试验探究动能定理

第五章实验五1．(2017 ·北京卷 )如图 1 所示，用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。 导学号21992385(1) 打点计时器使用的电源是__B__( 选填选项前的字母)。A ．直流电源B．交流电源(2) 实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确操作方法是__A__( 选填选项前的字母)。A ．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且 __B__( 选填选项前的字母)的情况下， 轻推一下小车。 若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A ．计时器不打点B．计时器打点(3) 接通电源， 释放小车， 打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C⋯⋯若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得 A、B、C⋯⋯各点到O 点的距离为x1、x2、x3⋯⋯，如图2 所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打 O 点打 B点的过程中，拉力对小车做的功W＝__mgx2__，打 B 点时小车的速度v＝x3－x12T。(4) 以 v2 为纵坐标， W 为横坐标，利用实验数据做如图3 所示的 v2－ W 图象。由此图象可得 v2 随 W 变化的表达式为__v2＝4.7W，(4.5W～5.0W 均认为正确 )__。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2 这个因子； 分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是 __质量 __。(5) 假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4 中正确反映v2－W 关系的是 __A__。[解析 ](1) 打点计时器使用的电源是交流电源，故选B。(2)实验中，平衡摩擦力和其它阻力时，应先不挂重物，把长木板右端适当垫高，在小车后面挂上纸带，接通电源，在打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，给小车一个初速度，若小车拖着纸带做匀速运动，则表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。(3) 实验中，可认为小车所受的拉力F 大小为 mg，从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功W＝Fx2＝mgx2。在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故v B＝xAC2T ＝x3－x12T。(4) 由题图 3 可知，v2＝ kW，斜率 k＝v2W，其单位为 m2·s－ 2·J－1。又 1J＝1N· m,1 N＝1kg·m· s－2，故 1J＝1 kg ·m2·s－2，故 J－1＝kg－ 1·m－ 2·s2...