探究动能定理 知识点题库

在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图1所示的实验装置．

某实验小组探究合外力做功和动能变化的关系，他们将宽度一定的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B位置时的遮光时间，小车中可以放置砝码．

某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①摆好实验装置如图所示．

②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．

③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上．

④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．

某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理“的实验．在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量m=1.00kg的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且0为开始打出的第一点，0A之间有若干点未标出，相邻计数数点的时间间隔为0.02s，重力加速度g取9.80m/s² ．

为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细砂．他们称量滑块的质量为 M、细砂和小桶的总质量为 m．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小桶时，滑块处于静止状态．要完成该实验，则：

图乙是验证合外力的功与速度变化间的关系某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙所示，则打B点时小车的速度为。

在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确 甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图线，即 图，如图甲所示，并由此图线直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即 图，如图乙所示，并由此图线也直接得出“功与速度的平方一定成正比”的结论 关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是 　　

关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（       ）

如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m₀ ， 挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验如图1，图中小车是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W．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，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．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．

某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间。实验步骤是：

①用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m。

②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q₁ ， 用刻度尺测出Q₁到水平面的高度H。

③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q₂上。用刻度尺量出Q₁Q₂的距离h₁ ， 将滑块从Q₂位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t₁。

④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。

Ⅰ.滑块沿长木板由Q₂运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g)：

探究合力做功和物体动能变化关系实验中，设计方案如图甲所示．则：

如图所示为某物理实验小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，（说明：实验中橡皮筋型号相同）

某实验小组要探究“功与物体速度变化的关系”，实验装置如图所示.

实验主要步骤如下：

①实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，接通电源，轻推小车，小车运动稳定后，得到的纸带应该是如图的（填“甲”或“乙”）；

②使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程中橡皮筋对小车做的功记为W；

③再分别改用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次从同一位置由静止释放小车，使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；

④分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v₁、v₂、v₃、…。如图所示是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的（填“AG”或“GJ”）部分进行测量；

⑤根据实验数据，作出W－v图象，下列符合实际的图象是.

如图为“验证动能定理”的实验装置，用拉力传感器记录小车受到拉力 的大小，在长木板上相距适当距离的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速率，要求拉力传感器的示数即为小车所受的合外力。

 

某同学在物理课上开展了“探究恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验探究。

某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等，组装的实验装置如图所示。

图甲是某同学“验证动能定理”的实验装置．其步骤如图：

A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。

B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M。

C．取下细绳和易拉罐，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙（中间部分未画出），O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g。

某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v_B=m/s，打出P点时小车的速度大小v_P=m/s（结果均保留2位小数）。

若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为。

利用气垫导轨和光电门验证动能定理，实验装置如图。