某同学利用如图所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”,具体实验步骤如下∶
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/15/2506657475616768/2507104323944448/STEM/fbf0edf4-c75d-43e0-9b12-604b0e693487.png?resizew=290)
A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子);
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的质量m,并记录数据;
D.保持长木板的倾角不变,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2,并测量遮光条的宽度d,光电门甲、乙之间的距离为s;
E.改变光电门甲、乙之间的距离,重复步骤D;
请回答下列各问题:(用题目所给字母表示)
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________ 。(忽略空气阻力)
(2)在误差允许的范围内,若满足__________ ,则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。
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A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子);
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的质量m,并记录数据;
D.保持长木板的倾角不变,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2,并测量遮光条的宽度d,光电门甲、乙之间的距离为s;
E.改变光电门甲、乙之间的距离,重复步骤D;
请回答下列各问题:(用题目所给字母表示)
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车下滑时所受合力大小为
(2)在误差允许的范围内,若满足
更新时间:2020-07-16 13:39:42
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【推荐1】科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究,下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。
I.理论探究:根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请在答题纸上对应位置写出你的推导过程_________ ;
II.实验探究:①某同学的实验方案如图甲所示,他想用砝码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a_________ ;b_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/10/1575461693915136/1575461726158848/STEM/2af4549e-7f08-423a-9846-23d5c96d603c.png?resizew=282)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/10/1575461693915136/1575461726158848/STEM/35bce62a-0646-4502-9674-f58fb0422c20.png?resizew=550)
②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、F、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图,则打C点时小车的速度为_____ ;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有_____ 。
I.理论探究:根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请在答题纸上对应位置写出你的推导过程
II.实验探究:①某同学的实验方案如图甲所示,他想用砝码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a
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②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、F、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图,则打C点时小车的速度为
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【推荐2】某兴趣小组利用图甲所示实验装置,验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M,沙桶和沙的质量为m,小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/23/2555804439166976/2557433015795712/STEM/0fa0e611-7af7-4a1b-bfda-5f1645fba776.png?resizew=299)
⑴在实验中,下列说法正确的有________
A.将木板的右端垫起,以平衡小车的摩擦力
B.每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力
C.用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度
D.在小车运动过程中,对于M、m组成的系统,m的重力做正功
⑵图乙是某次实验时得到的一条纸带,打点计时器使用频率为f的交流电。在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出,根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=_____
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/23/2555804439166976/2557433015795712/STEM/9ad35adf-dfae-4112-b84f-9aea896424f8.png?resizew=322)
⑶若用B、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式为_______ (用所测物理量的符号表示);
⑷该小组同学希望通过此实验装置研究摩擦力对小车所做的功,应如何操作?____________ (写出一种方法即可)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/23/2555804439166976/2557433015795712/STEM/0fa0e611-7af7-4a1b-bfda-5f1645fba776.png?resizew=299)
⑴在实验中,下列说法正确的有
A.将木板的右端垫起,以平衡小车的摩擦力
B.每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力
C.用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度
D.在小车运动过程中,对于M、m组成的系统,m的重力做正功
⑵图乙是某次实验时得到的一条纸带,打点计时器使用频率为f的交流电。在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出,根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=
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⑶若用B、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式为
⑷该小组同学希望通过此实验装置研究摩擦力对小车所做的功,应如何操作?
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【推荐3】某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t.改变钩码个数,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/5/1960568995766272/null/STEM/a0d5035533114cb2947980d0c97c46f0.png?resizew=486)
①为便于分析F与t的关系,在坐标纸上作出如图所示的图线,图线为____ 的关系图象
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/5/1960568995766272/1961649700462592/STEM/d8f061ab9c544e68b7b27fdc7a39aee3.png?resizew=128)
A.F-t, B.F-t2 C.F-
②结合表格中数据及图线特点,算出图线的斜率k=______ .
③设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,由图线的斜率可求得滑块的质量为M为______ .
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/5/1960568995766272/1961649700462592/STEM/2fd868ac391d4e8a9f65c080d111c0e5.png?resizew=264)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/5/1960568995766272/null/STEM/a0d5035533114cb2947980d0c97c46f0.png?resizew=486)
①为便于分析F与t的关系,在坐标纸上作出如图所示的图线,图线为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/5/1960568995766272/1961649700462592/STEM/d8f061ab9c544e68b7b27fdc7a39aee3.png?resizew=128)
A.F-t, B.F-t2 C.F-
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42d1c4ac115f0712ccc413215eefa296.png)
②结合表格中数据及图线特点,算出图线的斜率k=
③设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,由图线的斜率可求得滑块的质量为M为
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【推荐1】用图甲所示装置探究“做功与物体速度变化的关系”,A、B是固定在长直木板上的两个铁钉。实验时,小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,通过改变橡皮筋的条数改变做功的多少,再根据纸带上的打点确定小车对应运动的速度,进而探究做功与物体速度变化的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/8/2458417190281216/2458513868062720/STEM/d10111b5-94ce-4184-95fa-2e0d2552e283.png?resizew=453)
(1)关于该实验的下列说法中,正确的有__________ J。
A.需要测出小车的质量m
B.需要选择相同的橡皮筋进行实验
C.需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W
D.改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放
(2)实验中得到一根纸带如图乙所示,1、2、3…是按时间先后顺序标出的计数点(每两个相邻计数点间还有4个打点未画出),造成图乙各计数点间距不相等的原因可能是_____________________ 。由图乙所示的纸带可知,该小车达到最大速度时,橡皮筋的伸长量____________ (选填“大于零”或“等于零”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/8/2458417190281216/2458513868062720/STEM/d10111b5-94ce-4184-95fa-2e0d2552e283.png?resizew=453)
(1)关于该实验的下列说法中,正确的有
A.需要测出小车的质量m
B.需要选择相同的橡皮筋进行实验
C.需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W
D.改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放
(2)实验中得到一根纸带如图乙所示,1、2、3…是按时间先后顺序标出的计数点(每两个相邻计数点间还有4个打点未画出),造成图乙各计数点间距不相等的原因可能是
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(0.65)
【推荐2】如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”,也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/9111e4e6-8375-45dd-a837-36d72c202c4e.png?resizew=505)
(1)某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度用游标卡尺测量遮光条的宽度d,其示数如图乙所示,则d=______ mm。测出小车静止时遮光条到光电门的距离为x,光电计时器读出遮光条通过光电门的时间是t,则小车的加速度是__________ 。(用测量的符号表示)
(2)若继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验,使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验,每次实验时要求小车都由静止释放。
①如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t,通过描点作出图象来反映合力做功与t的关系,则下图中符合实验事实的是__________ 。
A.
B.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/ed257b99-6ea6-4feb-870a-c33c1ee96f5d.png?resizew=117)
C.
D.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/910aba5f-a4f6-4763-a5ae-5e17494c563e.png?resizew=123)
②下列实验操作中必要的是__________ 。
A.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
B.必须满足重物的质量远小于小车的质量
C.保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/9111e4e6-8375-45dd-a837-36d72c202c4e.png?resizew=505)
(1)某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度用游标卡尺测量遮光条的宽度d,其示数如图乙所示,则d=
(2)若继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验,使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验,每次实验时要求小车都由静止释放。
①如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t,通过描点作出图象来反映合力做功与t的关系,则下图中符合实验事实的是
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/cfd047bf-6ddd-4cd1-9629-bf5b1b784193.png?resizew=116)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/ed257b99-6ea6-4feb-870a-c33c1ee96f5d.png?resizew=117)
C.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/958853d7-c1bb-468e-91b6-f39503cc0d25.png?resizew=118)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/910aba5f-a4f6-4763-a5ae-5e17494c563e.png?resizew=123)
②下列实验操作中必要的是
A.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
B.必须满足重物的质量远小于小车的质量
C.保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变
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(0.65)
名校
【推荐3】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1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、毫米刻度尺和__________ (选填“交流”或“直流”)电源。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971306148757504/2971573923938304/STEM/c00c9474-ec6b-4428-875a-87a1bbe5bed2.png?resizew=289)
(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掉摩擦阻力,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
(4)若用如图所示的装置进行“探究做功与速度变化关系”的实验,下列说法正确的是( )
A.每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体值
B.每次实验橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
D.纸带上打出的点两端密,中间疏,可能是木板倾角太大
(5)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,应选用图2中纸带的__________ 部分进行测量。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、毫米刻度尺和
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971306148757504/2971573923938304/STEM/c00c9474-ec6b-4428-875a-87a1bbe5bed2.png?resizew=289)
(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掉摩擦阻力,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
(4)若用如图所示的装置进行“探究做功与速度变化关系”的实验,下列说法正确的是
A.每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体值
B.每次实验橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
D.纸带上打出的点两端密,中间疏,可能是木板倾角太大
(5)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,应选用图2中纸带的
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