[目標(biāo)定位]1.通過實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系.2.能夠通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出動(dòng)能定理的表達(dá)式．一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思想設(shè)計(jì)物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程，在這個(gè)過程中，想辦法測(cè)出物體受到的合外力F、位移s、初速度v1和末速度v2，算出合外力所做的功W和動(dòng)能變化量ΔEk(等于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1))，從而得出W與物體動(dòng)能變化ΔEk的定量關(guān)系．二、實(shí)驗(yàn)方案一：利用物體的自由落體運(yùn)動(dòng)1．實(shí)驗(yàn)原理物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功．若某時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力做的功WG為mgh，動(dòng)能的變化ΔEk為eq\f(1,2)mv2－0；通過比較WG和ΔEk，即可判斷和確定外力做功與動(dòng)能變化之間的定量關(guān)系．2．實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、重物、紙帶、電源等．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)組裝器材：如圖1所示，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源連接好．圖1(2)接電源，打紙帶：把紙帶的一端在重物上用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開紙帶，讓重物自由下落，重復(fù)幾次，打下3～5條紙帶．(3)選紙帶：選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，選擇相鄰點(diǎn)的間隔比較明顯的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，從起始點(diǎn)開始在計(jì)數(shù)點(diǎn)上依次標(biāo)上0、1、2、3……4．測(cè)量和計(jì)算(如圖2所示)圖2(1)測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)0到點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3……的距離，即為對(duì)應(yīng)的下落高度h1、h2、h3…利用公式vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計(jì)算出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3、點(diǎn)4……的瞬時(shí)速度v2、v3、v4…(2)計(jì)算兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的重力做的功mgΔh和動(dòng)能增加量ΔEk，將結(jié)果填入表格中，進(jìn)行比較，得出結(jié)論.選擇的兩點(diǎn)的速度v/(m/s)選擇的兩點(diǎn)的動(dòng)能Ek/J選擇的兩點(diǎn)間距離Δh/m重力做功WG/J動(dòng)能的增加量Ek/J結(jié)論1v1v3Ek1Ek3h03－h(huán)01mgh13Ek3－Ek12v1v4Ek1Ek4h04－h(huán)01mgh14Ek4－Ek13v2v5Ek2Ek5h05－h(huán)02mgh25Ek5－Ek25.誤差分析(1)偶然誤差：測(cè)量長度時(shí)會(huì)帶來誤差．減小誤差的辦法：①測(cè)距離時(shí)都應(yīng)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)0量起；②多測(cè)幾次取平均值．(2)系統(tǒng)誤差：實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶下落過程中要克服阻力(主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力)做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk必定稍小于(填“稍小于”或“稍大于”)重力做的功WG．6．注意事項(xiàng)(1)為減小誤差，應(yīng)重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，從中挑選出打點(diǎn)清晰的一條紙帶進(jìn)行測(cè)量．(2)應(yīng)盡可能減小各種阻力的影響，可采取如下措施：①應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，以減小空氣阻力的影響．②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須穩(wěn)固安裝在鐵架臺(tái)上，并且兩個(gè)限位孔的中線要嚴(yán)格豎直，以減小紙帶所受的摩擦力．③釋放前將紙帶拉至豎直且保證不與限位孔接觸以減小紙帶與限位孔間的摩擦．(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須是先接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再放開紙帶讓重物下落．(4)各點(diǎn)的速度不能(填“能”或“不能”)用v＝gt來求解．三、實(shí)驗(yàn)方案二：由重物通過滑輪牽引小車如圖3所示，小車在鉤碼的牽引下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．圖31．測(cè)量前的準(zhǔn)備：平衡摩擦力將木板一端墊高，讓小車從木板上勻速滑動(dòng)，從而平衡摩擦力．將木板一端墊高至輕推小車后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而使小車受到的摩擦力等于小車重力沿斜面方向的分力．2．實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件：鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M．在鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M的條件下，鉤碼的重力大小才近似等于小車所受合力．3．有關(guān)測(cè)量和計(jì)算：(1)小車受到的合外力F：大小近似等于所掛鉤碼的重力mg，故用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量m可求F≈mg．(2)通過紙帶測(cè)小車的位移s．(3)求出合力對(duì)小車做的功W＝Fs＝mgs．(4)根據(jù)v＝eq\f(sn＋sn＋1,2T)，算出對(duì)應(yīng)位移l小車獲得的初速度和末速度，并算出物體的初、末動(dòng)能Ek1和Ek2．(5)研究W與ΔEk的關(guān)系，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．4．注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)前首先必須平衡摩擦力．此過程中小車不需要(填“需要”或“不需要”)連接重物或拴橡皮筋，但應(yīng)連著紙帶且接通電源．(2)實(shí)驗(yàn)中必須保證牽引小車的鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．INCLUDEPICIF"【例1】INCLUDEF"在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾個(gè)點(diǎn)比較密集，不夠清晰，可舍去前面的比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)較為清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證，如圖4所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)在紙帶上，所用交流電的頻率為50Hz，重物的質(zhì)量為m.(g取9.8m/s2)圖4(1)打A點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vA＝________，重物動(dòng)能EkA＝________．(2)打F點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vF＝________，重物動(dòng)能EkF＝________．(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自打出A點(diǎn)開始到打出F點(diǎn)，重物重力做功為________，動(dòng)能的增加量為________．(4)根據(jù)紙帶上提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重物從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)的過程中，得到的結(jié)論是_____________________________．答案(1)1.30m/s0.85mJ(2)2.28m/s(3)1.75mJ1.75mJ(4)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)ΔEk＝WG解析(1)vA＝eq\f(O\x\to(B),2T)＝eq\f(2.40＋2.79×10－2,2×0.02)m/s≈1.30m/sEkA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)m×1.302J≈0.85mJ．(2)vF＝eq\f(E\x\to(G),2T)＝eq\f(4.37＋4.76×10－2,2×0.02)m/s≈2.28m/sEkF＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,F)＝eq\f(1,2)m×2.282J≈2.60mJ．(3)WG＝mghAF＝m×9.8×(2.79＋3.19＋3.58＋3.97＋4.37)×10－2J≈1.75mJΔEk＝EkF－EkA＝2.60mJ－0.85mJ＝1.75(4)因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)WG＝ΔEk，所以重力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化．【例2】在“探究外力做功與物體的動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B．天平；C．秒表；D．低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板．(1)其中多余的器材是________；缺少的器材是____________________．(2)測(cè)量時(shí)間的工具是________________；測(cè)量質(zhì)量的工具是________________．(3)如圖5所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶，測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.請(qǐng)分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理？若不能，請(qǐng)說明理由；若能，請(qǐng)說出做法，并對(duì)這種做法做出評(píng)價(jià)．圖5答案(1)C、E毫米刻度尺(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器天平(3)見解析解析(1)計(jì)算小車的速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E.測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．(2)測(cè)量時(shí)間的工具是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；測(cè)量質(zhì)量的工具是天平．(3)小車從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，恒力做的功為WAB＝FsAB，物體動(dòng)能的增量為EkB－EkA＝eq\f(1,2)m(eq\f(sB,2T))2－eq\f(1,2)m(eq\f(sA,2T))2＝eq\f(1,2)meq\f(s\o\al(2,B)－s\o\al(2,A),4T2)，只要驗(yàn)證FsAB＝eq\f(1,2)meq\f(s\o\al(2,B)－s\o\al(2,A),4T2)即可．1．(探究外力做功與物體功能變化的關(guān)系)利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系．小球在重力作用下從開始自由下落至光電門，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作如下：圖6A．用天平測(cè)定小球的質(zhì)量為0.10B．測(cè)出小球的直徑為1.20C．用直尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門的距離為81.6cm；(D．電磁鐵先通電，讓小球吸在電磁鐵下端E．讓電磁鐵斷電，小球自由下落F．在小球經(jīng)過光電門時(shí)間內(nèi)，計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為3.00×10－3s回答下列問題：(g取10m/s2，(1)小球經(jīng)過光電門時(shí)的平均速度為________m/s，其對(duì)應(yīng)的動(dòng)能為________J．(2)在本實(shí)驗(yàn)中小球重力做功應(yīng)該取下落的高度為________cm，其對(duì)應(yīng)的重力做功為________J．(3)試根據(jù)以上的數(shù)據(jù)得出本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：__________________________________．答案(1)4.000.800(2)81.00.810(3)在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動(dòng)能變化量相等解析(1)平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(1.20×10－2,3.00×10－3)m/s＝4.00m/s，動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝0.800J．(2)小球下落的高度為h＝81.6cm－eq\f(1.20,2)cm＝81.0cm，其對(duì)應(yīng)的重力做功為W＝mgh＝0.810J(3)由上面的計(jì)算可知，結(jié)論為在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動(dòng)能變化量相等．2．(探究外力做功與物體功能變化的關(guān)系)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖7所示的裝置“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz．圖7(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，______________，________________，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，______________；③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作．(2)圖8是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，圖8紙帶的測(cè)量結(jié)果測(cè)量點(diǎn)s/cmv/(m·s－1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.53E9.410.60(3)本實(shí)驗(yàn)，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采取的兩項(xiàng)措施是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________．答案(1)②先接通電源再釋放小車關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(2)5.18(5.16～5.19均可)0.49(3)①平衡摩擦力②鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的重力和解析(1)將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近后，需先接通電源，再釋放小車，讓其拖動(dòng)紙帶，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)后，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源．(2)在驗(yàn)證C點(diǎn)時(shí)，由題圖可知，C點(diǎn)與刻度尺上的6.18cm(6.16～6.19cm均可)對(duì)齊，所以C點(diǎn)距O點(diǎn)的距離是sOC＝5.18cm(5.16～5.19cm均可)．從紙帶上可知C點(diǎn)的速度就是BD段的平均速度，vC＝eq\f(8.15－4.20,0.08)×10－2(3)平衡摩擦力后，繩上的拉力就等于小車受到的合外力．當(dāng)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的重力和時(shí)，繩上的拉力就近似等于鉤碼的重力．1．如圖1所示，為探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：圖1(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有________.(填入正確選項(xiàng)前的字母)A．米尺 B．秒表C．0～12V的直流電源 D．0～12V的交流電源(2)若實(shí)驗(yàn)中某條紙帶開始打點(diǎn)處點(diǎn)跡不清晰，但紙帶后段點(diǎn)跡清晰，還能否用該紙帶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究__________選填(“能”或“否”)，可以這樣操作__________________．(3)實(shí)驗(yàn)中總出現(xiàn)WG>ΔEk，請(qǐng)寫出其中兩個(gè)原因__________________________．答案(1)A、D(2)能在紙帶上選取兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出其間距h及兩點(diǎn)的速度v1、v2，看是否滿足mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)(3)紙帶與限位孔的阻力、重錘受空氣阻力解析(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為交流電源，故應(yīng)選0～12V的交流電源，D正確；利用米尺測(cè)量各點(diǎn)間距，A正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器即為計(jì)時(shí)工具，不需要秒表，B錯(cuò)誤．(2)可以用紙帶后段點(diǎn)跡清晰段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在紙帶上選取兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距h，再計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度v1、v2，則只要滿足mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?3)紙帶下落過程中受限位孔的阻力，重錘受空氣阻力，故重錘的合外力做的功小于mgh．2．在“探究外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖2所示)：圖2(1)下列說法中正確的是()A．平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過細(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)器并由靜止釋放(2)圖3是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，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)．圖3答案(1)C(2)0.653解析(1)平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況下調(diào)整斜面傾角，使小車重力沿木板向下的分力平衡小車和紙帶所受阻力，不應(yīng)掛鉤碼，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，由靜止釋放則測(cè)出的動(dòng)能即等于該過程的動(dòng)能變化量，便于利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行探究，故選C．(2)據(jù)vB＝eq\f(sAC,2T)＝0.653m/s可得打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度．3．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”．如圖4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(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小．圖4(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①測(cè)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；正確連接所需電路．②將小車停在C點(diǎn)，__________，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度．③在小車中增加砝碼或____________，重復(fù)②的操作．(2)表格中是他們測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)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ΔE3＝__________，W3＝__________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.6500.4130.8400.42030.5002.400ΔE31.220W341.0002.4001.2002.4201.21051.0002.8401.4202.8601.430(3)根據(jù)表格，請(qǐng)?jiān)趫D5中的方格紙上作出ΔE－W圖線．圖5答案(1)①小車②釋放小車③減少砝碼(2)0.6000.610(3)如圖所示解析(1)①在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對(duì)小車、砝碼和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量；③通過控制變量法只改變小車的質(zhì)量或只改變拉力的大小得出不同的數(shù)據(jù)．(2)通過拉力傳感器的示數(shù)和AB的長度s，用W＝Fs可計(jì)算拉力做的功．(3)利用圖象法處理數(shù)據(jù)，由動(dòng)能定理W＝eq\f(1,2)M(veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1))可知W與ΔE成正比，作圖可用描點(diǎn)法．4．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖6所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼．(1)(多選)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做的目的是()A．為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑B．為了增大小車下滑的加速度C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功D．可使得小車在未施加拉力時(shí)能勻速下滑(2)將小車停在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為t1、t2，則小車通過A、B過程中動(dòng)能的變化量ΔE＝__________________(用M、t1、t2、d表示)．圖6答案(1)CD(2)eq\f(1,2)Md2(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,v\o\al(2,1)))解析(1)為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡好的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)即：可使得小車在未施加拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C、D正確．(2)小車通過A時(shí)的速度：vA＝eq\f(d,t1)小車通過B時(shí)的速度：vB＝eq\f(d,t2)；則小車通過A、B過程中動(dòng)能的變化量ΔE＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)Md2(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))．5．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)采用如圖7所示的裝置(實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一條紙帶后，通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合力對(duì)小車所做的功與速度變化的關(guān)系．圖8是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn)，A、B、C是紙帶上的三個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用刻度尺測(cè)得A、B、C到O的距離如圖8所示．已知所用交變電源的頻率為50Hz，則：圖7圖8(1)打B點(diǎn)時(shí)，小車的瞬時(shí)速度vB＝________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖9(2)實(shí)驗(yàn)中，該小組的同學(xué)畫出小車位移s與速度v的關(guān)系圖象如圖9所示．根據(jù)該圖線形狀，某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是________.(填寫選項(xiàng)字母代號(hào))A．W∝v2 B．W∝vC．W∝eq\f(1,v) D．W∝v3(3)本實(shí)驗(yàn)中，若鉤碼下落高度為h1時(shí)合力對(duì)小車所做的功為W0，則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí)，合力對(duì)小車所做的功為________.(用h1、h2、W0表示)答案(1)0.80(2)BC(3)eq\f(h2,h1)W0解析(1)vB＝eq\f(sAC,2T)＝eq\f(25.01－9.01×10－2,2×0.1)m/s＝0.80m/s．(2)由題圖知，位移與速度的關(guān)系圖象很像拋物線，所以可能s∝v2或s∝v3，又因?yàn)閃＝Fs，F(xiàn)恒定不變，故W∝v2或W∝v3，A、D正確，B、C錯(cuò)誤．(3)設(shè)合力為F，由W0＝Fh1，得F＝eq\f(W0,h1)，所以當(dāng)鉤碼下落h2時(shí)W＝Fh2＝eq\f(h2,h1)W0．6．為了探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖10所示的裝置，備有下列器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙．他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m.當(dāng)滑塊連接上紙帶，讓細(xì)線跨過滑輪并懸掛空的小桶時(shí)，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．要完成該實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：圖10(1)要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是__________________________________．(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是________，實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是________．(3)在滿足(2)問的條件下，讓小桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，如圖11所示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分，圖中A、B、C、D、E是按時(shí)間先后順序確定的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離標(biāo)注在圖上，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則在B、D兩點(diǎn)間對(duì)滑塊用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理表達(dá)式為________________.(用題中所給的表示數(shù)據(jù)的字母表示)圖11答案(1)刻度尺(2)沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mg(s2＋s3)＝eq\f(M,8T2)[(s3＋s4)2－(s1＋s2)2]解析實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是平衡摩擦力．從B點(diǎn)到D點(diǎn)，合外力對(duì)滑塊做功mg(s2＋s3)．B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vD＝eq\f(s3＋s4,2T)，在B、D兩點(diǎn)間對(duì)滑塊用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理表達(dá)式為mg(s2＋s3)＝eq\f(M,8T2)[(s3＋s4)2－(s1＋s2)2]．7．質(zhì)量為1kg的重物自由下落，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)的過程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為6V、50Hz的交流電源．如圖12所示，紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時(shí)紙帶打點(diǎn)的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出)，紙帶上的數(shù)據(jù)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離．(g取9.8圖12(1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度并填入下表.計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF速度/(m·s－1)(2)求出物體下落時(shí)從O點(diǎn)到B、C、D、E、F各點(diǎn)過程中重力所做的功，并填入下表.計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF功/J(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖13中作出重物重力做的功與重物速度的平方之間的關(guān)系圖象．圖中縱坐標(biāo)表示______________，橫坐標(biāo)表示________，由圖可得