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。他们找到的实验器材还有：打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺

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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。他们找到的实验器材还有：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。将小车连接上纸带，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，分别算出这两点的速度。
①本实验要使系统受到的摩擦力的影响降到最小，需要平衡摩擦力，该同学应如何操作？
答：__________________________________________。
②本实验认为小车所受的合外力等于沙与桶的重力，则该控制的实验条件是什么？
答：__________________________________________。
（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，合外力对小车做的功W＝______________；该小车动能改变量的表达式ΔEk＝______________（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足______________，则动能定理得证。

答案

（1）①调节木板倾角，使小车恰能匀速下滑；②

（2）

，

举一反三

乙同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”探究的实验。

a．按图把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；
c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x₁、x₂、x₃……；
d．用配重受到的重力分别乘以x₁、x₂、x₃……，得到配重重力所做的功W₁、W₂、W₃……；（重力加速度g=9.80m／s²）
e．求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为v₁、v₂、v₃……，再求出它们的平方v₁²、v₂²、v₃²……；
f．用纵坐标表示速度的平方v²，横坐标表示配重重力所做的功W，作出v²-W图象，并在图象中描出（W₁，v₁²）坐标点，再连成图线。（以下计算保留到小数点后两位）
（1）在步骤d中，该同学测得x₄=40.00cm，则配重重力所做的功W_A=_____________J；
（2）该同学得到的v²-W图象如图所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度v₀=_____________m／s；
（3）小车的质量M=______________kg。

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某探究学习小组的同学欲以下图装置中的小车为研究对象验证“动量定理”，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。当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上钩码时，释放钩码，并使小车处于静止状态。要完成该项实验，则：

（1）还需要的实验器材有____________。
A．天平
B．刻度尺
C．秒表
D．游标卡尺
（2）实验时为了保证小车（质量为M）受到的合力与钩码的总重力（mg）大小基本相等，在满足m＜＜M的条件下，实验时首先要做的步骤是____________。
（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量小车的质量M及钩码的总质量m。让钩码带动小车加速运动，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A、B，如图所示测出S_A、S_B，已知交流电源的频率为f。则对小车，本实验最终要验证的数学表达式为___________（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）。

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科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系。
（1）某同学的实验设计方案如图所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下（已平衡摩擦力）还需要满足的条件是：____。

（2）下图是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是该同学确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。间距如图，则打C点时小车的速度为____；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有____。

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（1）某同学用如图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小实验误差，除了要求钩码的重力远小于小车的重力外，在实验中应该采取的必要措施是____。

（2）打点计时器使用50Hz的交流电。下图是钩码质量为0.03 kg时，实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O 及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置。

表：纸带的测量结果

（3）实验测得小车的质量为0.22 kg。此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023 J，小车的动能变化为__ J，这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”。

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关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是（）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．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

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