Question

（1）關(guān)于“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是

D

A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平
D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（2）在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A．打點(diǎn)計時器；B．天平；C秒表；D．低壓交流電源；E．電池； F．紙帶；G．細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H．薄木板．
①其中多余的器材是

CE

，缺少的器材是

毫米刻度尺

．
②測量時間的工具是

打點(diǎn)計時器

；測量質(zhì)量的工具是

天平

．
③如圖實(shí)所示是打點(diǎn)計時器打出的小車（質(zhì)量為m）在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動的紙帶．測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T．請分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請寫出需驗(yàn)證的表達(dá)式

F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

Answer 1

分析：本實(shí)驗(yàn)直接去測量一個做變速運(yùn)動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實(shí)驗(yàn)時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，再加上打點(diǎn)計時器測出小車獲得的最大速度即動能可求．

解答：解：（1）A、B：我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，這是一個非常精妙的設(shè)計．直接去測量一個正做變速運(yùn)動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實(shí)驗(yàn)時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．所以我們不用直接測量功的數(shù)值，即A錯誤、B錯誤．
C：為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當(dāng)?shù)膬A斜．所以C錯誤．
D：根據(jù)打點(diǎn)計時器的使用規(guī)，先接通電源，讓打點(diǎn)計時器工作后釋放小車，則D正確．
故選D
（2）①計算小車速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表．打點(diǎn)計時器應(yīng)使用低壓交流電源，
故多余的器材是C、E．
測量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．
②測量時間的工具是打點(diǎn)計時器，測量質(zhì)量的工具是天平．
③能．從A到B的過程中，恒力做的功為W_AB=Fx_AB
物體動能的變化量為
E_kB-E_kA=

1

2

mv_B²-

1

2

mv_A²=

1

2

m（

xB

2T

）²-

1

2

m（

xA

2T

）²=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

只要驗(yàn)證：F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

即可．
優(yōu)點(diǎn)：A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測量時的相對誤差較��；
缺點(diǎn)：只進(jìn)行了一次測量驗(yàn)證，說服力不強(qiáng)．
故答案為：（1）D；（2）①CE；毫米刻度尺；②打點(diǎn)計時器；天平；③能；F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

點(diǎn)評：本實(shí)驗(yàn)當(dāng)中關(guān)鍵的是如何實(shí)現(xiàn)讓功成倍的增加，如何測到小車獲得的最大速度．橡皮筋拉動小車的設(shè)計巧妙地解決了這個問題，選項(xiàng)中涉及到實(shí)驗(yàn)的幾個細(xì)節(jié)，是一道易錯題．