2
M?x22－x1?
[答案] (1)AD (2)刻度尺、天平 (3)mgx＝ 2
32T 数据处理与分析
1．数据处理
(1)求小车的速度：选取纸带上点迹均匀的一段，测出两点间的距离x，则v＝。 (2)实验数据处理：以一根橡皮筋做的功W为单位，在坐标纸上画出W-v和W-v图象，根据图象得出W∝v。
2．误差分析
(1)由于橡皮筋的差异，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。 (2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大。
(3)利用打上点的纸带上的数据计算小车的速度时，数据测量不准带来误差。 [题组训练]
1．某同学用图甲所示装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验。平衡摩擦力后，通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F。实验时小车的质量为0.390 kg，小车受到细绳的拉力为0.40 N。回答下列问题：(计算结果保留三位有效数字)
2
2
xt
甲
乙
(1)小车从O到E，合力做的功W＝________J；动能变化量ΔEk＝________J。 (2)实验中该同学发现W略大于ΔEk，其主要原因是_________ _______________________________________(写出一条即可)。 [解析] (1)合力做的功W＝FxOE＝0.4×46.9×10 J≈0.188 J；
121??57.00－37.80?×10－2? J－0≈0.180 J。
动能的变化量ΔEk＝mvE－0＝×0.390× ??2×0.122??(2)虽然平衡了摩擦力，但是每次运动中空气或纸带的阻力做负功，所以W略大于ΔEk。
2
－2
[答案] (1)0.188 0.180 (2)小车受到空气阻力的作用(纸带阻力等)
2．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。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50 Hz。
甲
乙 丙
(1)为了消除小车运动过程中所受摩擦力的影响，调整时应将木板________(选填“左”或“右”)端适当垫高以平衡摩擦力。
(2)实验中，某同学打出的一段纸带如图乙所示，相邻两计时点间距离依次为AB＝3.50 cm、BC＝3.80 cm、CD＝DE＝EF＝FG＝GH＝4.00 cm，则匀速运动的速度v＝________m/s。
(3)根据多次测量的数据，画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动的速度v的关系如图丙所示，根据图线形状猜想，W与v的关系可能为________。
A．W∝v C．W∝v
2
B．W∝v D．W∝v
3
－1
(4)改变橡皮筋的根数，若实验中的所有操作和数据处理均无错误，则绘出的图线(图中Δv＝v－0，将一根橡皮筋对小车做的功记为1)应为过原点的一条直线，但根据实验结果得到的图线如图所示，造成这一偏差的原因是____________________________________。
2
2
[解析] (1)小车是向右边弹出，平衡摩擦力时应该将左端垫高使重力沿斜面向下的分力与沿斜面向上的摩擦力平衡。
CH(2)由题目给的数据可知小车从C点到H点做匀速运动，则v＝
n5T＝2 m/s。
(3)图丙中图线的形状与函数y＝x(n＝2,3,4…)的图象吻合，故选项C、D正确。 (4)从图象截距可看出合外力不做功时，小车仍然会有速度，这表明平衡摩擦力过度。 [答案] (1)左 (2)2 (3)CD (4)平衡摩擦力过度
实验拓展与创新
在高考中，本实验易和其他力学知识结合考查，出题方式灵活，往往在教材实验基础上创设新情境。因此，要在夯实教材实验的基础上注重迁移创新能力的培养，善于用教材中的实验原理、方法和技巧处理新问题。本实验创新点体现在以下几方面：
实验原理的创新 1.实验方案的改进：本实验是把探究功和动能变化关系的实验拓展为在轻弹簧不同形变量情况下物体的动能不同来探究弹性势能与形变量的关系。 2.实验器材的改进：将橡皮筋改为弹簧。 实验器材的创新 1.利用光电门和遮光片的宽度确定小车经过A、B两点的速度。 2.小车匀速运动时，砝码盘和砝码所受的重力即为不挂砝码盘时小车所受的合外力。 实验过程的创新 1.小球从O点平抛的初速度由下落高度y和水平位移x决定。 2.小球从不同高度下滑，平抛的水平位移不同，作出对应关系图线(直线)。 [题组训练] 1．(2016·全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：
轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
图(a)
(1)实验中涉及下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________________(填入代表步骤的序号)。
(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s。比较两纸带可知，________(选填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。
图(b)
[解析] (1)实验时首先向左推物块使弹簧压缩，测量出弹簧压缩量，然后把纸带向左拉直，先接通打点计时器电源，待打点稳定后，再松手释放物块，故正确的操作顺序是④①③②。
(2)物块脱离弹簧后将在光滑水平桌面上做匀速直线运动，由M纸带可知物块脱离弹簧
x?2.58＋2.57?×10－2时的速度v＝＝ m/s≈1.29 m/s。比较M、L两纸带，物块脱离弹簧后
t2×0.02
在相同时间内的位移M的比L的大，则M纸带对应的那次实验中物块在脱离弹簧后的速度大，即M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。
[答案] (1)④①③② (2)1.29 M
2．某同学利用如图甲所示的装置探究动能定理。固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x。
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