2020高考物理一輪復習 第五章 實驗五 探究功與速度變化的關(guān)系學案（含解析）.doc

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探究功與速度變化的關(guān)系 主干梳理 對點激活 1．探究外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系。 2．通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系。 1．改變功的大?。翰捎萌鐖D所示的實驗裝置，用1條、2條、3條…規(guī)格相同的橡皮筋將小車拉到同一位置由靜止釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為W、2W、3W…。 2．測量速度的大?。盒≤嚝@得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。 3．確定功與速度變化的關(guān)系：以橡皮筋對小車做的功為縱坐標，小車獲得的速度的平方為橫坐標，作出Wv2圖線，分析這條圖線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。 小車(前面帶小鉤)、長木板(在兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘)、打點計時器、紙帶、學生電源(使用電火花計時器時不用學生電源)、導線、5～6條規(guī)格相同的橡皮筋、刻度尺。 1．按實驗原理圖將實驗儀器安裝好。 2．平衡摩擦力：在長木板有打點計時器的一端下面墊一塊木塊，反復移動木塊的位置，直至小車上不掛橡皮筋時，輕推小車，紙帶打出的點間距均勻，即小車能勻速運動為止。 3．先用1條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋對小車做的功為W，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。 4．用2條橡皮筋做實驗，實驗中小車的釋放位置與第一次相同，這時橡皮筋對小車做的功為2W，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格。 5．用3條、4條…橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出相應速度v3、v4…，并設(shè)橡皮筋對小車做的功為3W、4W…，將數(shù)據(jù)記入表格。 1．測量小車的速度：實驗獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做的功和小車速度變化的關(guān)系，需要測量彈力做功結(jié)束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度，應在紙帶上測量的物理量：A1、A3間的距離x，小車速度的表達式是v＝(T為打點計時器打點的時間間隔)。 2．記錄實驗數(shù)據(jù)：把計算出的速度填入表格中并算出v2的值。 橡皮筋 條數(shù) 橡皮筋 的功/W 速度 v/(ms－1) 速度平方 v2/(m2s－2) 3．數(shù)據(jù)處理：在坐標紙上(如圖所示)畫出Wv2圖線(“W”以一條橡皮筋做的功為單位)。 4．實驗結(jié)論：從圖象分析可知外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系為W∝v2。 1．橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。應選用規(guī)格相同的橡皮筋。 2．沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大帶來誤差。應平衡摩擦力適當。 3．利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。應多次測量x，求平均值。 1．平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到一個合適的傾角。 2．選點測速：測小車速度時，紙帶上的點應選點跡均勻部分的，也就是選小車做勻速運動的區(qū)域來計算速度。 3．規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。 4．開始實驗時，小車應靠近打點計時器，并且要先接通電源再釋放小車。 5．選擇小車時，小車質(zhì)量應適當大一些，使紙帶上打的點多一些。 1．本實驗中物體運動速度可以使用速度傳感器直接采集，比用打點計時器方便快捷且誤差較小。 2．可以把長木板換成氣墊導軌，省略平衡摩擦力的操作步驟，達到簡化實驗過程的目的。 考點細研 悟法培優(yōu) 考點1　實驗原理與實驗步驟 例1　(2018西安模擬)某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系。 (1)下列敘述正確的是________。 A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致 C．放小車的長木板應該盡量使其水平 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 (2)實驗中，某同學得到了一條如圖乙所示的紙帶。這條紙帶上的點距并不均勻，下列說法正確的是________。 A．紙帶的左端是與小車相連的 B．紙帶的右端是與小車相連的 C．利用E、F、G、H、I、J這些點之間的距離來確定小車的速度 D．利用A、B、C、D這些點之間的距離來確定小車的速度 (3)實驗中木板略微傾斜，這樣做________。 A．是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑 B．是為了增大小車下滑的加速度 C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功 D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動 (4)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W－v圖象如圖丙所示，根據(jù)圖線形狀，可知對W與v的關(guān)系符合實際的是圖丙中的________。 嘗試解答　(1)D__(2)BD__(3)CD__(4)C。 (1)實驗是為了探究W與v的關(guān)系，只要W成倍數(shù)增加即可，可采用相同規(guī)格不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系，不必算出W的具體數(shù)值，故A、B錯誤；為使橡皮筋拉力近似等于小車所受合外力，需要平衡摩擦力，故木板應該是傾斜的，故C錯誤；利用打點計時器得到打點紙帶時應先接通電源，后讓紙帶運動，故D正確。 (2)紙帶右端點跡密集，故紙帶的右端是與小車相連的，要測量小車速度，應該選用點跡間距均勻的部分，即應選用紙帶的A、B、C、D部分進行測量，故B、D正確，A、C錯誤。 (3)使木板傾斜，小車受到的摩擦力與小車所受重力沿木板的分量大小相等，在不施加拉力時，小車在斜面上受到的合力為零，小車可以在斜面上靜止或做勻速直線運動；小車與橡皮筋連接后，小車所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功，故A、B錯誤，C、D正確。 (4)實驗研究發(fā)現(xiàn)，W與v2成正比，故W與v的圖象應該是向上彎曲的曲線，故C正確，A、B、D錯誤。 [變式1]　某學習小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗如圖所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功記為W。當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進行計算。 (1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關(guān)、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)電源。 (2)實驗中，小車會受到摩擦力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是(　　) A．放開小車，能夠自由下滑即可 B．放開小車，能夠勻速下滑即可 C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可 (3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是(　　) A．橡皮筋處于原長狀態(tài) B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài) C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處 D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線 (4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的________部分進行測量(根據(jù)如圖所示的紙帶回答)。 答案　(1)交流　 (2)D　 (3)B　(4)GJ 解析　(1)打點計時器使用的是交流電源。 (2)平衡摩擦力時，應將紙帶穿過打點計時器，放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可，D正確。 (3)水平放置木板，放開小車后，小車做加速運動，當橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時，小車的速度最大，此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)，小車還未過兩鐵釘?shù)倪B線，B正確，A、C、D錯誤。 (4)從紙帶上看，紙帶的GJ段打點比較均勻，所以應選用紙帶的GJ段進行測量。 考點2　實驗數(shù)據(jù)的處理與誤差分析 例2　某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了實驗，他的操作步驟如下： ①按圖1連接實驗裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20 kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05 kg。 ②釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f＝50 Hz)，打出一條紙帶。 ③他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖2所示。把打下的第一個點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到點0距離分別為d1＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m…… (1)他把鉤碼總重力(當?shù)刂亓铀俣萭＝10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下點0到打下點5過程合力做功W＝________ J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下點5時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125 J。 (2)此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到合力對物體做的功等于物體動能的增量這一結(jié)論，且誤差很大。通過反思，他認為產(chǎn)生很大誤差的原因有以下幾條，其中正確的是________(填選項前的字母)。 A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多 B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多 C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小 D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因 嘗試解答　(1)0.180　(d6－d4)2　(2)AB。 (1)若用鉤碼的重力作為小車受的合力，則F合＝mg＝0.5 N，從打下點0到打下點5，小車的水平位移x＝d5＝0.360 m，所以W＝F合x＝0.50.360 J＝0.180 J。打下點5時小車的動能Ek＝Mv，v5＝，式中Δt為5個打點時間間隔，即Δt＝，故Ek＝(d6－d4)2。 (2)從該同學的實驗操作情況來看，造成很大誤差的主要原因是把鉤碼的重力當成了小車受到的合力，實驗前沒有平衡摩擦力，故A、B正確；C、D兩個選項中提到的問題不能對實驗結(jié)果造成重大影響，故C、D錯誤。 [變式2]　某實驗小組用圖甲實驗裝置探究合力做功與動能變化的關(guān)系。鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置，P處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時的擋光時間。實驗步驟是： ①用游標卡尺測出滑塊的擋光條寬度L，用天平測量滑塊的質(zhì)量m。 ②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)節(jié)長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運動。在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測出Q1到水平面的高度H。 ③保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q2處。用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計時器讀出滑塊的擋光時間t1。 ④保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復步驟③數(shù)次。 Ⅰ.滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中，用測量的物理量回答下列問題(已知重力加速度為g)： (1)滑塊通過光電門的速度v＝________。 (2)滑塊動能的變化量ΔEk＝________。 (3)滑塊克服摩擦力做的功Wf＝________。 (4)合力對滑塊做的功W合＝________。 Ⅱ.某學生以木板在鐵架臺豎直桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標，以滑塊通過光電門的擋光時間平方的倒數(shù)為縱坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標圖中描點畫出如圖乙所示直線，直線延長線沒有過坐標原點，其原因主要是______________________________。 答案　Ⅰ.(1)　(2)m　(3)mgH　(4)mgh1 Ⅱ.平衡摩擦力傾角過大 解析?、?滑塊擋光條很窄，擋光時間很短，就能表示瞬時速度v，滑塊動能變化量ΔEk＝mv2－0＝m2；因為從Q1滑下和從Q2滑下時水平位移相同，而克服摩擦力做功為μmgcosθs＝μmgsx，故克服摩擦力做功相同，所以克服摩擦力做的功Wf等于從Q1滑下時重力勢能的減少量mgH；因為已經(jīng)平衡了摩擦力，因此合外力做功為mgh1＋mgH－Wf＝mgh1； Ⅱ.由動能定理可知mgh＋mgH－Wf＝m2，直線延長線沒有過坐標原點且h＝0時就有動能增量，即mgH－Wf>0，這是平衡摩擦力傾角過大的緣故。 考點3　創(chuàng)新實驗設(shè)計 1．創(chuàng)新情景 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 2．創(chuàng)新解讀 (1)合外力的功：橡皮筋拉力做功→斜面上重力分力和摩擦力的合力做功→重物重力做功→細繩的拉力做功。 (2)速度的測量方法：測量紙帶勻速運動速度→用自由落體法計算速度→測量紙帶上各點速度→光電門測速度v＝→速度傳感器直接顯示速度大小。 (3)摩擦阻力問題：靠小車重力的下滑分力平衡摩擦力→包括在合力內(nèi)→自由下落減小阻力→氣墊導軌減小摩擦力。 例3　(2018湖北八市聯(lián)考)某實驗小組用如圖所示的裝置探究功和速度變化的關(guān)系：將小鋼球從固定軌道傾斜部分不同位置由靜止釋放，經(jīng)軌道末端水平飛出，落到鋪著白紙和復寫紙的水平地面上，在白紙上留下點跡。為了使問題簡化，小鋼球在離傾斜軌道底端的距離分別為L、2L、3L……處釋放，這樣在軌道傾斜部分合外力對小鋼球做的功就可以分別記為W0、2W0、3W0…… (1)為了減小實驗誤差需要進行多次測量，在L、2L、3L……處的每個釋放點都要讓小鋼球重復釋放多次，在白紙上留下多個點跡。那么，確定在同一位置釋放的小鋼球在白紙上的平均落點位置的方法是______________________ ______________________。 (2)為了探究功和速度變化的關(guān)系，實驗中必須測量________。(填選項前的標號) A．小鋼球釋放位置離斜面底端的距離L的具體數(shù)值 B．小鋼球的質(zhì)量m C．小鋼球離開軌道后的下落高度h D．小鋼球離開軌道后的水平位移x (3)該實驗小組利用實驗數(shù)據(jù)得到了如圖所示的圖象，則圖象的橫坐標是________(用實驗中測量的物理量符號表示)。 嘗試解答　(1)用盡可能小的圓圈住盡量多的落點，圓心即為平均落點的位置__(2)D__(3)x2。 (1)確定在同一位置釋放的小鋼球在白紙上的平均落點位置的方法是用盡可能小的圓圈住盡量多的落點，圓心即為平均落點的位置。 (2)設(shè)小球經(jīng)軌道末端水平飛出的速度為v，由動能定理得W＝mv2，飛出后小球做平拋運動，h＝gt2，x＝vt，所以W＝mv2＝x2，因為小球的質(zhì)量不變，水平飛出的高度h不變，所以只需要測量離開軌道后的水平位移x，故D正確。 (3)由第(2)問可知W∝x2，所以橫坐標是x2。 [變式3]　(2018武昌調(diào)研)某研究性學習小組用如圖所示的裝置來驗證動能定理，已知在水平桌面上有如下實驗器材：帶兩個光電門的氣墊導軌(可認為通氣后無摩擦阻力)、帶遮光片的滑塊、規(guī)格相同的長方體墊塊若干、連接光電門的采集設(shè)備。他們進行了如下實驗操作： ①調(diào)節(jié)并固定兩光電門，并測出兩光電門中心間距為l； ②調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的可調(diào)螺母A和B，使氣墊導軌水平，然后用1個墊塊墊在螺母A下方、螺母B放在水平桌面上，使導軌傾斜，并給氣墊導軌通氣； ③將滑塊置于導軌上端由靜止釋放，并分別記錄滑塊上的遮光片通過光電門1、2的時間t11和t21； ④再分別用2個、3個、4個、5個墊塊整齊疊放后墊在螺母A的下方，螺母B一直放在水平桌面上，重復操作③。 (1)還需測量的物理量有________。 A．遮光片的寬度d B．螺母A和B中心間的距離L C．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m D．每個墊塊的厚度(即墊起高度)h (2)第一次執(zhí)行操作③，可計算出滑塊通過光電門1、2的平均速度v1＝________、v2＝________，由于遮光片寬度d很小，可認為平均速度即為過光電門中心的瞬時速度(用測量的物理量表示)。 (3)墊2個墊塊和墊3個墊塊，滑塊通過位移l的過程中，合力對滑塊所做的功分別為W2和W3，那么W2∶W3＝________。 (4)當墊1個墊塊時，要驗證動能定理就需要驗證的表達式為：______________(用測量的物理量表示)。 答案　(1)ABD　(2)　　(3)2∶3 (4)＝2－2 解析　(1)由動能定理mgH＝mv－mv，H＝lsinα＝l，v1＝，v2＝，整理得＝2－2，因此還需測量的物理量有A、B、D。 (2)由于遮光片的擋光時間極短，則擋光時間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時速度，即v1＝、v2＝。 (3)墊兩個墊塊時，合力所做的功為W2＝mgl；墊三個墊塊時，合力所做的功為W3＝mgl，整理得W2∶W3＝2∶3。 (4)當墊一個墊塊時，如果＝2－2成立，則動能定理就得以驗證。 高考模擬 隨堂集訓 1．(2017北京高考)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。 (1)打點計時器使用的電源是________(選填選項前的字母)。 A．直流電源 B．交流電源 (2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是______(選填選項前的字母)。 A．把長木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 A．計時器不打點 B．計時器打點 (3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O。在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……，如圖2所示。 實驗中，重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可認為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W＝______，打B點時小車的速度v＝________。 (4)以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)作出如圖3所示的v2W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達式為________。根據(jù)功與能的關(guān)系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應是________。 (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2W關(guān)系的是________。 答案　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　 (4)v2＝4.7W(4.5W～5.0W均認為正確)　質(zhì)量 (5)A 解析　(1)打點計時器使用交變電流，故應選用交流電源。 (2)平衡摩擦力和其他阻力時應墊高長木板右端，使小車的重力的分力與摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打點時振針與紙帶之間的摩擦，故需要在打點狀態(tài)下判斷是否達到平衡要求。 (3)由做功公式知：W＝mgx2；利用勻變速直線運動中間時刻的速度等于本段時間內(nèi)的平均速度知，B點速度等于AC段的平均速度，vB＝。 (4)根據(jù)圖線，關(guān)系式寫為v2＝kW＋b，在直線上取兩點，如(1.410－2,0.07)(810－2,0.38)，代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作圖誤差允許的范圍內(nèi)，表達式可寫為v2＝4.7W。把功的單位用基本單位表示，J＝Nm＝kgm2s－2，容易得出與圖線斜率有關(guān)的物理量單位為kg－1，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應是質(zhì)量。 (5)根據(jù)功能關(guān)系有W＝v2，v2W圖線仍為過原點的直線，A正確。 2．(2017江蘇高考)利用如圖1所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0 g，打點計時器的電源為50 Hz的交流電。 (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到____________________。 (2)掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖2所示。選擇某一點為O，依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點。用刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離Δx，記錄在紙帶上。計算打出各計數(shù)點時小車的速度v，其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1＝________m/s。 (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W。利用Ek＝Mv2算出小車動能，并求出動能的變化量ΔEk。計算結(jié)果見下表。 W/10－3 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/10－3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖3中作出ΔEkW圖象。 (4)實驗結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W。某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F＝________N。 答案　(1)小車做勻速運動　(2)0.228　(3)圖見解析 (4)0.093 解析　(1)完全平衡摩擦力的標志是輕推小車，小車做勻速運動。 (2)兩計數(shù)點間的時間間隔T＝50.02 s＝0.1 s v1＝＝ m/s＝0.228 m/s。 (3)確定標度，根據(jù)給出數(shù)據(jù)描點。作圖如圖所示。 (4)對小車有：F＝Ma，對鉤碼有：mg－F＝ma， 聯(lián)立得：F＝mg， 代入數(shù)據(jù)得：F≈0.093 N。 3．(2018湖北四校聯(lián)考)利用如圖甲所示的實驗裝置“探究合外力做的功和速度的關(guān)系”，氣墊導軌上安裝有光電門，在滑塊上安裝有拉力傳感器和遮光條。細線的一端與拉力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。 (1)實驗前需要調(diào)整氣墊導軌底座使之水平，其方法是：接通氣源，將滑塊(未掛鉤碼)置于氣墊導軌上，如果______________，則說明導軌是水平的。 (2)如圖乙所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d＝________ cm。 (3)實驗時掛上鉤碼，將滑塊從圖甲所示初始位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的遮光時間Δt，記下拉力傳感器的示數(shù)F，并從氣墊導軌上直接讀出滑塊釋放點到光電門之間的距離s。 (4)只改變滑塊釋放點到光電門之間的距離s或者鉤碼的個數(shù)n，重復實驗。 (5)利用測得的數(shù)據(jù)作出如下圖象，則能夠直觀地說明合外力做的功和速度變化的關(guān)系的為________。 (6)以下對于本實驗認識正確的是________。 A．為提高實驗的精確度，必須滿足所掛鉤碼的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量 B．安裝遮光條時必須保證遮光條豎直 C．可以不測量滑塊的質(zhì)量 D．釋放滑塊的同時打開氣墊導軌的氣源 答案　(1)滑塊能靜止在氣墊導軌的任意位置(或輕推滑塊，滑塊能做勻速直線運動) (2)0.575　(5)AC　(6)BC 解析　(1)氣墊導軌調(diào)整水平的判斷方法是：滑塊能靜止在氣墊導軌的任意位置，或輕推滑塊，滑塊能做勻速直線運動。 (2)游標卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm，游標尺上第15個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標尺讀數(shù)為150.05 mm＝0.75 mm，所以最終讀數(shù)為5 mm＋0.75 mm＝5.75 mm＝0.575 cm。 (5)設(shè)滑塊質(zhì)量為M，滑塊經(jīng)過光電門時的動能為M（）2，合外力所做的功為W＝Fs，如果只改變滑塊釋放點與光電門之間的距離s，作出（）2－s圖象即可探究出合外力做的功和速度變化的關(guān)系；如果只改變鉤碼的個數(shù)，即改變合外力F，作出（）2－F圖象即可探究出合外力做的功和速度變化的關(guān)系，所以能直觀說明合外力做的功和速度變化關(guān)系的圖線為A、C，所以A、C正確。 (6)本實驗測量合外力利用的是力傳感器，所以不需要滿足“鉤碼的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量”，A錯誤；如果遮光條安裝傾斜，則遮光時間變長，就會偏小，所以安裝遮光條時必須保證遮光條豎直，B正確；由(5)分析可知本實驗可以不測量滑塊的質(zhì)量，C正確；實驗時必須先開通氣墊導軌的氣源再釋放滑塊，D錯誤。