Question

（1）关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是

D

A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（2）在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A．打点计时器；B．天平；C秒表；D．低压交流电源；E．电池； F．纸带；G．细线、砝码、小车、砝码盘；H．薄木板．
①其中多余的器材是

CE

，缺少的器材是

毫米刻度尺

．
②测量时间的工具是

打点计时器

；测量质量的工具是

天平

．
③如图实所示是打点计时器打出的小车（质量为m）在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T．请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式

F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

Answer 1

分析：本实验直接去测量一个做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，再加上打点计时器测出小车获得的最大速度即动能可求．

解答：解：（1）A、B：我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难．所以我们不用直接测量功的数值，即A错误、B错误．
C：为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜．所以C错误．
D：根据打点计时器的使用规，先接通电源，让打点计时器工作后释放小车，则D正确．
故选D
（2）①计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表．打点计时器应使用低压交流电源，
故多余的器材是C、E．
测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．
②测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平．
③能．从A到B的过程中，恒力做的功为W_AB=Fx_AB
物体动能的变化量为
E_kB-E_kA=

1

2

mv_B²-

1

2

mv_A²=

1

2

m（

xB

2T

）²-

1

2

m（

xA

2T

）²=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

只要验证：F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

即可．
优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；
缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．
故答案为：（1）D；（2）①CE；毫米刻度尺；②打点计时器；天平；③能；F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

点评：本实验当中关键的是如何实现让功成倍的增加，如何测到小车获得的最大速度．橡皮筋拉动小车的设计巧妙地解决了这个问题，选项中涉及到实验的几个细节，是一道易错题．