第1.(单选)在“探究动能定理”实验中，某同学是用下面的方法和器材进行实验的：放在长木板上的小车，由静止开始在几条完全相同的橡皮筋作用下沿木板运动，小车拉动固定在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器.关于这一实验，下列说法错误的是( )
A.长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力
B.重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同
C.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算
D.利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最均匀的部分进行计算
【答案】C
【解析】在本题的实验中，由于小车在运动中受到阻力(摩擦力和纸带的阻力)，所以要使长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力，重复实验时，为了使橡皮筋对小车所做的功与它的条数成正比，所以用到橡皮筋的条数虽然不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同，利用纸带上的点计算小车的速度时，由于要计算的是小车脱离橡皮筋后匀速运动的速度，所以应选用纸带上打点最均匀的部分进行计算，故选项A、B、D是正确的，应选C.
2.(单选)如图K5-5-1所示，在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法正确的是( )
图K5-5-1
A.橡皮筋做的功可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D.把橡皮筋拉伸为原来的2倍，橡皮筋做的功也增加为原来的2倍
【答案】B
【解析】橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功，故选项A、C错误，B正确.橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的2倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，故选项D错误.
3.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”实验中备有下列器材：
A.打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细线、砝码、小车、砝码盘;H.薄木板.
(1)其中多余的器材是________(填对应字母)，缺少的器材是________.
(2)测量时间的工具是________;测量质量的工具是________.(填对应字母)
(3)如图K5-5-2所示是小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动时打点计时器打出的纸带.测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.利用这些数据能否验证动能定理?若不能，请说明理由;若能，请说出做法，并对这种做法作出评价.
图K5-5-2
【答案】(1)C、E 毫米刻度尺 (2)A B (3)见解析
【解析】(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表.打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C、E.测量点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺.
(2)测量时间的工具是A打点计时器，测量质量的工具是B天平.
(3)能 从A到B的过程中，恒力做的功WAB=FxAB，物体动能的变化量
EkB-EkA=mv-mv=m2-m2=m.
只要验证FxAB=m即可.
优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小;
缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强.
4.(2015年三门峡模拟)某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如图K5-5-3所示的实验装置.
图K5-5-3
(1)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是________________________________________________________________________.
(2)如图K5-5-4所示，游标卡尺测得遮光条的宽度Δd=________cm.实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定.现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为Δt，则滑块最后匀速运动的速度表达式为________(用字母表示).
图K5-5-4
(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度.则画出的W-v2图象应是________.
【答案】(1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动;或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速运动
(2)0.550 (3)过坐标原点的一条倾斜直线
【解析】(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动).
(2)Δd=5 mm+0.05 mm×10=5.50 mm=0.550 cm
滑块匀速运动的速度v=.
(3)由动能定理可知，W=mv2，故画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线.
5.兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：W∝v，W∝v2，W∝.他们的实验装置如图K5-5-5甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议.
图K5-5-5
(1)请你简要说明为什么不需要测出物体的质量.
________________________________________________________________________
(2)让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4、…，读出小球每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、…，并绘制了如图K5-5-5乙所示的L-v图象.若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该怎么做?
________________________________________________________________________
(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么?
【答案】(1)因为对物体做的功W与物体初始位置到测速器的距离L成正比 (2)下一步应该绘制L-v2图象 (3)不会 摩擦力和重力的合力对物体做功也与距离L成正比
【解析】(1)实验中物体沿斜面下滑，力对物体做功是恒力做功，其大小W正比于物体初始位置到测速器的距离.
(2)L-v图象是曲线，应采用“化曲为直”的思想，由动能定理知Wv2，故Lv2，所以可画L-v2图象直观反映L-v关系.
(3)摩擦力与重力的合力为恒力，WL，故不影响.
6.(2015年上饶二模)某实验小组利用如图K5-5-6甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码.
图K5-5-6
实验主要步骤如下：
(1)实验前应将木板左端略微抬高，这样做的目的是_______________________________;
(2)如图K5-5-6乙所示，用游标卡尺测量挡光片的宽度d=_________mm，再用刻度尺量得A、B之间的距离为L;
(3)将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车及小车中砝码的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2，则可以探究小车通过A、B过程中合外力做功与动能的变化的关系，已知重力加速度为g，探究结果的表达式是__________________.(用相应的字母m、M、t1、t2、L、d表示);
(4)在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复③的操作.
【答案】(1)平衡小车所受到的摩擦力 (2)5.50
(3)mgL=Md2(-)
【解析】(1)木板略微倾斜的目的是平衡摩擦力，小车受到的拉力等于其合力，细线的拉力对小车做的功等于合力对小车做的功;
(2)游标卡尺的读数先读出主尺的刻度数：5 mm，游标尺的刻度第10个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为：0.05×10 m=0.50 mm，总读数为：5 mm+0.50 mm=5.50 mm;
(3)小车通过A时的速度：vA=，小车通过B时的速度：vB=;
则小车通过A、B过程中动能的变化量
ΔE=Mv-Mv=Md2(-);
砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，由动能定理得：
mgL=ΔE=Md2(-).
7.如图K5-5-7所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系.水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s.
图K5-5-7
(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车(含力传感器和挡光板)的质量_____________(填“需要”或“不需要”)
(2)某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证 的表达式是_____________________.
【答案】(1)不需要
(2)(F-m0g)s=M()2-M()2
【解析】(1)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
(2)由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门1速度为：v1=，
滑块通过光电门2速度为：v2=，
根据功能关系需要验证的关系式为
(F-m0g)s=M()2-M()2.
