Question

（1）關于“探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是

D

A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值
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）在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關系”的實驗中備有下列器材：A．打點計時器；B．天平；C秒表；D．低壓交流電源；E．電池； F．紙帶；G．細線、砝碼、小車、砝碼盤；H．薄木板．
①其中多余的器材是

CE

，缺少的器材是

毫米刻度尺

．
②測量時間的工具是

打點計時器

；測量質量的工具是

天平

．
③如圖實所示是打點計時器打出的小車（質量為m）在恒力F作用下做勻加速直線運動的紙帶．測量數據已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T．請分析，利用這些數據能否驗證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請寫出需驗證的表達式

F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

Answer 1

分析：本實驗直接去測量一個做變速運動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數值上就等于橡皮筋發生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，再加上打點計時器測出小車獲得的最大速度即動能可求．

解答：解：（1）A、B：我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關系，這是一個非常精妙的設計．直接去測量一個正做變速運動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數值上就等于橡皮筋發生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．所以我們不用直接測量功的數值，即A錯誤、B錯誤．
C：為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結果，必須平衡摩擦力，長木板要適當的傾斜．所以C錯誤．
D：根據打點計時器的使用規，先接通電源，讓打點計時器工作后釋放小車，則D正確．
故選D
（2）①計算小車速度是利用打上點的紙帶，故不需要秒表．打點計時器應使用低壓交流電源，
故多余的器材是C、E．
測量點與點之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．
②測量時間的工具是打點計時器，測量質量的工具是天平．
③能．從A到B的過程中，恒力做的功為W_AB=Fx_AB
物體動能的變化量為
E_kB-E_kA=

1

2

mv_B²-

1

2

mv_A²=

1

2

m（

xB

2T

）²-

1

2

m（

xA

2T

）²=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

只要驗證：F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

即可．
優點：A、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較小；
缺點：只進行了一次測量驗證，說服力不強．
故答案為：（1）D；（2）①CE；毫米刻度尺；②打點計時器；天平；③能；F?xAB=

1

2

m

x 2 B - x 2 A

4T2

．

點評：本實驗當中關鍵的是如何實現讓功成倍的增加，如何測到小車獲得的最大速度．橡皮筋拉動小車的設計巧妙地解決了這個問題，選項中涉及到實驗的幾個細節，是一道易錯題．