“探究動能定理”實驗之考向分析

李恒林

考向一、實驗原理的理解

例1“探究動能定理”的實驗裝置如圖1所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W₀。當用4條、6條、8條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2 W₀、3W₀、4W₀……，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點計時器所打的紙帶測出。

（1）關于該實驗，下列說法正確的是（）

A.每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出

得出合力做功與物體速度變化的關系。

C.打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4?6V

D.實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等

（2）圖2給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得0點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.44cm，0E=12.10cm。已知相鄰兩點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度ν_m=___m/s。

解析 （1）小車獲得的動能應該等于橡皮筋對其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出；橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：W=1/2mν²的關系，所以當小車質量一定時，W與ν²成正比，所以最好做W與ν²的關系，實驗時需要畫多個圖象找最好的；打點計時器使用的交流電源；實驗中用到多條橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉長的一樣多，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數關系，所以正確選項為A、B.

（2）從紙帶上我們可判斷出打C點時，小車具有最大的速度，可由到/）的平均速度求出，即

考點：本題考查了探究功與速度的關系。變式測量滑塊在運動過程中所受的合外力是“探究動能定理”實驗要解決的一個重要問題。