某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置“探究动能定理”。在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮、轻质动滑轮与弹簧测力计相连。实验-组卷网

题型：实验题难度：0.65 引用次数：359 题号：19418897

某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置“探究动能定理”。在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮、轻质动滑轮与弹簧测力计相连。实验时测出遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。

（1）完成下列实验步骤中的填空：
①用刻度尺测量遮光条的宽度d，两个光电门之间的距离L如图乙所示，则L=________cm；

②按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
③实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块，如果_______________________，则表示气垫导轨已调整至水平状态；
④挂上钩码后，接通气源，再放开滑块，记录弹簧测力计的示数F，遮光条通过光电门1的时间为

，遮光条通过光电门2的时间为

，求出滑块动能的变化量；
⑤改变钩码的质量，重复步骤“④”，求在不同合力作用下滑块的动能变化量。
（2）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。
A．弹簧测力计的读数为

B．弹簧测力计的读数等于滑块所受合外力
C．实验过程中钩码处于失重状态
D．钩码的总质量m需满足远小于滑块的质量M
（3）也可以通过多组实验数据，做出

的图像，若图像斜率k=____________，说明在误差允许的范围内动能定理成立。

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更新时间：2023-07-19 20:54:31 |

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【知识点】探究动能定理的实验步骤和数据处理用光电门验证动能定理

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【推荐1】某研究小组设计了一种“用一把刻度尺测量质量为m的小物块Q与平板P之间动摩擦因数”的实验方案，实验装置如图甲所示．

AB是半径足够大的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C'.重力加速度为g.实验步骤如下：
①用刻度尺测量BC长度为L和CC′高度为h；
②先不放置平板P(如图乙)使圆弧AB的末端B位于C′的正上方，将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
③重复步骤②，共做10次；
④用半径尽量小的圆将10个落地点围住，用毫米刻度尺测量圆心到C′的距离s；
⑤放置平板P(如图甲)，将物块Q由同一位置A由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D′；
⑥重复步骤⑤，共做10次；
⑦用半径尽量小的圆将10个落地点围住，用毫米刻度尺测量圆心到C′的距离

.
（1）实验步骤③④目的是________________．
（2）用实验中的测量量表示：物块Q滑到B点时的动能E_B=________．
（3）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=________．
（4）已知实验测得的μ值与实际值不等，其原因除了实验中测量的误差之外，其他的原因可能是____________________________________(写出一个可能的原因即可)．

2018-05-31更新 | 479次组卷

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【推荐2】青岛二中物理兴趣小组设计了一个实验，利用汽车空挡（无动力）在斜面上滑行验证动能定理。校园内北侧马路有个较长的平直斜坡，由指导教师驾驶车辆，车内同学手持可同时显示位置、速度的北斗导航接收器，另外的同学持摄像机拍摄接收器，后期通过录像回放提取的数据如表格所示。已知汽车的总质量为1.6t，斜坡角度约为10°（取

，

）。请回答下列问题。

位移m	速度m/s	速度平方m²/s²
0.0	0.00	0.00
2.0	1.69	2.87
7.0	3.11	9.68
15.0	4.64	21.52
20.0	5.39	29.04
32.0	6.81	46.32

（1）汽车空挡下滑过程中阻力有_______、_______（写出不少两个）。
（2）以位移为横坐标，速度和速度平方为纵坐标，通过描点并用平滑曲线连接各点，得到两个运动图线。
（3）通过v²-x图像，可得恒力作用下物体速度的平方与通过的位移成________（正比、反比或无关）。
（4）根据以上数据，本此实验中汽车所受的总阻力约为________N。（结果保留两位有效数字）

2023-07-13更新 | 121次组卷

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【推荐3】如图甲所示，是某研究性学习小组做探究动能定理的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形。这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当我们把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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出。

（1）除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有________；
（2）平衡摩擦力后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量；
（3）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置________；

	橡皮筋做的功	10个间距的距离x(m)	10个间距的时间T(s)	小车获得的速度(m/s)	小车速度的平方 (m/s)²
第1次	W	0.200	0.2
第2次		0.280	0.2
第3次		0.300	0.2
第4次		0.400	0.2
第5次		0.450	0.2

（4）从理论上讲，橡皮筋做的功W_n和物体速度v_n的关系应是W_n∝________，请你根据表中测定的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图像验证理论的正确性__________。

2018-04-05更新 | 121次组卷

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①用天平测量物块和遮光片的总质量m、重物的质量也为m；用螺旋测微器测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离x；
②调整气垫导轨和轻滑轮，使气垫导轨和细线水平；
③开动气泵，让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间