1．测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究功与速度变化的关系”实验要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：
A．实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；
B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．
请回答下列问题：
(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是_________________________________________________．
(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小______钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)．
解析：(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移．当滑块做匀速直线运动时，点痕的分布应该是等间距或均匀的．
(2)悬挂钩码，滑块匀速下滑时，根据滑块的平衡条件有mgsin θ－f－G码＝0，所以G码＝mgsin θ－f.当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块受到的合外力F合＝mgsin θ－f.显然，F合＝G码．
答案：(1)等间距(或均匀)的 (2)等于
2．某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．用1根橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2根、3根……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
(1)木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )
A．橡皮筋仍处于伸长状态
B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处
D．小车已超过两个铁钉的连线
(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(选填“A～F”或“F～I”)部分进行测量，速度大小为________m/s.
解析：(1)因为木板水平放置，故实验时没有平衡摩擦力．当小车的速度最大时，合力为0，即橡皮筋的拉力和摩擦力的合力为0，所以橡皮筋仍处于伸长状态，A正确，B错误；由此也可推知小车处于两铁钉连线的左方，C、D错误．
(2)小车的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度，此时小车做匀速直线运动，故应选F～I段．
速度大小v＝ m/s＝0.76 m/s.
答案：(1)A (2)F～I 0.76
3．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50 Hz.
(1)(多选)实验中木板略微倾斜，这样做________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s.
(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图________．
解析：(1)木板倾斜是为了消除摩擦力的影响，可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功，橡皮筋松弛后小车做匀速运动．
(2)小车的速度应从匀速运动部分取纸带，可得小车获得的速度为2.0 m/s.
(3)根据W＝mv2，可知C正确．
答案：(1)C、D (2)2.0 (3)C
4.某实验小组的同学采用如图所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．下图是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图所示．已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：
(1)打B点时，小车的瞬时速度vB＝________m/s(结果保留两位有效数字)．
(2)(多选)实验中，该小组的同学画出小车位移l与速度v的关系图象如图所示．根据该图线形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是________(填写选项字母代号)．
A．W∝v2 B．W∝v
C．W∝ D．W∝v3
(3)本实验中，若钩码下落高度为h1时，合力对小车所做的功为W0，则当钩码下落h2时，合力对小车所做的功为________(用h1、h2、W0表示)．
解析：(1)vB＝＝ m/s＝0.80 m/s.
(2)由题图知，位移与速度的关系图象很像抛物线，所以可能l∝v2或l∝v3，又因为W＝Fl，F恒定不变，故W∝v2或W∝v3，A、D正确，B、C错误．
(3)设合力为F，由W0＝Fh1，得F＝，所以当钩码下落h2时W＝Fh2＝W0.
答案：(1)0.80 (2)BC (3)W0
5．利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．
图甲
(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到__________________________________．
(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示，选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1＝________m/s.
图乙
(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，g取9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力对小车做的功W.利用Ek＝Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量ΔEk.计算结果见下表．
W/×10－3J
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
ΔEk/×10－3J
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据，在方格纸上作出ΔEk-W图象．
(4)实验结果表明，ΔEk总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F＝__________________________________N.
解析：(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到小车做匀速直线运动，即纸带上的点迹等距均匀．
(2)v1＝×10－2 m/s＝0.228 m/s.
(3)如图所示．
(4)对钩码有mg－F＝ma，
a＝×10－2 m/s2，联立解得F＝0.093 N.
答案：(1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)见解析图 (4)0.093
课件25张PPT。第七章 机械能守恒定律
