第四章機(jī)械能和能源第三節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系第1課時(shí)實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理1．在探究功與物體速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的W－v圖象，下列符合實(shí)際的是()解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究知道W∝v2，故W－v圖象應(yīng)是開口向上的拋物線的一部分，故B對(duì)，A、C、D都錯(cuò)．答案：B2．利用重錘下落探究外力做功與物體動(dòng)能變化實(shí)驗(yàn)中，下面敘述正確的是()A．應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量B．應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰、特別是第一點(diǎn)沒有拉成長(zhǎng)條的紙帶C．操作時(shí)應(yīng)先放紙帶再通電D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4～6V的直流電源上解析：因?yàn)橐涗浿劐N自由下落的情況，所以操作時(shí)應(yīng)先通電再放紙帶，且用交流電源，因求證mgh＝eq\f(1,2)mv2，故不需要稱物體的質(zhì)量．答案：B3．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．將紙帶固定在重物上，紙帶穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．先用手提著紙帶，使重物靠近計(jì)時(shí)器并靜止．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，得到的紙帶如圖乙所示．O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理：取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)的速度分別為vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s.圖甲圖乙根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2?解析：設(shè)由O到A的過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為W，那么由O到B過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為2W.由O到C過(guò)程中，重力對(duì)重物所做的功為3W.由計(jì)算可知veq\o\al(2,A)＝1.44×102m2/s2，veq\o\al(2,B)＝2.89×10－2m2/s2，veq\o\al(2,C)＝4.41×102m2/s2，eq\f(veq\o\al(2,B),veq\o\al(2,A))≈2，eq\f(veq\o\al(2,C),veq\o\al(2,A))≈3，即veq\o\al(2,B)≈2veq\o\al(2,A)，veq\o\al(2,C)≈3veq\o\al(2,A).由以上數(shù)據(jù)可以判定W∝v2是正確的，也可以根據(jù)W－v2的圖線來(lái)判斷(如圖所示)．答案：能判斷4．在用自由落體運(yùn)動(dòng)探究外力做功與動(dòng)能關(guān)系時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中(單位cm)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80m/s2(1)這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是________．(2)該同學(xué)用重物在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)探究?jī)烧咧g的關(guān)系，先計(jì)算出該段時(shí)間重力做的功為：________，接著從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起，圖中的B點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)，他用vB＝gt計(jì)算B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量為________(均保留三位有效數(shù)字)．這樣他發(fā)現(xiàn)重力做的功________(填“大于”或“小于”)動(dòng)能的增加量，造成這一錯(cuò)誤結(jié)論的原因是_________________________________________________________.解析：從有效數(shù)字的位數(shù)上不難得出15.7不符合有效數(shù)字的讀數(shù)要求．(2)重力做的功為：WG＝mghOB＝m×9.80×12.42×10－2≈1.22mvB＝gt＝9.80×0.16m/s＝1.568m動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)m×1.5682≈1.23m.ΔEk>WG，造成這一現(xiàn)象的原因是計(jì)算重物速度時(shí)，認(rèn)為重物下落加速度為g，而實(shí)際由于重物下落過(guò)程中受到空氣阻力作用，故重物的加速度小于g，將重物的速度算大了．應(yīng)該用AC段的平均速度計(jì)算，即vB＝eq\f(AC,2T)(T＝0.02s)．答案：(1)15.7(2)1.22m小于認(rèn)為重力加速度為g5．在“探究恒力做功和物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖所示，該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為此，實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)，還需要滿足的條件是_____________________________________________________.(2)如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是該同學(xué)確定的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，距離如圖所示．則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為______________________，要驗(yàn)證合外力的功與速度變化的關(guān)系，除位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有________．解析：(1)只有當(dāng)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力時(shí)，才能近似地認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力．(2)C點(diǎn)的速度等于BD段的平均速度，故vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T).要探究合外力做的功和速度變化間的關(guān)系，需要測(cè)出小車受到的拉力大小(鉤碼的重力)和小車位移，所以除位移、速度外，還需要測(cè)出鉤碼的重力．答案：(1)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力(2)eq\f(Δx2＋Δx3,2T)鉤碼的重力沁園春·雪<毛澤東>北國(guó)風(fēng)光，千里冰封，萬(wàn)里雪飄。望長(zhǎng)城內(nèi)外，惟