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動能定理小實驗裝置

 發布時間：2021-10-16 22:01:43

⑴ （1）「探究動能定理」的實驗裝置如圖1所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0

（1）①A：打點計時器使用的交流電源，故A錯誤．
B：實驗中用到多條橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉長的一樣多，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數關系．故B錯誤．
C：小車獲得的動能應該等於橡皮筋對其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出．故C正確．
D：橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：w=

1
2
mv2的關系，所以當小車質量一定時：w與v2成正比．所以最好做w與v2的關系，實驗時需要畫多個圖象找最好的，故D正確．
故選：CD
②從紙帶上我們可判斷出打C點時，小車具有最大的速度
vC可由B到D的平均速度求出：
即：vC=
xBD
2×0.02
=0.82m/s
故答案為：①CD
②0.82
ρLR

⑵ 動能定理驗證實驗需要的器材

在實驗中，需要測量滑塊、砝碼盤和砝碼的總質量，所以還需要天平，紙帶處理需要測量計數點間的距離，所以還需要刻度尺．
時間是通過打點計時器來確定的，所以不需要秒錶，也不需要彈簧秤．
故選：AB．

⑶ 「探究動能定理」的實驗裝置如圖1所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0．當

A、小車獲得的動能應該等於橡皮筋對其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出．故A正確．
B、「探究動能定理」的實驗中：如果沒有平衡摩擦力或沒有使木板傾斜或傾角太小，則在小車獲得的最大速度後，由於過一段距離後又被橡皮筋反拉著，導致速度減小，出現「兩端密、中間疏」現象，故B正確；
橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：W=

1
2
mv2的關系，所以當小車質量一定時：w與v2成正比．所以最好做w與v2的關系，實驗時需要畫多個圖象找最好的，故B正確．
C、若實驗前已平衡好摩擦力，則當小車速度達到最大時，橡皮筋應處於原長狀態，故C錯誤；
D、應選擇勻速運動的哪一段來計算最大速度；故D錯誤；
由圖知：小車在A、B之間做加速運動，由於相鄰計數間位移之差不等，由△x=aT2知，小車的加速度是變化，故做變加速運動．
在C、D之間計數點均勻分布，說明小車做勻速運動．小車離開橡皮筋後做勻速運動，由CD段紙帶，求出速度為v=
x
t
=
7.2×10?3
0.02
m/s=0.36m/s．
（3）根據畫出的W-v草圖圖線形狀，結合冪函數的特點，可知W-v的函數是n＞1的冪函數，故可知對W與v的關系中，AB一定不對，CD可能正確；因選擇錯誤的，故選AB．
故答案為：（1）AB；（2）變加速直線；0.36；（3）AB．

⑷ 有一個同學經過思考，認為驗證牛頓第二定律的實驗裝置（如圖所示）也可以用來驗證動能定理．其實驗過程為

（1）從計數點A到計數點E，小桶和砂的重力所做的功W=mgh=0.11×9.8×（1.40-0.20）=1.294J
圖中各點為每10個打點內選出的計數點容（兩計數點間還有9個打點未標出），所以相鄰的計數點的時間間隔是0.2s．
勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度，因此有：
vA=
x0B
t0B
=2.2m/s
vE=
xDF
tDF
=3.8m/s
小車動能的增量△Ek=1/2mv
2E-1/2mv
2A=1.08J
（2）實驗結果W和△Ek在誤差允許范圍內總是不相等，你認為主要原因是：小車受到的拉力不等於小桶和砂的重力
故答案為：（1）1.294； 1.08
（2）小車受到的拉力不等於小桶和砂的重力

⑸ 圖（a）為探究動能定理的實驗裝置示意圖，實驗步驟如下：①長木板適當傾斜，以平衡小車運動過程中受到的

（1）數字計時器記錄通過光電門的時間，由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度，
用該平均速度代替物體的瞬時速度，故在遮光條經過光電門時滑塊的瞬間速度為：v=

d
△t
；
游標卡尺的主尺讀數為9mm，游標讀數為0.05×17mm=0.85mm，
所以最終讀數為：9mm+0.85mm=9.85mm=0.985cm；
（2）實驗前已經平衡摩擦力，故重物的重力相當於系統受到的合外力，根據動能定理則重物重力做的功等於重物和小車增加的動能，故選：B；
故答案為：（1）
d
△t
，0.985cm；（2）B．

⑹ 某同學驗證動能定理的實驗裝置如圖1所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光

①游標卡尺的主尺讀數為：0.1cm=1mm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以內游標讀數容為4×0.1mm=0.4mm=0.04cm，所以最終讀數為：1mm+0.4mm=1.4mm，遮光片的實際寬度：為1.4mm+0.4mm=1.8mm；
②小車勻速下滑時受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力為零；撤去拉力後，其餘力不變，故合力等於撤去的拉力，故其合力大小為mg．
③小車獲得的速度為：v=

d
t
，合外力做功為：W=mgL，
根據功能關系可知需要驗證的表達式為：mgL=
1
2
Mv2，即：mgL=
1
2
M（
d
t
）2．
故答案為：①1.4；1.8；②mg；③mgL=
1
2
M（
d
t
）2．

⑺ （1）某探究學習小組驗證動能定理的實驗裝置如圖．①實驗時首先要平衡摩擦力：取下沙桶，把木板不帶滑輪

（1）①系統受到的阻力包括限位孔對紙帶的阻力，故要拖著紙帶平衡摩擦力；
②要驗證動能定理，需要測量初速度與末速度；
B點速度等於AC段平均速度，故vB＝

AC
2T
＝
2.60×10?2m
0.2s
＝0.13m/s；
③細線對勾碼做功和對小車做功之和為零，故重力對勾碼做的功等於合外力對小車和勾碼做的功之和；
故答案為：①拖著；②速度（速率），0.13m/s；③小車和鉤碼；
（2）①根據電路圖連線，注意電表的極性，如圖所示；
1.80V?1.0V80×10?6＝1.0×104Ω
故答案為：①如圖所示；②1.62～1.67；③a、如圖所示；b、9.7～11×103．

⑻ 「探究動能定理」的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0．當用

「探究動能復定理」的制實驗中：如果沒有平衡摩擦力或沒有使木板傾斜或傾角太小，則在小車獲得的最大速度後，由於過一段距離後又被橡皮筋反拉著，導致速度減小，出現「兩端密、中間疏」現象，故A正確；若實驗前已平衡好摩擦力，則當小車速度達到最大時，橡皮筋應處於原長狀態，B錯誤；因小車勻速時速度最大，故C正確；顯然D錯誤．
故答案為AC．

⑼ （8分）「探究動能定理」的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W

（1）AB（2）0.83m/s

⑽ （1）「探究動能定理」的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0

（1）該是實驗中要進行平衡摩擦力的操作，正常情況是紙帶上打出點先逐漸增大，後內間距不變，即小車先加容速後勻速，若兩端密、中間疏則說明小車後來做減速運動，這說明沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，即沒有使木板傾斜或傾角太小，故A正確；
B、當小車速度達到最大時，橡皮筋處於原長狀態，小車勻速運動，故B錯誤；
C、根據實驗原理可知，當小車勻速運動時速度達到最大，因此應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度，故C正確；
D、本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關系，這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，故D錯誤．
故選AC．
（2）①根據功能關系可知：mgsinθ?μmgcosθ＝

1
2
mv2，因此質量可以約掉，故該實驗中不需要測量物體的質量．
②合理繪制的L-v圖象是曲線，不能得出結論W∝v2．為了更直觀地看出L和v的變化關系，應該繪制L-v2圖象．
故答案為：應進一步繪制L-v2圖象．

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