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名师大讲堂·2013 高考总复习《物理》 实验五 探究动能定理 探究外力做功与物体速度变化的关系 (4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表. 从表中数据可得出结论：_____________________________. v2(m2/s2) 小车速度v(m/s) W 橡皮筋对小车做功 4 3 2 1 次　数 探究“动能定理” 【例1】 为了探究功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时器交流电频率为50 Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？ ____________________________________________________. (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带． 解析：(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．(4)由匀速运动的速度公式v＝，即可求出小车的速度，其中x从图上读出分别为2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm，4.00 cm，t＝T＝＝0.02 s. 次　数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 2W 3W 4W 小车速度v(m/s) 1.00 1.42 1.73 2.00 v2(m2/s2) 1.00 2.02 2.99 4.00 在误差允许的范围内橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比． 答案：见解析 【例2】 (2011·福建龙岩一中模拟)为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据： 数据组 1 2 3 4 5 6 v/(m·s－1) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49 x/m 0 0.045 0.075 0.111 0.163 0.442 (2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是___________________．解析：(1)做出x－v2的图线如图所示． (2)由图可以看出，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比．即：xv2. 答案：(1)见解析图　(2)xv2 【例3】 如图所示，某研究性学习小组探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B(动摩擦因数视为相同)固定在水平桌面上．弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去．滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面．(已知重力加速度为g)根据上述实验，回答下列问题： (1)滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，外力做功情况：______________. 解析：(1)只有摩擦力做负功 (2)滑块质量m，桌面到地面的高h Ek＝mv2＝m2＝. (3)滑块在水平桌面上的位移x0 因为，－μmg·x0＝Ek－Ek0＝－Ek0，只要x0－x2图象为直线，则可验证动能定理． 答案：见解析 (1)一同学根据表中数据，作出x－v图象如图甲所示．观察该图象，该同学作出如下推理：根据x－v图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比．请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想． (2)如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有___，____ (要求明确写出物理量的名称和对应的符号)．末动能Ek＝________(只用字母表示)． (3)为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去，除了多次测量滑块平抛的射程x以外，只需要再多次测量另一个相应的物理量________(要求写出物理量的名称和对应的符号)，并作出相应的________关系图线(只用字母表示)，即可验证动能定理．