第4讲 机械能实验专题

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1、第4讲机械能整章实验专题机械能整章实验有两个要点：1.探究做功与与速度变化的关系2.验证机械能守恒定律（在探究弹性势能相关的方法方面也会涉及）◎第一部分：典例分析探究功与速度变化关系橡皮筋小车打点计时器【例1】（08期末）某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。（1）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外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动【解析】木板略微倾斜目的是使小车重力沿斜面方向的分力可以平衡摩擦

2、力。只选项里面没有这一项。那就要考虑平衡了摩擦力以后有什么效果。重力做功克服了摩擦力的负功，那就只有橡皮筋力一个力做功，橡皮筋力就等于合外力。C正确。如果橡皮筋松弛了，没有了橡皮筋力，小车做匀速运动。D也正确。选CD3.954.004.004.003.803.50第4次cm（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，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小车。把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，……；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次实验的纸带（如图所示）求得

3、小车获得的速度为m/s。【解析】橡皮筋对小车做功后，小车就获得了速度。只有当橡皮筋松弛了不对小车做功了，小车最终获得速度之后应做匀速直线运动。在纸带上找到做匀速直线运动的一段。V=x/t=2m/sWvO（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的关系作出猜想肯定不正确的是。A．B．C．D．【解析】AB（4）如果W∝v2的猜想是正确的，则画出的W－v2图象应是。【解析】过原点的一条直线8【例2】在用图所示装置做“探究功与速度变化关系”的实验时，下列说法正确的是（）A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C．

4、通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度【思路点拨】实验通过增加像皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功成倍增加，故A正确，B错误。小车的速度对应的是橡皮筋对小车做功完毕时的情形，故C正确，D错误。【答案】AC举一反三：关于“探究功与速度变化关系”的关系实验中，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．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出【解析】D本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，

5、只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确。【例3】某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小

6、车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，，，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。（2）图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，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、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1中的相应位置。（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，做正功，做负功。（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中），根据图线可获得的结论是。要验证“动能定理”，还需测量的物理量是摩擦力和。8【思路点拨】（1）使用打

7、点计时器要先开电源，并且打点计时器指针振动稳定时再松开纸带才能打出所需要的理想的点，同时打出的点才足够多，满足实验的要求，实验完毕要及时关闭电源。（2）从图中的标尺上可读出C点对应的刻度为6.10cm，C点离O点的距离为（6.10－1.00）cm=5.10cm，其m/s=0.49m/s。（3）系统在运动过程中，钩码的重力与运动方向同向，而摩擦力与运动方向始终相反，因此可确定钩码受的重力做正功、摩擦力做负功。（4）图线是过原点的直线，说明，根据动能定理应有：（其中为钩码