某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們欲探究“做功與物體動能變化的關(guān)系”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置．
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（1）該學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用砂和砂桶的重力作為滑塊受到的合外力，探究滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系．為了實(shí)現(xiàn)這個想法，該小組成員提出了以下實(shí)驗(yàn)措施，你認(rèn)為有效的有
 
．
A．保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)大于滑塊質(zhì)量
B．保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量
C．保持長木板水平
D．把木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮?br />E．調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行
（2）如圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的B、K兩點(diǎn)來探究滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系．已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g．在本實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：砂和砂桶的質(zhì)量m1、滑塊的質(zhì)量m2，AC間的距離s1，JL間的距離s2，BK間的距離s．本實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的表達(dá)式為
 
．（用測量物理量相應(yīng)的字母表示）
分析：小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
衡量做功根據(jù)W=Fscosα進(jìn)行計算，用平均速度代替瞬時速度的方法求出BK兩點(diǎn)的速度，進(jìn)而求出動能的改變量．
解答：解：（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma ①
鉤碼有：mg-F=ma ②
F=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
由此可知當(dāng)M＞＞m時，夠碼的重力等于繩子的拉力即為小車是合外力
故適當(dāng)墊高長木板右端，以平衡摩擦力，使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，
故選：BDE．
（2）則此過程恒力做的功W=m1gs
B點(diǎn)的速度vB=
s1
2T

K點(diǎn)的速度vK=
s2
2T

所以動能的改變量△EK=
1
2
m2（
s2
2T
）2-
1
2
m2（
s1
2T
）2
故驗(yàn)探究結(jié)果的表達(dá)式為：m1gs=
1
2
m2（
s2
2T
）2-
1
2
m2（
s1
2T
）2
故答案為：m1gs=
1
2
m2（
s2
2T
）2-
1
2
m2（
s1
2T
）2．
點(diǎn)評：要明確此題在驗(yàn)證合外力的功與動能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測量的物理量及實(shí)驗(yàn)時的注意事項(xiàng)．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以如圖裝置中的滑塊為對象驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、墊塊．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有
天平
天平
、
刻度尺
刻度尺
．（兩個）
（2）實(shí)驗(yàn)時為了保證滑塊（質(zhì)量為M）受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量m應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是
m＜＜M
m＜＜M
，實(shí)驗(yàn)時首先要做的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則對滑塊，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
（用題中的字母表示）．
（4）要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，如果實(shí)驗(yàn)時所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則最終需驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
（用題中的字母表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2013?開封一模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源一臺、天平、刻度尺、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小桶和沙子若干．當(dāng)小車連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上小沙桶．
（1）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動小車加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L，算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2．
①本實(shí)驗(yàn)裝置圖1（準(zhǔn)備放開小車時刻）中有什么缺點(diǎn)或錯誤？
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時刻小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計時器．
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時刻小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計時器．

②要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺哪些重要實(shí)驗(yàn)步驟？
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無拉力時能在軌道上勻速運(yùn)動（或平衡摩擦力）
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無拉力時能在軌道上勻速運(yùn)動（或平衡摩擦力）

③本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為小車所受合外力等于沙桶重力，則應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是什么？
M＞＞m
M＞＞m

（2）在實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下，若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，已知    相鄰兩個點(diǎn)間的時間間隔為T，從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標(biāo)s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對應(yīng)過程中，合外力對小車所做的功W=
mg（S4-S1）
mg（S4-S1）
；該小車動能改變量的表達(dá)式為△EK=
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
（結(jié)果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足
W≈△Ek
W≈△Ek
，則動能定理得證．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究“滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)”他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計時器及所用的學(xué)生電源一臺、天平、刻度尺、導(dǎo)線、紙帶、鉤碼若干．

（1）小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M=300g，將滑塊放在水平桌面上并連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上兩個鉤碼（每個鉤碼質(zhì)量為100g），調(diào)整滑輪高度使拉滑塊的細(xì)線與桌面平行，讓鉤碼拉動滑塊由靜止開始加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況．
實(shí)驗(yàn)紙帶的記錄如圖2所示，圖中前幾個點(diǎn)模糊，因此從A點(diǎn)開始每打5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，若電源頻率為50赫茲，則物體運(yùn)動的加速度為
0.64
0.64
m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=
0.56
0.56
（重力加速度為g=10m/s2）．
（2）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某同學(xué)對此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕
②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好
③實(shí)驗(yàn)時盡量保持拉動滑塊的細(xì)線與桌面平行
④盡量保證鉤碼只沿豎直方向運(yùn)動，不要搖晃
以上建議中確實(shí)對提高準(zhǔn)確程度有作用的是
①③④
①③④
．（在答題卡上對應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?湛江二模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動能定理，他們在實(shí)驗(yàn)室已組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源一臺，天平、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時已完成了平衡摩擦力的操作．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
①還需要的實(shí)驗(yàn)器材
刻度尺
刻度尺
．
②在沙桶中放適量的沙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m（M遠(yuǎn)大于m），若挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔為T，從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對應(yīng)的過程中，滑塊合力所做的功約為W=
mg（s4-s3）
mg（s4-s3）
； 該滑塊動能改變量的表達(dá)式為△Ek=
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示） 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?佛山二模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源一臺，導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
（1）還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是
天平；刻度尺；小木塊
天平；刻度尺；小木塊
．
（2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L，算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2．要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺哪些實(shí)驗(yàn)步驟或應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件？若用如上的字母代表實(shí)驗(yàn)中測量到的物理量，寫出本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式．
（3）若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如下，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔為T，從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對應(yīng)的過程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（s4-s1）
mg（s4-s1）
；該滑塊動能改變量的表達(dá)式為△EK=
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示）

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