1、实验五探究动能定理实验五探究动能定理实验基础实验基础核心探究核心探究 实验基础实验基础 解读实验解读实验萃取精华萃取精华注意事项注意事项1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力.由于我们用绳的拉力确定对小车做的功由于我们用绳的拉力确定对小车做的功,因此应设法排除其他因此应设法排除其他力的影响力的影响,实际操作中是采用把木板的一端垫高、用小车重力的分力和阻力平实际操作中是采用把木板的一端垫高、用小车重力的分力和阻力平衡的方法来消除阻力的影响衡的方法来消除阻力的影响.2.2.尽量减小小车的加速度尽量减小小车的加速度.因为砝码和小盘拉着小车加速运动时因为砝码和小盘拉着小车加速运动时,砝码和小盘砝码和小盘处于失重
2、状态处于失重状态,小车受到的拉力小于砝码和小盘的总重力小车受到的拉力小于砝码和小盘的总重力.为减小这一系统误为减小这一系统误差差,应使小车的加速度尽量小应使小车的加速度尽量小,也就是实验中必须满足砝码和小盘的总质量远也就是实验中必须满足砝码和小盘的总质量远小于小车的质量小于小车的质量.误差分析误差分析1.1.实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的,但实际上二者并不相同但实际上二者并不相同,这是因为砝码和小盘的总重力与绳的拉力是不一样的这是因为砝码和小盘的总重力与绳的拉力是不一样的.2.2.在在m mM
3、 M时时,细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力,误差较小误差较小;m;m越大越大,误差误差越大越大.因此实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量因此实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量.核心探究核心探究 通法悟道通法悟道拓宽思路拓宽思路探究点一基础性实验探究点一基础性实验【典例典例1 1】(20172017江苏卷江苏卷,10,10)利用如图利用如图(甲甲)所示的实验装置探究恒力做功与物所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系体动能变化的关系.小车的质量为小车的质量为M=200.0 g,M=200.0 g,钩码的质量为钩码的质量为m=10.0
4、 g,m=10.0 g,打点计时打点计时器的电源为器的电源为50 Hz50 Hz的交流电的交流电.解析解析:(1)(1)挂钩码前挂钩码前,调节木板右侧的高度调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车直至向左轻推小车,观察到小车做观察到小车做匀速直线运动匀速直线运动,表明此时已消除了摩擦力的影响表明此时已消除了摩擦力的影响.答案答案:(1)(1)小车做匀速运动小车做匀速运动 (1)(1)挂钩码前挂钩码前,为了消除摩擦力的影响为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度应调节木板右侧的高度,直至向左轻推直至向左轻推小车观察到小车观察到 .(2)(2)挂上钩码挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图按实验要求
5、打出的一条纸带如图(乙乙)所示所示.选择某一点为选择某一点为O,O,依次依次每隔每隔4 4个计时点取一个计数点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用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,x,记录在纸记录在纸带上带上.计算打出各计数点时小车的速度计算打出各计数点时小车的速度v,v,其中打出计数点其中打出计数点“1”1”时小车的速度时小车的速度v v1 1=m/s.m/s.答案答案:(2)0.228(2)0.228(3)(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力将钩码的重力视为小车受到的拉力,取取g=9.80 m/sg=9.80 m/s2 2,利用利用W=mgxW=mgx算出拉力算出拉力对小车
6、做的功对小车做的功W.W.利用利用E Ek k=Mv=Mv2 2算出小车动能算出小车动能,并求出动能的变化量并求出动能的变化量EEk k.计算结计算结果见下表果见下表.12W/(W/(1010-3-3 J)J)2.452.452.922.923.353.353.813.814.264.26EEk k/(/(1010-3-3 J)J)2.312.312.732.733.123.123.613.614.004.00请根据表中的数据请根据表中的数据,在方格纸上作出在方格纸上作出EEk k-W-W图像图像.解析解析:(3)(3)根据表格中的数据根据表格中的数据,描点作图描点作图.答案答案:(3)(3)
7、如图所示如图所示 答案答案:(4)0.093(4)0.093(4)(4)实验结果表明实验结果表明,E,Ek k总是略小于总是略小于W.W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的钩码重力造成的.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=F=N.N.规律总结规律总结 实验数据的处理方法实验数据的处理方法处理实验数据的方法有平均值法、列表法和图像法处理实验数据的方法有平均值法、列表法和图像法,本题主要采用了后两种方本题主要采用了后两种方法处理实验数据法处理实验数据.列表法的优点是简明表示出有关物理量
8、之间的关系列表法的优点是简明表示出有关物理量之间的关系,便于检查便于检查测量结果和运算是否合理测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题有助于发现和分析问题,而且列表法还是图像法的基而且列表法还是图像法的基础础.图像法的优点是通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系图像法的优点是通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找并便于找出其中的规律出其中的规律,确定对应量的函数关系确定对应量的函数关系.题组冲关题组冲关1.(1.(20182018江南十校联考江南十校联考)如图如图(甲甲)所示是某研究性学习小组的同学做探究所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡皮橡皮筋做功和物体速度变化的关
9、系筋做功和物体速度变化的关系”的实验的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出一沿木板滑行的情形一沿木板滑行的情形.这时这时,橡皮筋对小车做功记为橡皮筋对小车做功记为W.W.当用当用2 2条、条、3 3条、条、n n条条完全相同的橡皮筋并在一起进行第完全相同的橡皮筋并在一起进行第2 2次、第次、第3 3次、次、第、第n n次实验时次实验时,每次橡皮筋每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放都被拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出的纸带测出,图图(乙乙)为某次实验中打出的纸带为某次实验中打出的
10、纸带.解析解析:(1)(1)要计算某点速度的大小要计算某点速度的大小,必须要测量纸带上计数点间的距离必须要测量纸带上计数点间的距离,除了题除了题图中已给出的实验器材和电源外图中已给出的实验器材和电源外,还需要的器材是刻度尺还需要的器材是刻度尺.(2)(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是把放打点计时应采取的措施是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力.(3)(3)小车最终做匀速运动小车最终做匀速运动,因此应选用相邻两计数点间隔相等的部分因此应选用相邻两计数点间隔相等的部分.答案答案:(1)
11、(1)刻度尺刻度尺 (2)(2)把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力(3)(3)每相每相邻两点之间距离相等邻两点之间距离相等(或点分布均匀或点分布均匀)(1)(1)除了图除了图(甲甲)中已给出的实验器材和电源外中已给出的实验器材和电源外,还需要的器材有还需要的器材有.(2)(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是应采取的措施是 .(3)(3)每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的,为了测量小车最终获得的为了测量小车最终获得的末速度末速度,应选用纸带的应选用
12、纸带的部分进行测量部分进行测量.(4)(4)下面是本实验的数据记录及数据处理表下面是本实验的数据记录及数据处理表.物理量物理量数据数据实验次数实验次数橡皮筋做橡皮筋做的功的功W Wn n(J)(J)1010个间隔均个间隔均匀的点的匀的点的距离距离s(m)s(m)1010个间隔均个间隔均匀的点的时匀的点的时间间T(s)T(s)小车获得的小车获得的末速度末速度v vn n(m/s)(m/s)小车获得的小车获得的末速度的平末速度的平方方 (m(m2 2/s/s2 2)1 1W W1 1=W=W0.2000.2000.20.21.001.001.001.002 2W W2 2=2W=2W0.2820.
13、2820.20.21.411.411.991.993 3W W3 3=3W=3W0.3000.3000.20.21.501.502.252.254 4W W4 4=4W=4W0.4000.4000.20.22.002.004.004.005 5W W5 5=5W=5W0.4580.4580.20.22.242.245.025.022nv从理论上讲从理论上讲,橡皮筋做的功橡皮筋做的功W Wn n与物体获得的速度与物体获得的速度v vn n之间的关系是之间的关系是W Wn n,请你运用表中的数据在如图请你运用表中的数据在如图(丙丙)所示的坐标系中作出相应的图像所示的坐标系中作出相应的图像,以验证理
14、以验证理论的正确性论的正确性.2.(2.(20172017北京卷北京卷,21,21)如图如图1 1所示所示,用质量为用质量为m m的重物通过滑轮牵引小车的重物通过滑轮牵引小车,使它在使它在长木板上运动长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况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利用该装置可以完成“探究动能定理探究动能定理”的实验的实验.(1)(1)打点计时器使用的电源是打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母选填选项前的字母).).A.A.直流电源直流电源 B.B.交流电源交流电源解析解析:(1)(1)打点计时器是一种使用交流电源的仪器打点计时器是一种使用交流电源的
15、仪器,选项选项A A错误错误,B,B正确正确;答案答案:(1)B(1)B(2)(2)实验中实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是正确操作方法是(选填选选填选项前的字母项前的字母).).A.A.把长木板右端垫高把长木板右端垫高B.B.改变小车的质量改变小车的质量在不挂重物且在不挂重物且(选填选项前的字母选填选项前的字母)的情况下的情况下,轻推一下小车轻推一下小车,若若小车拖着纸带做匀速运动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表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.A.A.计时器不打点计时器不打点B.B.计时器打点计时器打点解析解析:(2)(
16、2)平衡摩擦力和其他阻力的正确操作方法是垫高长木板固定打点计时平衡摩擦力和其他阻力的正确操作方法是垫高长木板固定打点计时器的一端器的一端,若小车拖着的纸带打点间距相等若小车拖着的纸带打点间距相等,则表明小车在长木板上做匀速运则表明小车在长木板上做匀速运动动,此时重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力和其他阻力此时重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力和其他阻力.答案答案:(2)A(2)AB B(3)(3)接通电源接通电源,释放小车释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个将打下的第一个点标为点标为O.O.在纸带上依次取在纸带上依次取A,B,CA,B,C若干个
17、计数点若干个计数点,已知相邻计数点间的时间已知相邻计数点间的时间间隔为间隔为T.T.测得测得A,B,CA,B,C各点到各点到O O点的距离为点的距离为x x1 1,x,x2 2,x,x3 3,如图如图2 2所示所示.实验中实验中,重物质量远小于小车质量重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为可认为小车所受的拉力大小为mg,mg,从打从打O O点点到打到打B B点的过程中点的过程中,拉力对小车做的功拉力对小车做的功W=W=,打打B B点时小车的速度点时小车的速度v=v=.(4)(4)以以v v2 2为纵坐标为纵坐标,W,W为横坐标为横坐标,利用实验数据做出如图利用实验数据做出如图3 3
18、所示的所示的v v2 2-W-W图像图像.由此由此图像可得图像可得v v2 2随随W W变化的表达式为变化的表达式为.根据功与能的关系根据功与能的关系,动能的表动能的表达式中可能包含达式中可能包含v v2 2这个因子这个因子;分析实验结果的单位关系分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物与图线斜率有关的物理量应是理量应是.答案答案:(4)v2=4.7W(4)v2=4.7W质量质量 (5)(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响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若重物质量不满足远小于小车质量的条件车质量的条件,则从理论上分析则从理论上分析,图图4 4中正确
19、反映中正确反映v v2 2-W-W关系的是关系的是.探究点二创新性实验探究点二创新性实验【典例典例2 2】(20162016全国全国卷卷,22,22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实实验装置如图验装置如图(甲甲)所示所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定弹簧左端固定,右端与一右端与一物块接触而不连接物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接纸带穿过打点计时器并与物块连接,向左推物块使弹簧压向左推物块使弹簧压缩一段距离缩一段距离,由静止释放物块由静止释放物块,通过测量和计算通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性
20、势可求得弹簧被压缩后的弹性势能能.高考创新实验例析高考创新实验例析(1)(1)实验中涉及下列操作步骤实验中涉及下列操作步骤:把纸带向左拉直把纸带向左拉直松手释放物块松手释放物块接通打点计时器电源接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号填入代表步骤的序号).).(2)(2)图图(乙乙)中中M M和和L L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.5
21、0 Hz.由由M M纸带所给的数据纸带所给的数据,可求出在该纸带可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s.m/s.比较两纸带可知比较两纸带可知,(填填“M”M”或或“L”)L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.核心点拨核心点拨 分析纸带分析纸带,根据纸带上距离的变化可明确物块何时离开弹簧根据纸带上距离的变化可明确物块何时离开弹簧,再根据平均速度法可求得脱离时的速度再根据平均速度法可求得脱离时的速度;根据对应的长度可明确速度大小根据对应的长度可明确速度大小,从从而比较弹性势能大小而比较弹性势能大小
22、.解析解析:(1)(1)启动打点计时器前启动打点计时器前,应把纸带拉直以减小因纸带受到摩擦力而产生应把纸带拉直以减小因纸带受到摩擦力而产生的误差的误差.实验时应先接通打点计时器的电源实验时应先接通打点计时器的电源,再释放物块再释放物块.故正确的操作顺序故正确的操作顺序是是.答案答案:(1)1)(2)1.29(2)1.29M M【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验方案的改进实验方案的改进:本实验是把探究功和动能变化关系的实验拓展为轻弹本实验是把探究功和动能变化关系的实验拓展为轻弹簧的弹性势能与动能变化关系簧的弹性势能与动能变化关系.2.2.实验器材的改进实验器材的改进:将橡皮筋改为弹簧
23、将橡皮筋改为弹簧.【典例【典例3 3】(20132013全国全国卷卷,22,22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定弹簧左端固定,右端与一小球右端与一小球接触而不固连接触而不固连:弹簧处于原长时弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘小球恰好在桌面边缘,如图如图(a)(a)所示所示.向左推向左推小球小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放使弹簧压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面小球离开桌面后落到水平地面.通通过测量和计算过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的
24、弹性势能可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题回答下列问题:(1)(1)本实验中可认为本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能弹簧被压缩后的弹性势能E Ep p与小球抛出时的动能与小球抛出时的动能E Ek k相等相等.已知重力加速度大小为已知重力加速度大小为g.g.为求得为求得E Ek k,至少需要测量下列物理量中的至少需要测量下列物理量中的(填填正确答案标号正确答案标号).).A.A.小球的质量小球的质量m mB.B.小球抛出点到落地点的水平距离小球抛出点到落地点的水平距离s sC.C.桌面到地面的高度桌面到地面的高度h hD.D.弹簧的压缩量弹簧的压缩量xxE.E.弹簧原长弹簧原长l l
25、0 0答案答案:(1)ABC(1)ABC(2)(2)用所选取的测量量和已知量表示用所选取的测量量和已知量表示E Ek k,得得E Ek k=.(3)(3)图图(b)(b)中的直线是实验测量得到的中的直线是实验测量得到的s-xs-x图线图线.从理论上可推出从理论上可推出,如果如果h h不变不变,m,m增加增加,s-x,s-x图线的斜率会图线的斜率会(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”););如果如果m m不不变变,h,h增加增加,s-x,s-x图线的斜率会图线的斜率会(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”).).由图由图(b)(b)中给出的直线关系和中给出的直线关系和E
26、 Ek k的表达式可知的表达式可知,E,Ep p与与xx的的次方成正比次方成正比.答案答案:(3)(3)减小增大减小增大2 2【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验方案的改进实验方案的改进:通过测量小球的动能间接测量弹簧的弹性势能通过测量小球的动能间接测量弹簧的弹性势能.2.2.数据处理的改进数据处理的改进:利用给出的利用给出的s-xs-x图像图像,推出推出E Ep p与与xx的比例关系的比例关系.模拟创新实验冲关模拟创新实验冲关1.(1.(20182018辽宁大连模拟辽宁大连模拟)某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做
27、功的关系外力对它所做功的关系.图中图中A A为小车为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B B的限位孔的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C,C为弹为弹簧测力计簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦不计绳与滑轮的摩擦.实验时实验时,先接通电源再松开小车先接通电源再松开小车,打点计时器打点计时器在纸带上打下一系列点在纸带上打下一系列点.(1)(1)该同学在一条比较理想的纸带上该同学在一条比较理想的纸带上,依次选取依次选取0,1,2,3,4,50,1,2,3,4,5共六个计数点共六个计数点,分分
28、别测量后别测量后5 5个计数点与计数点个计数点与计数点0 0之间的距离之间的距离,并计算出它们与并计算出它们与0 0点之间的速度平点之间的速度平方差方差vv2 2(v(v2 2=v=v2 2-),-),填入下表填入下表:20v计数点计数点x/cmx/cmvv2 2/(m/(m2 2s s-2-2)0 0/1 11.601.600.040.042 23.603.600.090.093 36.006.000.150.154 47.007.000.190.195 59.209.200.230.23请以请以vv2 2为纵坐标为纵坐标,以以x x为横坐标在方格纸中作出为横坐标在方格纸中作出vv2 2-x
29、-x图像图像.若测出小车质量若测出小车质量为为0.2 kg,0.2 kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为结合图像可求得小车所受合外力的大小为 N.N.解析解析:(1)(1)将表中的数据分别描在题图坐标系中将表中的数据分别描在题图坐标系中,然后在图中用平滑曲线连然后在图中用平滑曲线连接接,并且使尽可能多的点分布在曲线上并且使尽可能多的点分布在曲线上,或对称分布在直线两侧或对称分布在直线两侧,如图所示如图所示.答案答案:(1)(1)图像见解析图像见解析0.250.25解析解析:(2)(2)主要原因是长木板对小车存在摩擦力主要原因是长木板对小车存在摩擦力;应将木板左端垫高应将木板左端垫高,以平
30、衡以平衡摩擦力摩擦力,减小误差减小误差.答案答案:(2)(2)长木板对小车存在摩擦力将木板左端垫高长木板对小车存在摩擦力将木板左端垫高,以平衡摩擦力以平衡摩擦力 (2)(2)该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误明显超出实验误差的正常范围差的正常范围.你认为主要原因是你认为主要原因是,实验操作中改进的措实验操作中改进的措施是施是.【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验原理的创新实验原理的创新:可用弹簧测力计直接测绳拉力大小可用弹簧测力计直接测绳拉力大小,故不必满足小车质故不必满足小车质量远大于悬挂物的质量量远大于悬挂
31、物的质量.2.2.数据处理的改进数据处理的改进:利用图像的斜率求相关物理量利用图像的斜率求相关物理量.2.(2.(20182018广州模拟广州模拟)用如图用如图(甲甲)所示的实验装置完成所示的实验装置完成“探究动能定理探究动能定理”实验实验.请请补充完整下列实验步骤的相关内容补充完整下列实验步骤的相关内容:(1)(1)用天平测量小车和遮光片的总质量用天平测量小车和遮光片的总质量M M、砝码盘的质量、砝码盘的质量m m0 0;用游标卡尺测量遮光用游标卡尺测量遮光片的宽度片的宽度d,d,游标卡尺的示数如图游标卡尺的示数如图(乙乙)所示所示,其读数为其读数为 cm;cm;按图按图(甲甲)所示所示安装
32、好实验装置安装好实验装置,用米尺测量两光电门之间的距离用米尺测量两光电门之间的距离s;s;(2)(2)在砝码盘中放入适量砝码在砝码盘中放入适量砝码;适当调节长木板的倾角适当调节长木板的倾角,直到轻推小车直到轻推小车,遮光片先遮光片先后经过光电门后经过光电门A A和光电门和光电门B B的时间相等的时间相等;解析解析:(1)(1)由于游标卡尺是由于游标卡尺是2020分度分度,所测遮光片的宽度应是主尺读数与游标所测遮光片的宽度应是主尺读数与游标尺两读数之和尺两读数之和,即即5 mm+45 mm+40.05 mm=5.20 mm=0.520 cm.0.05 mm=5.20 mm=0.520 cm.答案
33、答案:(1)0.520(1)0.520(3)(3)取下细线和砝码盘取下细线和砝码盘,记下记下(填写相应物理量及其符号填写相应物理量及其符号););(4)(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门电门A A和光电门和光电门B B所用的时间所用的时间ttA A和和ttB B;解析解析:(3)(3)在砝码盘中放入适量砝码在砝码盘中放入适量砝码,适当调节长木板的倾角适当调节长木板的倾角,直到轻推小车直到轻推小车,遮光片先后经过光电门遮光片先后经过光电门A A和光电门和光电门B B的时间相等的时间相等,这一
34、步目的是使取下细线这一步目的是使取下细线和砝码盘后小车运动所受合外力等于砝码和砝码盘的重力和砝码盘后小车运动所受合外力等于砝码和砝码盘的重力(m+m(m+m0 0)g,)g,所以当所以当取下细线和砝码盘时取下细线和砝码盘时,记下砝码盘中砝码的质量记下砝码盘中砝码的质量m.m.答案答案:(3)(3)砝码盘中砝码的质量砝码盘中砝码的质量m m(5)(5)步骤步骤(4)(4)中中,小车从光电门小车从光电门A A下滑至光电门下滑至光电门B B过程合外力做的总功过程合外力做的总功W W合合=,小车动能变化量小车动能变化量EEk k=(用上述步骤中的物理量表示用上述步骤中的物理量表示,重力加速度为重力加速
35、度为g),g),比较比较W W合合和和EEk k的值的值,找出两者之间的关系找出两者之间的关系;(6)(6)重新挂上细线和砝码盘重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量改变砝码盘中砝码质量,重复重复(2)(2)(5)(5)步骤步骤.(7)(7)本实验中本实验中,以下操作或要求是为了减小实验误差的是以下操作或要求是为了减小实验误差的是.A.A.尽量减小两光电门间的距离尽量减小两光电门间的距离s sB.B.调整滑轮调整滑轮,使细线与长木板平行使细线与长木板平行C.C.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量解析解析:(7)(7)尽量减小两光电门间的距离尽量减小两光
36、电门间的距离s,s,会增大误差会增大误差,选项选项A A错误错误;调整滑轮调整滑轮,使细线与长木板平行使细线与长木板平行,这样细线拉力等于小车做加速运动时受到的合外力这样细线拉力等于小车做加速运动时受到的合外力,有利于减小误差有利于减小误差,选项选项B B正确正确;本实验没有用砝码和砝码盘的重力代替细线的本实验没有用砝码和砝码盘的重力代替细线的拉力拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量,选项选项C C错误错误.答案答案:(7)B(7)B【创新创新/改进点分析改进点分析】1.1.实验器材的改进实验器材的改进:利用光电门测量小车的速度更准确利用光电门测量小车的速度更准确.2.2.实验原理的创新实验原理的创新:通过调节长木板的倾角及砝码盘中放适量砝码通过调节长木板的倾角及砝码盘中放适量砝码,使小使小车在斜面上匀速运动车在斜面上匀速运动,用砝码和砝码盘的总重力当做小车运动的合外力用砝码和砝码盘的总重力当做小车运动的合外力.
