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2．學習用打點計時器測定即時速度和加速度. [實驗原理] 【查看更多】

某學習小組采用如圖甲所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，小車運動中所受阻力f已提前測得．
①某次實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，通過正確的方法得出了打1、2兩點時小車的速度大小分別為v₁、v₂，兩點間的距離為L，設小車的質量為M，小桶和砝碼的總質量為m，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，合外力的功為W_合=mgL-fL，動能增量為△Ek=

1

2

M(

v

2

-

v

2

1

)，經多次實驗后，他發現W_合總是大于△E_k，你認為產生這種誤差的原因是

小桶和砝碼的總重力mg大于輕細繩的拉力F，即W_合=mgL-fL偏大

；
②為了減小或消除以上誤差，同學們提出了以下四種改進方案，你認為有效的是

ACD

（填選項字母）．

A．使小桶和砝碼的總質量m遠小于小車的質量M
B．換用水平氣墊導軌結合光電計時器做實驗，驗證mgL是否等于

1

2

M(

v

2

-

v

2

1

)
C．設法得出輕細繩的拉力T，驗證TL-fL是否等于

1

2

M(

v

2

-

v

2

1

)
D．研究小車、小桶及砝碼組成的系統，驗證mgL-fL是否等于

1

2

(M+m)(

v

2

-

v

2

1

)．

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某學習小組采用如圖甲所示的實驗裝置驗證動能定理，小車運動過程中所受的阻力F_f已知，實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做勻加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，通過正確的方法測出紙帶上1、2兩點的速度為v₁、v₂，1、2兩點間的距離為L，小車的質量為m_o及小桶和砝碼的總質量m后，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，它的合外力的功為W_合﹦mgL-F_fL，動能增加量為△E_k﹦

1

2

m0(

v

2

-

v

2

1

)，比較兩者的大小即可驗證結論．

（1）實驗中用小桶和砝碼的總重力mg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是

．
（2）在滿足上述（1）的條件下經過多次實驗，發現W_合仍然總是稍大于△E_k，請你提出一種消除上述誤差的方法

，這種方法驗證動能定理的表達式為：

．

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某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗，裝置如圖所示，打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz．

①實驗操作中需平衡小車受到的摩擦力，其最根本的目的是______
A．防止小車不能被橡皮筋拉動
B．保證橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功
C．便于小車獲得較大的彈射速度
D．防止紙帶上打點不清晰
②關于橡皮筋做功，下列說法正確的是______
A．橡皮筋做功的具體值可以直接測量
B．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功
C．通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整數倍增加
D．若橡皮筋伸長量變為原來的2倍，則橡皮筋做功也增加為原來的2倍
③下圖是某同學在正確實驗過程中得到的一條紙帶，相鄰的兩個讀數點間還有一個點沒有畫出來，A、B、C、D、E、F各點到O點的距離分別為：1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，則由紙帶可知本次實驗中小車獲得的速度為______m/s．

④實驗中，甲、乙兩位同學的實驗操作均正確．甲同學根據實驗數據作出了功與速度的關系圖線，即W-v圖，如圖甲，并由此圖線得出“功與速度的二次方一定成正比”的結論．乙同學根據實驗數據作出了功與速度的二次方的關系圖線，即W-v²圖，如圖乙，并由此也得出“功與速度的二次方一定成正比”的結論．關于甲、乙兩位同學的分析，正確的是______

A．甲的分析不正確，乙的分析正確
B．甲的分析正確，乙的分析不正確
C．甲和乙的分析都正確
D．甲和乙的分析都不正確．

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某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗，裝置如圖所示，打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz．
①實驗操作中需平衡小車受到的摩擦力，其最根本的目的是______
A．防止小車不能被橡皮筋拉動
B．保證橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功
C．便于小車獲得較大的彈射速度
D．防止紙帶上打點不清晰
②關于橡皮筋做功，下列說法正確的是______
A．橡皮筋做功的具體值可以直接測量
B．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功
C．通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整數倍增加
D．若橡皮筋伸長量變為原來的2倍，則橡皮筋做功也增加為原來的2倍
③下圖是某同學在正確實驗過程中得到的一條紙帶，相鄰的兩個讀數點間還有一個點沒有畫出來，A、B、C、D、E、F各點到O點的距離分別為：1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，則由紙帶可知本次實驗中小車獲得的速度為______m/s．

④實驗中，甲、乙兩位同學的實驗操作均正確．甲同學根據實驗數據作出了功與速度的關系圖線，即W-v圖，如圖甲，并由此圖線得出“功與速度的二次方一定成正比”的結論．乙同學根據實驗數據作出了功與速度的二次方的關系圖線，即W-v²圖，如圖乙，并由此也得出“功與速度的二次方一定成正比”的結論．關于甲、乙兩位同學的分析，正確的是______
A．甲的分析不正確，乙的分析正確
B．甲的分析正確，乙的分析不正確
C．甲和乙的分析都正確
D．甲和乙的分析都不正確．

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某探究學習小組的同學欲驗證動能定理，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的沙桶時，釋放沙桶，滑塊處于靜止狀態．
（1）你認為還需要的實驗器材有

．
（2）實驗時為了保證滑塊受到的拉力就是沙桶的總重力，應滿足

，此外實驗前必須完成的步驟是

．
（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量為M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時細沙和沙桶的總質量為m．讓沙桶帶動滑塊加速運動．用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂（v₁＜v₂）．則本實驗最終要驗證的數學表達式為

．（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）
（4）實驗時同學們發現滑塊受到的拉力做的功小于滑塊動能的變化，且差異較大．你覺得可能的原因是

．（答一條即可）

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