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实验：探究功与速度变化的关系
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有位同学设计了一个实验，用来验证在外力作用下物体做加速运动时，动能的改变量等于合外力所做的功．如图，他使用的实验仪器有．电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
有位同学设计了一个实验，用来验证在外力作用下物体做加速运动时，动能的改变量等于合外力所做的功．如图，他使用的实验仪器有．电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、天平（图中未画出）、带定滑轮的木板（长约1米）、细线、砝码盘、砝码等．
该同学操作如下．
（1）用天平测出木块的质量m．把器材按图安装好．纸带固定在木块中间的方孔内．
（2）把木块放在打点计时器附近，用手按住，往砝码盘中加砝码，再放开木块，让它做加速运动．然后接通打点计时器电源，让它工作．当木块到达定滑轮处时，断开电源．
（3）取下纸带，并在纸带上做了如下图的标记，然后进行数据处理．
请回答下列问题．
（1）该同学操作过程中有一处明显的不当之处，请更正：______．
（2）利用测得的木块质量m、交流电源的周期T、纸带上标示的位移S
A
，S
B
，S
C
．
①请你写出木块在加速阶段所受合外力的表达式：______；
②请写出验证动能定理的方法：______．
（3）在上述试验中，如果对该同学选择的仪器和做法做一些更改，则可以直接将砝码及砝码盘的重力，作为研究对象所受到的 合外力．为达到这个目的，你认为应该怎样做______．
◎ 答案
（1）从纸带的有效利用和操作方便角度考虑应该先接通电源，再释放纸带；
故答案为：应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再放开木块．
（2）小车做匀变速直线运动，纸带上任意一点的速度等于该点前后相邻两点间的平均速度，故A的速度为
S
A
4T
，B点速度为
S
B
4T
；
故加速度为
a=
v
B
-
v
A
8T
=
S
B
-
S
A
32
T
2
根据牛顿第二定律，有
F
合
=ma=m
S
B
-
S
A
32
T
2
由
F
合
×
S
AB
=
1
2
m
v
2B
-
1
2
m
v
2A
，可知：
在误差允许范围内，只要验证S
AB
=S
A
+S
B
是否成立即可．
（3）木块受到的摩擦力较大，可以换成小车，小车受到重力、支持力、拉力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要用重力的下滑分量平衡摩擦力；要使拉力近似等于砝码及砝码盘的总重力，应该使砝码及砝码盘的总重力远小于小车的质量；
故答案为：将木块换成带轮小车以减少摩擦；垫起木板一端利用小车的下滑力平衡摩擦力；保证砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“有位同学设计了一个实验，用来验证在外力作用下物体做加速运动时，动能的改变量等于合外力所做的功．如图，他使用的实验仪器有．电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、…”主要考查了你对 【实验：探究功与速度变化的关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/357428.html
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