Ｄ图：
6. 探究动能定理
例22、（13分）某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz． （1）实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．
（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功．
（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv=v-v0）,根据图线可获得的结论是 ．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是 ．
表1纸带的测量结果
C
D E 7.15 0.54 9.41 0.60 测量点 S/cm r/(m·s) 0 A B 0.00 0.35 1.51 0.40 3.20 0.45 -12
2
2
11
例23、某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：
2
①W∝?, ②W∝?, ③W∝?。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，
在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。
①请你简要出物体的质
P 速度传感器
Q O 图乙
L ②让小球图甲 分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……，读出小球每次通过Q点的速度?1、?2、?3、?4、……，并绘制了如图乙所示的L-?图象。若为了更直观地看出L和?的变化关系，他们下一步应怎么做？
③在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么？ 例24、某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态． 若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则： （1）你认为还需要的实验器材有 ．
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 ．
纸带
打点计时器 滑块
?
说明为什么不需要测量？
细线 滑轮 长木板 水平实验台 小沙桶 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
例25、某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： ①摆好实验装置如图。
②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。
P
12
打点 小车 计时器
纸带
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。
④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带。
（1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算，得到如下数据： ①第一个点到第N个点的距离为40.0cm。②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为 J，小车动能的增量为 J。 （2）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：
7．验证机械能守恒定律
本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。
0 1 2 3 4
（1）要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。 （2）用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量1mv2是否
2相等。
（3）由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使mgh?1mv2 2（4）本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
例26、在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。 9.51 12.42 （1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____ ,应记作_______cm。
15.7 （2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是_________________。 （3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下
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的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为______，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是________________________________。
例27、Ⅰ.（6分）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。 ①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间； ③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间； ④绳子的长度。
（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； ④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。 （3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：___________________。 例28、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为一个点，A、B、C为从合适位置开始选 取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.2秒打一个点，当他的重力加速度为 9.8m/s2 ，那么：
（1）纸带的 端（填“左”或“右”）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点到 点来验证机械能守恒定律； （3）从O点到（2）间中所取的点，重物重力势能的减少量△Ek= 能动能增加△Ek= 。（结果取3位有效数字）
例29、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有交流电（频率为50Hz）和直流电两种输出，重锤从高处由静止开始落下，重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）一同学按如下步骤进行实验： A．用天平测量出重锤的质量； B．按图示的装置安装器件；
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
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D．接通电源后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带； E．换用另外纸带，重复步骤D； F．选取合适的纸带；
G．测量所选纸带上某些点之间的距离；
H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等。
指出其中没有必要进行的步骤是 ；操作不恰当的步骤是 。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度数值。这位同学打出的纸带如图所示，A点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得s1、s2、s3、s4、s5、s6分别为4.03 cm、4.42 cm、4.80 cm、5.18 cm、5.57 cm、5.95 cm，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度a为 m/s2。（保留三位有效数字）
（3）某同学根据第（2）问求的的加速度数值计算重力势能的变化量ΔEP，进而验证机械能守恒定律定律，试分析其合理性。 。 例30、在“验证机械能守恒定律”的实验中，
(1)选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点(速度为零)，A、B、c为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11．13cm，OB：=17．69cm，Oc=25．90Cm。在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为m，取g=9．8m／s2，根据以上数据当打点针打到B点时，重锤的重力势能比开始下落时减小了___________
这时它的动能是____________论是：在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒．为增加该实验小组实验结果的可靠性，你认为应该____________________
(2)该同学从实验结果发现，当使用钩码拉动纸带下落时，加速度比实际的重力加速度小．为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个
有效的改进方法：_____________________________________________________________ (3)本实验得到的数据与机械能守恒存在一定的差距，你在实验中遇到这种情况时处理的做法是： ． 例31、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？
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．
图甲 钩码 刻度尺 连气源
气垫导光电门 遮光条 滑块 数字计时（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为 m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、 和 （文字说明并用相应的字母表示）．
（3）本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
例32、（1）某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取一根纸带如图，但测量发现0、1两点距离远大于2mm,且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他所有打点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0
2
点的长度h（3．4…7），再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度vi和vi（i= 3．4．5．6），ii=2．
已知打点计时器打点周期为T。 ①该同学求6号点速度的计算式是：v6=
遮光条 0 0 0 1 5 1 单位：cm 10 图乙 0 1 2 3 4 5 6 7 ②然后该同学将计算得到的四组（hi ，vi2 ）数据在v2- h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图所示的直线，请你回答：接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的？（说明理 由）
v2 答：
0 h
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