m/s2（本空保留二位有效數(shù)字）。2 cm0 10 20圖實(shí)一 5-17該學(xué)習(xí)小組在測(cè)出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，可用上述實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究動(dòng)能定理，動(dòng)能定理 表

12、達(dá)式為（用題中所給物理量符號(hào)表示）。解析：（l）tZ= 1 mm + 0.05 mmX 10 = 1.50 mm 。dd=T = 0.75 m/s % = w = 1.50 m/s。 IZXt2由A2 -= 2aL可得滑塊的加速度 a = 3.4 m/s2。滿足mM的情況下，沙和沙桶重力做的功等于滑塊和遮光板的動(dòng)能增加量，即:答案：（1）1.50 3.4 （2）mg = M$）2-?（為25 18 所6. （2014?三門(mén)峽模擬）某學(xué)習(xí)小組在探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖實(shí)一示的實(shí)驗(yàn)裝置。數(shù)字計(jì)時(shí)器光電門(mén)/ _1 1=1 |遮光條峪二橡皮條4連氣源氣墊導(dǎo)軌、調(diào)平螺絲橡皮條掛鉤圖實(shí)一

13、5 18將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過(guò)調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢查是否調(diào)平的方法是如圖實(shí)一 519所示，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度厶=cm。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上，向后拉伸一定的距離，并做好標(biāo)記，以保證每次拉伸的距離恒定?，F(xiàn)測(cè)得掛一根橡皮條時(shí)實(shí)驗(yàn)小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（1）按圖實(shí)一 511連接實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20 kg，鉤碼總質(zhì)量 m=0.05kg圖實(shí)一 5-11（2）釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（電源頻率為/=50 Hz ），打出一條紙帶。（3）他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖實(shí)一5 12所示。把打下的第一點(diǎn)記作0,然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)

14、間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為 = 0.041 m, 4=0.055 m, t/ 30.167 m, t/ 4=0.256 m, 5=0.360 m,0.480 m*,他把鉤碼重力（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2）作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功 W=J （結(jié)果保留三位有效數(shù)字），用正確的公式及=（用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式）把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng) 能作為小車動(dòng)能的改變量，算得及=0.125 J.f q ! ?4圖實(shí)一 5-12（4）此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒(méi)能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大。通 過(guò)反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，

15、其中正確的是 。A. 鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多B. 沒(méi)有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多C. 釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小D. 沒(méi)有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因解析：（3）若用鉤碼的重力作為小車受的合力，貝合=mg = 0.5 N,從0點(diǎn)到打第5點(diǎn)時(shí)水平位移s =d5 = 0.360 m,所以 W=F合 s = 0.5X0.360 J = 0.180 J。打第5點(diǎn)時(shí)小車動(dòng)能Ek = AMvs #5 =式中攵為5個(gè)時(shí)間間隔，即攵=卓，故瓦=06-新。從該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作情況來(lái)看，造成

16、很大誤差的主要原因是把鉤碼的重力當(dāng)成了小車的合力，實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，故選項(xiàng)A、B正確。C、D兩個(gè)選項(xiàng)中提到的問(wèn)題不能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成重大影響，故不選C、Do答案：（3） 0.180 器（/dj （4） AB考查實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新5. （2013?河南中原名校模擬）某學(xué)習(xí)小組用如圖實(shí)一5 16所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來(lái)“探究牛頓第二定 律”，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L=25 cm,用光電門(mén)測(cè)出窄遮光板依次通過(guò)兩個(gè)光電(2) 未計(jì)木塊通過(guò)刀 0 段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊所做的功。 由W=JLoa=億OB5W=fLOA+JLOB5及= 6 cm LOB5= 42 cm可解得： LQA = 3 cm

17、 答案： (1)、(2)見(jiàn)解析 (3)3 cm滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為攵，則滑塊最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度表達(dá)式為（用字母表示）。01單位:cmme肝小川川叫丿川護(hù)0 10 20圖實(shí)一 5 19（3）逐根增加橡皮條，記錄每次遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的速度。則畫(huà)出的匹一/圖像應(yīng)是。解析：（1）檢查導(dǎo)軌是否水平的方法：將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看其是否滑動(dòng)（或?qū)⒒瑝K輕放在氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動(dòng)）。（2）At/ = 5 mm + 0.05 mmX 10 = 5.50 mm = 0.550 cm滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度 v = 77o（3）由動(dòng)能定理可知，故畫(huà)出的WV3圖像應(yīng)是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線。答案：（1）將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，看其是否滑動(dòng)；或?qū)⒒瑝K輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動(dòng)（其他方法正確同樣得分）（2）0.550圣過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線7. （2014?寧波檢測(cè)）在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)探究小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 實(shí)一 5 20中甲所示，木塊從，點(diǎn)靜