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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网图示为某学习小组“探究动能定理”的实验装置：水平轨道上固定两个光电门，滑块上固定有拉力传感器和遮光片，细线一端与传感器连接，另一端跨过光滑轻质的定滑轮挂上砝码盘．滑块、传感器和遮光片的总质量为M，遮光片的宽度为d，光电门 1和 2的中心距离为s．
    （1）释放滑块前，调节滑轮的高度，使细线保持水平，当挂上总重力为m0g的砝码和砝码盘
    时，测得滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等，则滑块受到桌面的摩擦力大小Ff=
     
    ．
    （2）增加适当的钩码，释放滑块，测得通过光电门1和 2的遮光时间分别是t1和 t2，拉力传感器示数为F，在遮光片通过光电门1和 2的过程中，滑块、传感器和遮光片组成的系统所受的合外力做功 W=
     
    （用 F、mO、g、s表示），该系统的动能增加量△Ek=
     
    （用 M、t1、t2，、d表示）． 如果 W≈△Ek，则该实验可以验证动能定理是成立的．
    分析：本题的关键是滑块速度等于遮光片宽度d与遮光时间t的比值，滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等说明滑块在做匀速运动，根据平衡条件可求出滑块受到的滑动摩擦力大小，然后再比较合外力做的功与动能的变化的关系．
    解答：解：（1）滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等，说明滑块做匀速运动，由平衡条件可得滑块受到桌面的摩擦力大小
    F
     
    f
    =
    m
     
    0
    g    ，
    （2）根据功的计算公式可得系统所受的合外力做功 W=（F-
    F
     
    f
    ）S=（F-
    m
     
    0
    g    ）S，动能增量表达式
    △E
     
    K
    =
    1
    2
    m
    V
    2
    2
    -
    1
    2
    m
    V
    2
    1
    ，
    V
     
    1
    =
    d
    t
     
    1
    ，
    V
     
    2
    =
    d
    t
     
    2
    ，代入可得△
    E
     
    K
    =
    Md
    2
     
    2
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )    ．
    故答案为（1）
    m
     
    0
    g    ，（2）（F-
    m
     
    0
    g    ）S，
    Md
    2
     
    2
    (
    1
    t
    2
    2
    -
    1
    t
    2
    1
    )    ．
    点评：因动能定理的表达式为
    W
     
    总
    =
    △E
     
    K
    =
    1
    2
    m
    v
    2
    2
    -
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    ，
    W
     
    总
    是合外力对滑块做的功，因此只要先求出
    W
     
    总
    ，再求出
    △E
     
    K
    ，若二者近似相等则动能定理即可验证．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    图示为某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，图中小车是平衡摩擦力后在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，此时橡皮筋对小车做的功记为W0．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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，分别测出小车获得的速度（见下表）
    次数 小车速度υ（m/s） 小车速度的二次方
    υ2（m2/s2）
    1 1.41 1.99
    2 2.00 4.00
    3 2.45 6.00
    4 2.83 8.01
    5 3.16 9.99
    （1）除图中已有实验器材外，还准备了下列器材，其中不需要的是
    B
    B

    A．垫块   B．秒表  C．刻度尺   D．导线和交流电源
    （2）由表格中的数据可以看出橡皮筋  做的功和
    υ2
    υ2
    （选填“υ”或“υ2”）成正比．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某学习小组探究“功和速度变化关系”的实验装置如图甲所示，图中小车在一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Wo．再用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…重复实验，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）下列叙述正确的是
    BD
    BD

    A．实验中长木板应保持水平
    B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致
    C．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
    D．实验中应先接通打点计时器，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
    （2）正确操作时，打在纸带上的点并不是均匀的，如图乙所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的
    FK
    FK
    （选填“AE”或“FK”）部分进行测量．
    （3）处理数据时，以第一次实验时橡皮筋做的功W为单位，作出功和速度变化关系的W一v图象，下列哪一个是符合实际情况的
    C
    C

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    科目：高中物理 来源：2012年安徽省宿州市高考物理三模试卷（解析版） 题型：填空题

    图示为某学习小组“探究动能定理”的实验装置：水平轨道上固定两个光电门，滑块上固定有拉力传感器和遮光片，细线一端与传感器连接，另一端跨过光滑轻质的定滑轮挂上砝码盘．滑块、传感器和遮光片的总质量为M，遮光片的宽度为d，光电门 1和 2的中心距离为s．
    （1）释放滑块前，调节滑轮的高度，使细线保持水平，当挂上总重力为mg的砝码和砝码盘
    时，测得滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等，则滑块受到桌面的摩擦力大小Ff=    ．
    （2）增加适当的钩码，释放滑块，测得通过光电门1和 2的遮光时间分别是t1和 t2，拉力传感器示数为F，在遮光片通过光电门1和 2的过程中，滑块、传感器和遮光片组成的系统所受的合外力做功 W=    （用 F、mO、g、s表示），该系统的动能增加量△Ek=    （用 M、t1、t2，、d表示）． 如果 W≈△Ek，则该实验可以验证动能定理是成立的．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （6分）图示为某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，图中小车是平衡摩擦力后在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，此时橡皮筋对小车做的功记为W0。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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，分别测出小车获得的速度（见下表）

    （1）除图中已有实验器材外，还准备了下列器材，其中不需要的是（      ）

    A．垫块　　　

    B．秒表

    C．刻度尺　　

    D．导线和交流电源

    （2）由表格中的数据可以看出橡皮筋  做的功和       （选填“υ”或“υ2”）成正比。

    次数

    小车速度υ（m/s）

    小车速度的二次方

    υ2（m2/s2）

    1

    1.41

    1.99

    2

    2.00

    4.00

    3

    2.45

    6.00

    4

    2.83

    8.01

    5

    3.16

    9.99

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