思維方法
1．實驗需要測量合外力的功，要明確這個合外力是由誰提供的，是否需要平衡摩擦力．
2．實驗中速度的測量方法有：光電門、打點(diǎn)計時器、速度傳感器、平拋運(yùn)動等．
3．往往用圖象法分析處理數(shù)據(jù)．
1．[2022·福建福州市質(zhì)檢]用如圖1所示的甲、乙兩種裝置都可以進(jìn)行“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實驗．
(1)如圖2所示，a、b是兩個實驗中打出的紙帶的一部分，A、B、C、…、G是紙帶上標(biāo)出的計數(shù)點(diǎn)，每兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)未畫出．其中圖________(填“a”或“b”)所示的是用乙裝置的實驗紙帶．用甲裝置實驗時打下F點(diǎn)的瞬時速度v＝________m/s(保留2位有效數(shù)字).
(2)在用乙裝置進(jìn)行的實驗中，平衡阻力后，小車與橡皮筋組成的系統(tǒng)在橡皮筋恢復(fù)形變前機(jī)械能________(填“守恒”或“不守恒”).
2．某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置探究恒力做功與小車動能變化的關(guān)系．實驗中用沙和沙桶的總重力表示小車所受合力．
圖1
(1)下列實驗操作正確的是________(填選項前的字母).
A．實驗所用電源可以是干電池
B．沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C．平衡摩擦力時，應(yīng)掛上空沙桶，逐漸抬高木板，直到小車能勻速下滑
D．實驗時，應(yīng)先啟動打點(diǎn)計時器，后釋放小車
(2)圖2為實驗得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點(diǎn)，D點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為________cm.已知電源頻率為50 Hz，則打點(diǎn)計時器在打D點(diǎn)時紙帶的速度v＝________m/s(保留三位有效數(shù)字).
圖2
(3)該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了小車動能變化ΔEk與合力對小車所做的功W的關(guān)系圖象，由于實驗前遺漏了平衡摩擦力這一關(guān)鍵步驟，他得到的圖象應(yīng)該是圖3中的________(填選項字母).
圖3
第43練 實驗：探究動能定理
1．答案：（1）a 0.28 （2）不守恒
解析：（1）甲圖裝置是恒力拉動小車做勻加速直線運(yùn)動，體現(xiàn)相等時間內(nèi)的位移差恒定，對應(yīng)紙帶b，乙裝置是橡皮筋的彈力拉動小車，是逐漸減小的彈力作用，小車應(yīng)先做變加速直線運(yùn)動后做勻速直線運(yùn)動，對應(yīng)紙帶a；
甲裝置對應(yīng)紙帶b，相鄰計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出，則時間間隔為
T＝0.02×5 s＝0.1 s
由勻變速直線運(yùn)動的推論，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，有
vF＝ eq \f(xEG,2T) ＝ eq \f(（2.60＋3.00）×10－2,2×0.1) m/s＝0.28 m/s
（2）小車與橡皮筋組成的系統(tǒng)有重力做正功，橡皮筋的彈力做正功，摩擦力做負(fù)功，則即使平衡了摩擦力，依然有除重力和彈力之外的摩擦力做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒．
2．答案：（1）BD （2）2.00 0.475 （3）B
解析：（1）打點(diǎn)計時器使用的是交流電源，故A錯誤．為了能用沙和沙桶的總重力所做的功表示小車受拉力做的功，即繩子的拉力要等于沙和沙桶的總重力，則小車的質(zhì)量M要遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量m，故B正確．平衡摩擦力時，不掛空沙桶，逐漸抬高木板，輕推小車，直到小車能勻速下滑，故C錯誤．實驗時，應(yīng)先啟動打點(diǎn)計時器，待打點(diǎn)計時器穩(wěn)定工作后再釋放小車，故D正確．
（2）由直尺上的讀數(shù)可得D、A間的距離為xAD＝2.50 cm－0.50 cm＝2.00 cm.打下D點(diǎn)時的速度恰好等于打下C到E的平均速度，所以打下D點(diǎn)時的速度為vD＝ eq \f(（3.55－1.65）×10－2,2×0.02) m/s＝0.475 m/s.
（3）該同學(xué)沒有平衡摩擦力，由動能定理得ΔEk＝W－Ffx，當(dāng)W＝0時，ΔEk＝－Ffx

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