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    某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置．
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    （1）该学习小组的同学想用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合外力，探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系．为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有
     
    ．
    A．保持砂和砂桶的质量远大于滑块质量
    B．保持砂和砂桶的质量远小于滑块质量
    C．保持长木板水平
    D．把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力
    E．调整滑轮的高度使细线与长木板平行
    （2）如图2为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的B、K两点来探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．在本实验中需要测量的物理量有：砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s．本实验探究结果的表达式为
     
    ．（用测量物理量相应的字母表示）
    分析：小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用钩码的重力表示小车受到的合外力，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量．
    衡量做功根据W=Fscosα进行计算，用平均速度代替瞬时速度的方法求出BK两点的速度，进而求出动能的改变量．
    解答：解：（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
    设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
    F=Ma ①
    钩码有：mg-F=ma ②
    F=
    Mmg
    M+m
    =
    mg
    1+
    m
    M
    由此可知当M＞＞m时，够码的重力等于绳子的拉力即为小车是合外力
    故适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力，使钩码的质量远小于小车的质量，
    故选：BDE．
    （2）则此过程恒力做的功W=m1gs
    B点的速度vB=
    s1
    2T

    K点的速度vK=
    s2
    2T

    所以动能的改变量△EK=
    1
    2
    m2（
    s2
    2T
    ）2-
    1
    2
    m2（
    s1
    2T
    ）2
    故验探究结果的表达式为：m1gs=
    1
    2
    m2（
    s2
    2T
    ）2-
    1
    2
    m2（
    s1
    2T
    ）2
    故答案为：m1gs=
    1
    2
    m2（
    s2
    2T
    ）2-
    1
    2
    m2（
    s1
    2T
    ）2．
    点评：要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理，围绕实验原理，明确实验目的，根据相应的物理规律可知需要测量的物理量及实验时的注意事项．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
    （1）你认为还需要的实验器材有
    天平
    天平
    、
    刻度尺
    刻度尺
    ．（两个）
    （2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是
    m＜＜M
    m＜＜M
    ，实验时首先要做的步骤是
    平衡摩擦力
    平衡摩擦力
    ．
    （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为
    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
    （用题中的字母表示）．
    （4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则最终需验证的数学表达式为
    mgL=
    1
    2
    (m+M)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    mgL=
    1
    2
    (m+M)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    （用题中的字母表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2013?开封一模）某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干．当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶．
    （1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m．让沙桶带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．
    ①本实验装置图1（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？
    细线与轨道平面应该平行，初始时刻小车应紧靠打点计时器．
    细线与轨道平面应该平行，初始时刻小车应紧靠打点计时器．

    ②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？
    调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动（或平衡摩擦力）
    调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动（或平衡摩擦力）

    ③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？
    M＞＞m
    M＞＞m

    （2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2所示，已知    相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对小车所做的功W=
    mg（S4-S1）
    mg（S4-S1）
    ；该小车动能改变量的表达式为△EK=
    M
    8T2
    [(S5-S3)2-
    S
    2
    2
    ]
    M
    8T2
    [(S5-S3)2-
    S
    2
    2
    ]
    （结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足
    W≈△Ek
    W≈△Ek
    ，则动能定理得证．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干．

    （1）小组同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M=300g，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码（每个钩码质量为100g），调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开始加速运动，用打点计时器记录其运动情况．
    实验纸带的记录如图2所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打5个点取一个计数点，若电源频率为50赫兹，则物体运动的加速度为
    0.64
    0.64
    m/s2．（结果保留两位有效数字），滑块与桌面间的动摩擦因数μ=
    0.56
    0.56
    （重力加速度为g=10m/s2）．
    （2）为提高实验结果的准确程度，某同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻
    ②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好
    ③实验时尽量保持拉动滑块的细线与桌面平行
    ④尽量保证钩码只沿竖直方向运动，不要摇晃
    以上建议中确实对提高准确程度有作用的是
    ①③④
    ①③④
    ．（在答题卡上对应区域填入选项前的编号）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?湛江二模）某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室已组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，天平、导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时已完成了平衡摩擦力的操作．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
    ①还需要的实验器材
    刻度尺
    刻度尺
    ．
    ②在沙桶中放适量的沙进行实验，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m（M远大于m），若挑选一条点迹清晰的纸带如图2所示，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，滑块合力所做的功约为W=
    mg（s4-s3）
    mg（s4-s3）
    ； 该滑块动能改变量的表达式为△Ek=
    1
    2
    M((
    S5-S3
    2T
    )2-(
    S2
    2T
    )2)
    1
    2
    M((
    S5-S3
    2T
    )2-(
    S2
    2T
    )2)
    ．（结果用题中已知物理量的字母表示） 

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2007?佛山二模）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
    （1）还需要补充的实验器材是
    天平；刻度尺；小木块
    天平；刻度尺；小木块
    ．
    （2）某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．要完成本实验，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式．
    （3）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
    mg（s4-s1）
    mg（s4-s1）
    ；该滑块动能改变量的表达式为△EK=
    1
    2
    M[(
    S5-S3
    2T
    )    2    -(
    S2
    2T
    )    2    ]
    1
    2
    M[(
    S5-S3
    2T
    )    2    -(
    S2
    2T
    )    2    ]
    ．（结果用题中已知物理量的字母表示）

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