在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．

（1）实验步骤如下：
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的______使小车做匀速运动．
③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，测出x、x₁、x₂（如图乙所示），查得打点周期为T．重力加速度为g．
（2）实验还需直接测量沙桶及沙总质量m和______．（写出物理量名称及符号）
（3）A点速度的表达式为

vA＝

，该探究实验结果的表达式为

mgx=[1/2M(

)2−

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神仙老头幼苗

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解题思路：平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故最简洁的方法是调节木板倾角，使小车恰能匀速下滑；本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m；要探究的结论是合外力做的功等于小车动能的变化量．

（1）改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力．
（2）如果已经平衡好摩擦力，则此时小车做匀速运动，纸带上点迹间距应该相等．
本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量砂及砂桶的质量m和小车的质量M．
（3）根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度，所以A点速度为vA＝
x1
2T]
合外力对小车做的功为W=mgx
小车从A运动到B动能的变化量△Ek＝
1
2MvB2−
1
2MvA2=[1/2M(
x2
2T)2−
1
2M(
x1
2T)2
所以探究结果的表达式是mgx=
1
2M(
x2
2T)2−
1
2M(
x1
2T)2
故答案为：（1）摩擦力；（2）小车的质量M；（3）vA＝
x1
2T]；mgx=
1
2M(
x2
2T)2−
1
2M(
x1
2T)2．

点评：
本题考点：探究功与速度变化的关系．

考点点评： “探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比较，提高对实验的理解能力．

1年前

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