还剩16页未读，
继续阅读
高中物理高考 考点26 实验 探究功与速度变化的关系——备战2021年高考物理考点一遍过
展开
这是一份高中物理高考 考点26 实验 探究功与速度变化的关系——备战2021年高考物理考点一遍过，共19页。试卷主要包含了实验目的，实验器材，主要误差，注意事项等内容，欢迎下载使用。
内容
要求
要点解读
探究动能定理
低频点。重点理解实验探究方法和图像法处理实验数据的方法
一、实验目的
探究功与速度变化的关系或验证动能定理（功与速度的平方成正比关系）。
二、实验器材
1．变力做功：橡皮筋、小车、木板、打点计时器和纸带、铁钉等。
2．恒力做功：钩码、小车、带滑轮的木板、打点计时器和纸带（或光电门）、细绳等。
三、主要误差
1．橡皮筋不能严格相同，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。
2．钩码的重力作为小车受到的合外力时，钩码质量没有远小于小车质量造成的系统误差。
3．平衡摩擦力不足或过度。
四、注意事项
1．平衡摩擦力时，小车应拉着纸带，使小车重力沿斜面向下的分力与木板对小车的摩擦力、打点计时器对纸带的阻力平衡。平衡时，打点计时器打出的纸带上点迹间距相等，即小车做匀速直线运动。
2．变力做功时，测小车速度应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。
3．恒力做功时，用光电门测速度，应考虑挡光部分的大小造成的误差。
4．小车质量应大一些，使力不变时，加速度较小，纸带上打下的点多一些。
（2020·江西省新余一中高一月考）某实验小组采用如图甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系．
(1)下列关于该实验的说法正确的是________．
A．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值
C．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同
D．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________段进行测量(填“AB”、“BC”或“AC”)；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s.
【参考答案】（1）AD （2）BC 0.65
【详细解析】(1)A、实验时，由于小车与木板间有摩擦，需将长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，从而平衡摩擦力，故A正确；
BC、橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故B、C错误；
D、实验时先接通电源，再释放小车，故D正确；
故选AD．
(2)为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分，即BC段，小车的最终速度．
1．（2020·安徽省太和第一中学高一期末）某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出．
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是（_____）
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（_____）
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
【答案】交流 D B
【解析】（1）[1]当橡皮筋把小车弹出时，小车的运动情况记录在纸带的点的分布上，通过测量两点间距离，除以时间即可得到速度，所以需要用刻度尺。
（2）[2]由于打点计时器的关系需要使用交流电源．摩擦力的组成部分有滚动摩擦，空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦等等，因此应放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，所以第（2）问选择D。
（3）[3]由于木板水平放置，所以摩擦力还存在．当弹力与摩擦力相等时，加速度为零，此时物体速度最大．此后弹力变小，而摩擦力不变，物体开始做减速的运动．所以答案为B。
（2020·内蒙古自治区集宁一中高一月考）某实验小组的同学采用如图1所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图2是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图2所示．已知所用交变电源的频率为50Hz，则：
（1）打B点时，小车的瞬时速度vB=______m/s．（结果保留两位有效数字）
（2）实验中，该小组的同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示．根据该图线形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是______．（填写选项字母代号）
A．W∝v2 B．W∝v C．W∝ D．W∝v3
（3）本实验中，若钩码下落高度为h1时合力对小车所做的功为W0，则当钩码下落h2时，合力对小车所做的功为______．（用h1、h2、W0表示）
【参考答案】0.80m/s BC
【详细解析】（1）由于相邻两个计数点间均有4个点未画出，则相邻两个计数点时间为，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故：；
（2）图象为过原点的曲线，故W与v一定不是正比关系，也一定不是反比关系，所以肯定不正确的是BC；
（3）根据功的定义，有，，解得：．
1．（2020·任丘市第一中学高一开学考试）如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电火花打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究做功与动能变化的关系”的实验：
(1)打点计时器使用的电源是___________；
A．交流4一6V电源 B．交流220V电源 C．直流4一6V电源 D．直流220V电源
(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；
A．把长木板右端垫高 B．把长木板左端垫高 C．改变小车的质量 D．改变重物的质量
(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在打点过程中，重物始终在空中。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示：
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小等于重物的重力大小。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的速度v=___________；（结果用题目中给出符号表示）
(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确反映关系的是___________。
A． B． C． D．
【答案】B A A
【解析】（1）[1]本实验所用的计时器是电火花打点计时器，所用的电源为交流220V电源，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，故A正确，BCD错误。
故选A。
（3）[3]由题知，小车所受的拉力大小等于重物的重力大小，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功
W=mgx2
[4]根据纸带信息可知道B点的瞬时速度等于AC的平均速度，则有
（4）[5]根据动能定理有
整理得
所以图象仍是过原点的直线，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．（2020·广西壮族自治区北流市实验中学高三开学考试）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。
（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。
A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车
D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。
（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。
A． B． C． D．
【答案】AC 0.475（0.450～0.500都对） A
【解析】
（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；
D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。
故选：AC。
（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度
vD＝＝m/s＝0.475m/s。
（3）[3]．根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。
1．（2020·辉县市第二高级中学高一期中）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________（填测量工具）和__________（选填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_____。
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
2．（2020·宁夏回族自治区高三模拟）在“探究功与速度变化的关系”实验中。采用如图甲所示装置，水平正方形桌面距离地面高度为，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点，将小球置于橡皮筋的中点，向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小球飞离桌面，测得其平抛的水平射程为L。改变橡皮筋的条数，重复实验：
(1)实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应_____（填“不同”、“相同”或“随意”）。
(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到一条直线，如图乙所示。应以____为横坐标（填“”或“”）。若直线与纵轴的截距为b，斜率为k，可求得小球与桌面间的动摩擦因数为_____（用题中所给物理最的符号表示）。
3．（2020·黑龙江省哈师大附中高一月考）某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是____________；
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
（2）实验中木板略微倾斜，这样做_________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
（3）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为____m/s。（保留三位有效数字）
（4）若根据多次测量数据画出的W－v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图_______。
4．（2020·浙江省效实中学高一期中）某学习小组做“探究做功与物体速度变化的关系”实验的装置如图甲所示，图中小车在1条橡皮筋作用下弹出并沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和______(选填“交流”或“直流”)电源；
(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则下列验证摩擦阻力已被平衡的操作正确的是______
A．轻推一下小车，能够自由下滑即可
B．轻推一下小车，能够匀速下滑即可
C．轻推一下拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态，下列说法正确的是______
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
(4)在正确操作情况下，打在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__部分进行测量(根据如图乙所示的纸带回答)
5．为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
A．第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动，如图甲所示。
B．第二步保持木板的倾角不变，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示。打出的纸带如图丙所示：
试回答下列问题：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为Δt，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA=_______，打点计时器打B点时滑块速度vB=____________。
（2）已知重锤质量m，当地的重力加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功，还必须测出这一过程滑块_____________（写出物理量名称及符号），合外力对滑块做功的表达式W合=____________。
（3）测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功以及vA、vB、vC、vD、vE。以v2为纵轴，以W为横轴建立坐标系，描点作出v2–W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为k，则滑块质量M=____________。
6．【2019·中原名校联盟高三第四次质量考评】晓宇同学为了探究铁块的加速度与外力的关系，进行了实验，释放瞬间如图1所示，图中有一处明显的错误，请指出______________________，晓宇纠正错误后，进行了如下的操作：
（1）保持铁块的质量不变（铁块的质量始终小于钩码的质量），将细绳由静止释放，改变钩码的个数，进行多次操作，记录每次操作时力传感器的示数，并由打点计时器打出的纸带求出每次操作所对应的加速度，重力加速度用表示。
（2）晓宇同学将（1）中的多组实验数据描绘在坐标系中，得到了如图2所示的图线，随后由于不慎将横坐标轴所表示的物理量弄丢，请分析横坐标轴所代表的物理量应为_________[用（1）中的物理量表示]；
（3）如果将力传感器放在图中的O点，则测量误差将_________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
1．【2019·浙江选考】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。
请指出图2中错误之处：_______________________________。
调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为___________。
2．【2019·江苏卷】某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择 （选填“A”或“B”）；
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是 （选填“甲”或“乙”）；
（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动；纸带被打出一系列点，其中的一段如题10-2图所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA= m/s；
（题10-2图）
（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应 （选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出，多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理。
3．【2017·北京卷】如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。
A．直流电源 B．交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量
在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A．计时器不打点 B．计时器打点
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。
（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。
4．【2017·江苏卷】利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电。
（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_______。
（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图2所示。选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s。
（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W。利用算出小车动能，并求出动能的变化量。计算结果见下表。
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据，在方格纸上作出图象。
（4）实验结果表明，总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N。
1．刻度尺 交流 D
【解析】（1）[1][2]实验还需要用刻度尺测量纸带，故还需要毫米刻度尺；打点计时器采用的是交流电源；
（2）[3]实验前要平衡摩擦力，把长木板一端适当垫高，轻推拖着纸带的小车，小车做匀速直线运动恰好平衡摩擦力，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．相同
【解析】(1)[1]实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应相同，保证每次橡皮筋形变量相同，每根橡皮筋每次都做功相同。
(2)[2]小球飞出桌子后做平抛运动，分解位移
解得
根据动能定理
则
所以应选择为横坐标。
[3]图像的斜率和纵截距为
解得
3．B CD 2.00 C
【解析】(1)[1]若木板水平放置，由于存在摩擦力，开始橡皮筋的拉力大于摩擦力，处于加速运动，当拉力小于摩擦力，做减速运动，知道当拉力等于摩擦力时，速度最大，即小车速度最大位置时橡皮筋仍处于伸长状态，小车还没有运动到两铁钉连线处，故ACD错误，B正确。
故选B
(2)[2] 使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动，小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，橡皮筋做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，故CD正确，AB错误。
故选CD
(3)[3]各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，打点时间间隔为
小车速度为
(4)[4]由动能定理得
W与v是二次函数关系，由图示图象可知，ABD错误，C正确。
故选C。
4．交流 D B GK
【解析】
(1)[1]．除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源；
(2)[2]．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可说明已经平衡了摩擦力，故选D；
(3)[3]．若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，则弹力和摩擦力相等，则此时橡皮筋仍处于伸长状态，故选B；
(4)[4]．在正确操作情况下，为了测量小车获得的速度，应选用纸带点迹均匀且间距最大的部分，即GK部分进行测量。
5．【答案】（1）x22Δt x3-x12Δt （2）下滑的位移x mgx （3）2k
【解析】（1）根据匀变速直线运动过程中中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度可得：vA=x22Δt，vB=x3-x12Δt；
（2）合外力为重锤的重力，要求出外力对滑块做的功，还必须测出这一过程滑块的位移x，则W=Fx=mgx；
（3）合外力做的功为W=Fx=Mg⋅12gt2=12Mv2，所以v2=2MW，已知直线斜率为k，所以M=2k。
6．【答案】（1）铁块距离电磁打点计时器太远（2） （3）变大
【解析】晓宇同学在实验操作中有明显错误，释放瞬间铁块距离电磁打点计时器太远；
（2）铁块受重力mg和细绳的拉力F，所以铁块受到的合力为，变形得：，所以横轴代表的物理量是；
（3）如果将力传感器放在图中的O点，由于滑轮的摩擦作用，则实验的误差将会变大。
1．【答案】拉小车的细绳与木板没有平衡，托盘和砝码的总质量m没有远小于小车的质量M
【解析】实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力，则必须满足托盘和砝码的总质量远远小于小车的质量，从图2可知托盘的质量150 g，小车的质量200 g，达不到要求；拉小车的细绳与木板没有平行；两小车的运动时间相同，根据位移时间公式可得。
2．【答案】（1）B （2）乙 （3）0.31（0.30~0.33都算对） （4）远大于
【解析】（1）为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；
（2）当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；
（3）由图可知，相邻两点间的距离约为0.62 cm，打点时间间隔为0.02 s，所以速度为
；
（4）对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有：，联立解得：，当时，有：，所以应满足：。
3．【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=(4.5~5.0) kg–1 质量 （5）A
【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。
（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。
（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则。
（4）由图3可知，图线斜率k≈4.7 kg–1，即v2=4.7 kg–1·W；设小车质量为M，根据动能定理有，变形得，即，因此与图线斜率有关的物理量为质量。
（5）若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。
4．【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3）如图所示 （4）0.093
【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦。（2）相临计数点间时间间隔为T=0.1s，则。（4）根据牛顿第二定律，对整体有mg=(m+M)a，对钩码有mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力。
内容
要求
要点解读
探究动能定理
低频点。重点理解实验探究方法和图像法处理实验数据的方法
一、实验目的
探究功与速度变化的关系或验证动能定理（功与速度的平方成正比关系）。
二、实验器材
1．变力做功：橡皮筋、小车、木板、打点计时器和纸带、铁钉等。
2．恒力做功：钩码、小车、带滑轮的木板、打点计时器和纸带（或光电门）、细绳等。
三、主要误差
1．橡皮筋不能严格相同，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。
2．钩码的重力作为小车受到的合外力时，钩码质量没有远小于小车质量造成的系统误差。
3．平衡摩擦力不足或过度。
四、注意事项
1．平衡摩擦力时，小车应拉着纸带，使小车重力沿斜面向下的分力与木板对小车的摩擦力、打点计时器对纸带的阻力平衡。平衡时，打点计时器打出的纸带上点迹间距相等，即小车做匀速直线运动。
2．变力做功时，测小车速度应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。
3．恒力做功时，用光电门测速度，应考虑挡光部分的大小造成的误差。
4．小车质量应大一些，使力不变时，加速度较小，纸带上打下的点多一些。
（2020·江西省新余一中高一月考）某实验小组采用如图甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系．
(1)下列关于该实验的说法正确的是________．
A．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值
C．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同
D．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________段进行测量(填“AB”、“BC”或“AC”)；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s.
【参考答案】（1）AD （2）BC 0.65
【详细解析】(1)A、实验时，由于小车与木板间有摩擦，需将长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，从而平衡摩擦力，故A正确；
BC、橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故B、C错误；
D、实验时先接通电源，再释放小车，故D正确；
故选AD．
(2)为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分，即BC段，小车的最终速度．
1．（2020·安徽省太和第一中学高一期末）某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出．
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是（_____）
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（_____）
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
【答案】交流 D B
【解析】（1）[1]当橡皮筋把小车弹出时，小车的运动情况记录在纸带的点的分布上，通过测量两点间距离，除以时间即可得到速度，所以需要用刻度尺。
（2）[2]由于打点计时器的关系需要使用交流电源．摩擦力的组成部分有滚动摩擦，空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦等等，因此应放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，所以第（2）问选择D。
（3）[3]由于木板水平放置，所以摩擦力还存在．当弹力与摩擦力相等时，加速度为零，此时物体速度最大．此后弹力变小，而摩擦力不变，物体开始做减速的运动．所以答案为B。
（2020·内蒙古自治区集宁一中高一月考）某实验小组的同学采用如图1所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图2是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图2所示．已知所用交变电源的频率为50Hz，则：
（1）打B点时，小车的瞬时速度vB=______m/s．（结果保留两位有效数字）
（2）实验中，该小组的同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示．根据该图线形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是______．（填写选项字母代号）
A．W∝v2 B．W∝v C．W∝ D．W∝v3
（3）本实验中，若钩码下落高度为h1时合力对小车所做的功为W0，则当钩码下落h2时，合力对小车所做的功为______．（用h1、h2、W0表示）
【参考答案】0.80m/s BC
【详细解析】（1）由于相邻两个计数点间均有4个点未画出，则相邻两个计数点时间为，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故：；
（2）图象为过原点的曲线，故W与v一定不是正比关系，也一定不是反比关系，所以肯定不正确的是BC；
（3）根据功的定义，有，，解得：．
1．（2020·任丘市第一中学高一开学考试）如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电火花打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究做功与动能变化的关系”的实验：
(1)打点计时器使用的电源是___________；
A．交流4一6V电源 B．交流220V电源 C．直流4一6V电源 D．直流220V电源
(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；
A．把长木板右端垫高 B．把长木板左端垫高 C．改变小车的质量 D．改变重物的质量
(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在打点过程中，重物始终在空中。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示：
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小等于重物的重力大小。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的速度v=___________；（结果用题目中给出符号表示）
(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确反映关系的是___________。
A． B． C． D．
【答案】B A A
【解析】（1）[1]本实验所用的计时器是电火花打点计时器，所用的电源为交流220V电源，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，故A正确，BCD错误。
故选A。
（3）[3]由题知，小车所受的拉力大小等于重物的重力大小，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功
W=mgx2
[4]根据纸带信息可知道B点的瞬时速度等于AC的平均速度，则有
（4）[5]根据动能定理有
整理得
所以图象仍是过原点的直线，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．（2020·广西壮族自治区北流市实验中学高三开学考试）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。
（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。
A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车
D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。
（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。
A． B． C． D．
【答案】AC 0.475（0.450～0.500都对） A
【解析】
（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；
D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。
故选：AC。
（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度
vD＝＝m/s＝0.475m/s。
（3）[3]．根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。
1．（2020·辉县市第二高级中学高一期中）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________（填测量工具）和__________（选填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_____。
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
2．（2020·宁夏回族自治区高三模拟）在“探究功与速度变化的关系”实验中。采用如图甲所示装置，水平正方形桌面距离地面高度为，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点，将小球置于橡皮筋的中点，向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小球飞离桌面，测得其平抛的水平射程为L。改变橡皮筋的条数，重复实验：
(1)实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应_____（填“不同”、“相同”或“随意”）。
(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到一条直线，如图乙所示。应以____为横坐标（填“”或“”）。若直线与纵轴的截距为b，斜率为k，可求得小球与桌面间的动摩擦因数为_____（用题中所给物理最的符号表示）。
3．（2020·黑龙江省哈师大附中高一月考）某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是____________；
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
（2）实验中木板略微倾斜，这样做_________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
（3）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为____m/s。（保留三位有效数字）
（4）若根据多次测量数据画出的W－v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图_______。
4．（2020·浙江省效实中学高一期中）某学习小组做“探究做功与物体速度变化的关系”实验的装置如图甲所示，图中小车在1条橡皮筋作用下弹出并沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和______(选填“交流”或“直流”)电源；
(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则下列验证摩擦阻力已被平衡的操作正确的是______
A．轻推一下小车，能够自由下滑即可
B．轻推一下小车，能够匀速下滑即可
C．轻推一下拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态，下列说法正确的是______
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
(4)在正确操作情况下，打在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__部分进行测量(根据如图乙所示的纸带回答)
5．为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
A．第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动，如图甲所示。
B．第二步保持木板的倾角不变，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示。打出的纸带如图丙所示：
试回答下列问题：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为Δt，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA=_______，打点计时器打B点时滑块速度vB=____________。
（2）已知重锤质量m，当地的重力加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功，还必须测出这一过程滑块_____________（写出物理量名称及符号），合外力对滑块做功的表达式W合=____________。
（3）测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功以及vA、vB、vC、vD、vE。以v2为纵轴，以W为横轴建立坐标系，描点作出v2–W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为k，则滑块质量M=____________。
6．【2019·中原名校联盟高三第四次质量考评】晓宇同学为了探究铁块的加速度与外力的关系，进行了实验，释放瞬间如图1所示，图中有一处明显的错误，请指出______________________，晓宇纠正错误后，进行了如下的操作：
（1）保持铁块的质量不变（铁块的质量始终小于钩码的质量），将细绳由静止释放，改变钩码的个数，进行多次操作，记录每次操作时力传感器的示数，并由打点计时器打出的纸带求出每次操作所对应的加速度，重力加速度用表示。
（2）晓宇同学将（1）中的多组实验数据描绘在坐标系中，得到了如图2所示的图线，随后由于不慎将横坐标轴所表示的物理量弄丢，请分析横坐标轴所代表的物理量应为_________[用（1）中的物理量表示]；
（3）如果将力传感器放在图中的O点，则测量误差将_________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
1．【2019·浙江选考】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。
请指出图2中错误之处：_______________________________。
调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为___________。
2．【2019·江苏卷】某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择 （选填“A”或“B”）；
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是 （选填“甲”或“乙”）；
（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动；纸带被打出一系列点，其中的一段如题10-2图所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA= m/s；
（题10-2图）
（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应 （选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出，多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理。
3．【2017·北京卷】如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。
A．直流电源 B．交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量
在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A．计时器不打点 B．计时器打点
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。
（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。
4．【2017·江苏卷】利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电。
（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_______。
（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图2所示。选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s。
（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W。利用算出小车动能，并求出动能的变化量。计算结果见下表。
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据，在方格纸上作出图象。
（4）实验结果表明，总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N。
1．刻度尺 交流 D
【解析】（1）[1][2]实验还需要用刻度尺测量纸带，故还需要毫米刻度尺；打点计时器采用的是交流电源；
（2）[3]实验前要平衡摩擦力，把长木板一端适当垫高，轻推拖着纸带的小车，小车做匀速直线运动恰好平衡摩擦力，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．相同
【解析】(1)[1]实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应相同，保证每次橡皮筋形变量相同，每根橡皮筋每次都做功相同。
(2)[2]小球飞出桌子后做平抛运动，分解位移
解得
根据动能定理
则
所以应选择为横坐标。
[3]图像的斜率和纵截距为
解得
3．B CD 2.00 C
【解析】(1)[1]若木板水平放置，由于存在摩擦力，开始橡皮筋的拉力大于摩擦力，处于加速运动，当拉力小于摩擦力，做减速运动，知道当拉力等于摩擦力时，速度最大，即小车速度最大位置时橡皮筋仍处于伸长状态，小车还没有运动到两铁钉连线处，故ACD错误，B正确。
故选B
(2)[2] 使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动，小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，橡皮筋做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，故CD正确，AB错误。
故选CD
(3)[3]各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，打点时间间隔为
小车速度为
(4)[4]由动能定理得
W与v是二次函数关系，由图示图象可知，ABD错误，C正确。
故选C。
4．交流 D B GK
【解析】
(1)[1]．除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源；
(2)[2]．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可说明已经平衡了摩擦力，故选D；
(3)[3]．若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，则弹力和摩擦力相等，则此时橡皮筋仍处于伸长状态，故选B；
(4)[4]．在正确操作情况下，为了测量小车获得的速度，应选用纸带点迹均匀且间距最大的部分，即GK部分进行测量。
5．【答案】（1）x22Δt x3-x12Δt （2）下滑的位移x mgx （3）2k
【解析】（1）根据匀变速直线运动过程中中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度可得：vA=x22Δt，vB=x3-x12Δt；
（2）合外力为重锤的重力，要求出外力对滑块做的功，还必须测出这一过程滑块的位移x，则W=Fx=mgx；
（3）合外力做的功为W=Fx=Mg⋅12gt2=12Mv2，所以v2=2MW，已知直线斜率为k，所以M=2k。
6．【答案】（1）铁块距离电磁打点计时器太远（2） （3）变大
【解析】晓宇同学在实验操作中有明显错误，释放瞬间铁块距离电磁打点计时器太远；
（2）铁块受重力mg和细绳的拉力F，所以铁块受到的合力为，变形得：，所以横轴代表的物理量是；
（3）如果将力传感器放在图中的O点，由于滑轮的摩擦作用，则实验的误差将会变大。
1．【答案】拉小车的细绳与木板没有平衡，托盘和砝码的总质量m没有远小于小车的质量M
【解析】实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力，则必须满足托盘和砝码的总质量远远小于小车的质量，从图2可知托盘的质量150 g，小车的质量200 g，达不到要求；拉小车的细绳与木板没有平行；两小车的运动时间相同，根据位移时间公式可得。
2．【答案】（1）B （2）乙 （3）0.31（0.30~0.33都算对） （4）远大于
【解析】（1）为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；
（2）当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；
（3）由图可知，相邻两点间的距离约为0.62 cm，打点时间间隔为0.02 s，所以速度为
；
（4）对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有：，联立解得：，当时，有：，所以应满足：。
3．【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=(4.5~5.0) kg–1 质量 （5）A
【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。
（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。
（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则。
（4）由图3可知，图线斜率k≈4.7 kg–1，即v2=4.7 kg–1·W；设小车质量为M，根据动能定理有，变形得，即，因此与图线斜率有关的物理量为质量。
（5）若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。
4．【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3）如图所示 （4）0.093
【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦。（2）相临计数点间时间间隔为T=0.1s，则。（4）根据牛顿第二定律，对整体有mg=(m+M)a，对钩码有mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力。
相关试卷
高考物理考点一遍过 考点26 实验：探究功与速度变化的关系： 这是一份高考物理考点一遍过 考点26 实验：探究功与速度变化的关系，共33页。试卷主要包含了听要结合写和思考等内容，欢迎下载使用。
高中物理高考 考点40 实验 电阻的测量-备战2022年高考物理考点一遍过： 这是一份高中物理高考 考点40 实验 电阻的测量-备战2022年高考物理考点一遍过，共33页。试卷主要包含了基本实验要求，规律方法总结，仪器选择的基本思路，电阻测量方法荟萃等内容，欢迎下载使用。
高中物理高考 考点40 实验 电阻的测量——备战2021年高考物理考点一遍过： 这是一份高中物理高考 考点40 实验 电阻的测量——备战2021年高考物理考点一遍过，共38页。试卷主要包含了基本实验要求，规律方法总结，仪器选择的基本思路，电阻测量方法荟萃，现要测量某一电压表的内阻等内容，欢迎下载使用。
