某實驗小組采用如圖甲所示的裝置來探究“功與速度變化的關系”．實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面．實驗的部分步驟如下：

（1）將一塊一頭帶有定滑輪的長木板固定放在桌面上，在長木板的另一端固定打點計時器．
（2）把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼．
（3）把小車拉到靠近打點計時器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶．
（4）關閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關系來研究外力對小車所做的功與速度變化的關系．
如圖乙是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶的三個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出，利用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問：
①打B點時刻，小車的瞬時速度vB=
0.40
0.40
m/s．（結果保留兩位有效數(shù)字）
②本實驗中，若鉤碼下落高度為h1時外力對小車所做的功為w0，則當鉤碼下落h2時，外力對小車所做的功為
h2
h1
w0
h2
h1
w0
．（用h1、h2、w0表示）
③實驗中，該小組同學畫出小車位移x與速度v的關系圖象如圖丙所示．根據(jù)該圖形狀，某同學對W與v的關系作出的猜想，肯定不正確的是
AC
AC

A．W∝v  B．W∝v2   C． W∝
1
v
  D．W∝v3
④在本實驗中，下列做法能有效地減小實驗誤差的是
ABC
ABC

A．把軌道右端適當墊高，以平衡摩擦力．
B．實驗中控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠小于小車的總質(zhì)量
C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行
D．先讓小車運動再接通打點計時器．
分析：（1）根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻瞬時速度求解B點速度．
（2）根據(jù)功的定義W=FS?COSα求解．
（3）根據(jù)圖象為過原點的曲線，結合數(shù)學函數(shù)知識分析．
解答：解：（1）勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻瞬時速度，故VB=
XAC
2T
=0.40m/s
（2）根據(jù)功的定義，有
W0=mgh1
W=mgh2
解得w=
h2
h1
W0
（3）圖象為過原點的曲線，故W與v一定不是正比關系，也一定不是反比關系．故選AC
（4）本實驗探究“功與速度變化的關系”的實驗，要使鉤碼的重力等于小車的合外力，就必須先平衡摩擦力，保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量，所以AB都正確，
調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行，讓力的方向和位移方向在同一直線上，可以減小誤差，故C正確，
應該先接通電源，后放開小車，所以D錯誤，故選ABC．
故答案為：（1）0.40；（2）
h2
h1
W0；（3）AC；（4）ABC．
點評：本題重點考查了“探究功與動能變化關系”實驗的原理，以及數(shù)據(jù)處理方法，解題時從實驗原理角度分析即可．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?清城區(qū)模擬）在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：
①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，測出x、x1、x2（如圖乙所示），查得打點周期為T．
判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是
紙帶上點跡間距相等
紙帶上點跡間距相等
；實驗還需直接測量的物理量是：
小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量m
小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量m
．（并用相應的符號表示）探究結果的表達式是
mgx=
1
2
M（
x2
2T
）2-
1
2
M（
x1
2T
）2
mgx=
1
2
M（
x2
2T
）2-
1
2
M（
x1
2T
）2
．（用相應的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2009?巢湖一模）在“探究恒力做功與物體速度變化的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：

①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器；
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；
③用細線將木板上的小車通過定滑輪與懸吊的砂桶相連（砂和桶總質(zhì)量遠小于小車總質(zhì)量）；
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點；
⑤在紙帶中選合適的點A、B、C、D…，測出它們到起點O的距離s1、s2、s3、s4…，并測出與它們相鄰的兩點間距離d1、d2、d3、d4…（如圖乙），查得打點周期為T，將數(shù)據(jù)填入下表中；
⑥保持砂和桶質(zhì)量不變，增加小車質(zhì)量，重復實驗步驟④、⑤，將數(shù)據(jù)填入下表中．
附表：小車第一次總質(zhì)量M1=0.25kg，第二次總質(zhì)量M2=0.5kg，T=0.02s
物理量
數(shù)據(jù)
測量點		 測量點到O
點的距離s
（cm）		 測量點前后
兩點間距離d
（cm）		 小車獲得
的速度v
（m/s）		 小車獲得速度的平方v2
[（m/s）2]		 小車獲得速度的三次方v3
[（m/s）3]
第
一
次		 A 20.05 3.58 0.90 08.1 0.73
B 40.00 5.06 1.27 1.61 2.05
C 60.15 6.20 1.55 2.40 3.72
D 80.24 7.16
第
二
次		 A 20.15 2.53 0.63 0.40 0.25
B 40.10 3.58 0.90 0.81 0.73
C 59.90 4.38 1.10 1.21 1.33
D 81.20 5.06 1.27 1.61 2.05
試問：
（1）判斷重力的一個分力是否與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是
紙帶上點跡間距相等
紙帶上點跡間距相等
；
（2）實驗數(shù)據(jù)處理時，為什么探究功與v、v2、v3等的關系，而不是與
1
v
、
1
v2
、
1
v3
等的關系？
速度隨做功的增加而增加
速度隨做功的增加而增加
；
（3）將表格中的數(shù)據(jù)填寫完整；
（4）比較表中第一次各組數(shù)據(jù)，得到的實驗結論為：
W∝v2
W∝v2
；
（5）比較表中一、二兩次數(shù)據(jù)，得到的實驗結論為：
W∝Mv2
W∝Mv2
；
（6）請運用表中第二次數(shù)據(jù)在右圖所示的坐標中作出相應的圖象，驗證理論的正確性（拉力用F表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：
①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點
⑤測出s、s1、s2（如圖乙所示），查得打點周期為T．

判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是
紙帶上點跡間距相等
紙帶上點跡間距相等
；
本實驗還需直接測量的物理量是：
小車的質(zhì)量M、砂桶的質(zhì)量m
小車的質(zhì)量M、砂桶的質(zhì)量m
．（并用相應的符號表示）
探究結果的表達式是
mgs=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)
mgs=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)
．（用相應的符號表示）
（2）、從下面給定的器材中選出適當?shù)膶嶒炂鞑模ㄓ行┢鞑牡淖柚凳谴蠹s值，有些器材的阻值是準確值）．設計一個測量阻值Rx約為15kΩ的電阻的電路，要求方法簡捷，要盡可能提高測量的精度．
電流表A1，量程1mA，內(nèi)阻rA1≈50Ω
電流表A2，量程300μA，內(nèi)阻rA2≈300Ω
電流表A3，量程100μA，內(nèi)阻rA3≈500Ω
電壓表V1，量程10V，內(nèi)阻rV1=15kΩ
電壓表V2，量程3V，內(nèi)阻rV2=10kΩ
滑動變阻器R1，全阻值50Ω，額定電流為1A
電池組，電動勢3V，內(nèi)阻很小但不能忽略開關及導線若干
①測量電路中電流表應選
A2
A2
，電壓表應選
V2
V2
（填代號）
②在圖所示的虛線框中畫出測量Rx的電路圖．

③在所測量數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)計算Rx，計算表達式Rx=
U2
I2-
U2
rv2
U2
I2-
U2
rv2
，表達式中各符號表示的意義
U2表示電壓表V2的示數(shù)，I2表示電流A2的示數(shù)．rV2表示電壓表V2的內(nèi)阻
U2表示電壓表V2的示數(shù)，I2表示電流A2的示數(shù)．rV2表示電壓表V2的內(nèi)阻
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：精英家教網(wǎng)
①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細線將木板七的小車通過-個定滑輪與懸吊的托盤相連
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點
⑤測出s、s1、s2 （如圖乙所示），查得打點周期為T
判斷已平衡摩擦力的直接證據(jù)是
 
；本實驗還需直接測量的物理量是：
 
．（并用相應的符號表示）
探究結果的表達式是
 
．（用相應的符號表示）
（2）利用本裝置還可以測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．將小車換成滑塊，木板平放在水平桌面上，打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放人適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點．
精英家教網(wǎng)
①上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、l、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度α=
 
（保留三位有效數(shù)字）．
②為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有
 
．（填入所選物理量前的字母）
A、木板的長度l
B、木板的質(zhì)量m1
C、滑塊的質(zhì)量m2
D、托盤和砝碼的總質(zhì)量m3
E、滑塊運動的時間t
測量上述所選定的物理量時需要的實驗器材是
 
．
③滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=
 
（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：
①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，測出x、x1、x2（如圖乙所示），查得打點周期為T．
實驗還需直接測量的物理量是：
 
、
 
．（并用相應的符號表示）探究結果的表達式是
 
．

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