某实验小组利用无线力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将无线力传感器和档光片固定在小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连，无线力传感器记录小车受

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某实验小组利用无线力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将无线力传感器和档光片固定在小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连，无线力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门传感器，用于测量小车的速度v₁和v₂，如图所示。在小车上放置砝码来改变小车质量，用不同的重物G来改变拉力的大小。

（1）实验主要步骤如下：
①测量小车和拉力传感器的总质量M₁。正确连接所需电路。调节导轨两端的旋钮改变导轨的倾斜度，用以平衡小车的摩擦力。将小车放置在导轨上，轻推小车，使之运动。可以通过判断小车正好做匀速运动。
②把细线的一端固定在力传感器上，另一端通过定滑轮与重物G相连；将小车停在点C，由静止开始释放小车，小车在细线拉动下运动，除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外，还应该记录的物理量为_________；
③改变小车的质量或重物的质量，重复②的操作。
（2）表格中M是M₁与小车中砝码质量之和，△E为动能变化量，F是拉力传感器的拉力，W是F在A、B间所做的功。表中的△E₃＝__________J，W₃＝_________J（结果保留三位有效数字）。

答案

（1）①小车经过两光电门的时间是否相等；②两光电门间的距离
（2）0.600；0.610

举一反三

光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接受装置．当有物体从a、b之间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示的装置设计一个“探究恒力做功与动能改变关系”的实验，图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的等厚长木板。将光电门固定在靠近木板滑轮一端的F点 (与之连接的光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板上的E点由静止释放，由光电门连接的计时器显示窄片K的挡光时间。

(1) 若已测得窄片的宽度为d，并用米尺测得E、F两点间距为L，且L>>d，与光电门连接的计时器显示的挡光时间为t，小车的质量为M，所挂的重物质量为m。则小车经过F点小车的动能表达式E_K= ；
(2) 如果研究对象是小车，请写出验证本实验的表达式是；如果研究对象是小车和重物这一整体，验证本实验的表达式应是。

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为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同的橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下：
a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……；
b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v₁、v₂、v₃……；
c．做出W-v图象；
d．分析W-v图象。如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v₂、W∝v₃、W∝

等关系。

（1）在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：。
（2）对于该实验，下列操作中属于实验要求的是。
A．小车每次都应从静止开始释放
B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力
C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v
D．必须测量出小车的质量

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气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下：

①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放，由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：

（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图所示，读得d＝______________m；

（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v＝______________；
（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是______________。

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（1）某同学用图示装置“探究功与物体速度变化的关系”。下列操作正确的是；

A．用同一根橡皮筋，每次从不同位置释放小车，可以得到不同的弹力做的功
B．实验时，橡皮筋每次拉伸的长度不必保持一致
C．将放小车的长木板倾斜的目的是让小车松手后运动得更快些
D．要使橡皮筋对小车做不同的功可以通过改变系在小车上的橡皮筋根数来达到
（2）下列4条纸带哪一条是该同学在实验中正确操作得到的纸带；

（3）若打点计时器连接电源的频率为50Hz，则根据所选纸带可知橡皮筋恢复原长时小车的速度为 m/s。

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某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．

(1) 实验主要步骤如下：
①测量________ 和拉力传感器的总质量M₁；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；
③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．
(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M₁与小车中砝码质量之和，|v²₂－v²₁|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE₃＝________，W₃＝________。(结果保留三位有效数字)
(3)根据下表，请在图中的方格纸上作出ΔE－W图线。

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