科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學(xué)探究，而科學(xué)探究可以分為理論探究和實(shí)驗(yàn)探究。下面我們追尋科學(xué)家的研究足跡用兩種方法探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系。
I．理論探究：根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和有關(guān)運(yùn)動學(xué)公式，推導(dǎo)在恒定合外力的作用下，功與物體動能變化間的關(guān)系，請?jiān)诖痤}紙上對應(yīng)位置寫出你的推導(dǎo)過程。
II．實(shí)驗(yàn)探究：①某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖甲所示，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是：a         ；b         。

②如圖乙所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、F、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T。距離如圖。則打C點(diǎn)時小車的速度為     ；要驗(yàn)證合外力的功與動能變化間的關(guān)系，除位移、速度外，還要測出的物理量有     。

I推導(dǎo)見解析；Ⅱ①a.平衡摩擦力  b.鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力 ② 鉤碼的重力和小車的總質(zhì)量

解析試題分析：Ⅰ推導(dǎo)：牛頓第二定律得F合＝ma，由運(yùn)動學(xué)公式得v22－v12=2ax，結(jié)合功的定義式W合 ＝F合x，三式聯(lián)立得W合 ＝。
Ⅱ①平衡摩擦力就是讓長木板的一端墊起一定的高度，給小車一個速度，小車能勻速下滑；鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力，只有滿足這個關(guān)系，鉤碼對小車的拉力才近似等于鉤碼的重力。
②紙帶上計(jì)算某點(diǎn)的瞬時速度，是根據(jù)勻變速運(yùn)動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，因此C點(diǎn)的瞬時速度為；鉤碼的重力就是拉力的大小，計(jì)算拉力的功必須要測量鉤碼的重力，要計(jì)算小車的動能就必須測量小車的總質(zhì)量。
考點(diǎn)：本題考查動能定理的推導(dǎo)，驗(yàn)證合外力的功與物體動能之間的變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖用某種透光物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC；在垂直AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像________________，再在觀察的這一側(cè)先后插入兩枚大頭針P3、P4，使P3________________，P4________________，記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°，則該透光物質(zhì)的折射率n=_______，并在圖中正確地畫出完整的光路圖。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某學(xué)習(xí)小組為了測小電動機(jī)的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：

① 測得滑塊的質(zhì)量為5.0 kg ；
② 將滑塊、打點(diǎn)計(jì)時器和紙帶安裝在水平桌面上，如圖甲所示；
③ 接通打點(diǎn)計(jì)時器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；
④ 電動機(jī)以額定功率通過水平細(xì)繩牽引滑塊運(yùn)動，達(dá)到最大速度時，輸入電動機(jī)電流為0.5A，電動機(jī)兩端電壓為36V，一段時間后關(guān)閉電源并立即制動電動機(jī)，待滑塊靜止時再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時器（設(shè)小車在整個過程中所受的阻力恒定）。在關(guān)閉電源前后，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的部分點(diǎn)跡如圖乙所示。

請你分析紙帶的數(shù)據(jù)，回答下列問題：（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）
①該滑塊達(dá)到的最大速度為_________________m/s ；
②關(guān)閉電源后，滑塊運(yùn)動的加速度大小為_______________m/s2 ;
③該電動機(jī)的內(nèi)阻為____________Ω 。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某電壓表的內(nèi)阻約為30kΩ，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，
實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：
待測電壓表V（量程3V）
電流表A1(量程200μA)
電流表A2(量程5mA)
滑動變阻器R（最大阻值1kΩ）
電源E（電動勢4V）
電鍵S
（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用          （填寫器材代號）。
（2）為了盡量減小誤差，要求測多組數(shù)據(jù)，試在方框中畫出符合要求的電路圖。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

二極管是一種半導(dǎo)體元件，電路符號為，其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦�。某�?shí)驗(yàn)小組要對一只二極管正向接入電路時的伏安特性曲線進(jìn)行測繪探究。據(jù)了解，該二極管允許通過的最大電流為50mA。
（1）該二極管外殼的標(biāo)識模糊了，同學(xué)們首先用多用電表的電阻擋來判斷它的正負(fù)極：當(dāng)將紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時，發(fā)現(xiàn)指針的偏角比較小，當(dāng)交換表筆再次測量時，發(fā)現(xiàn)指針有很大偏轉(zhuǎn)，由此可判斷_______ (填“左”或“右”)端為二極管的正極。
（2）實(shí)驗(yàn)探究中他們可選器材如下：
A．直流電源(電動勢3V，內(nèi)阻不計(jì))；
B．滑動變阻器(0?20Ω)；
C．電壓表(量程15V、內(nèi)阻約80KΩ)；
D．電壓表(置程3V、內(nèi)阻約50KΩ)；
E．電流表(量程0.6A、內(nèi)阻約1Ω)；
F．電流表(量程50mA、內(nèi)阻約50Ω)；
G．待測二極管；
H．導(dǎo)線、開關(guān)。
為了提高測量精度，電壓表應(yīng)選用_______，電流表應(yīng)選用_______。（填序號字母）
(3) 實(shí)驗(yàn)中測量數(shù)據(jù)如下表,請?jiān)谧鴺?biāo)紙上畫出該二極管的伏安特性曲線。

電流I/mA
0
0
0.2
1.8
3.9
8.6
14.0
21.8
33.5
50.0
電壓U/V
0
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
2.50
 
(4)同學(xué)們將該二極管與阻值為10Ω的定值電阻串聯(lián)后接到電壓恒為3V的電源兩端，則 二極管導(dǎo)通時定值電阻的功率為_______W。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”�，F(xiàn)用如圖所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：

A．電源E（3 V，內(nèi)阻約為1 Ω）
B．電流表Al （0．6 A，內(nèi)阻r1＝5 Ω）
C．電流表A2（0．6 A，內(nèi)阻r2約為1 Ω）
D．開關(guān)S，定值電阻R0 =5Ω
（1）為了比較準(zhǔn)確地測量電阻Rx的阻值，請完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)。
（2）在電阻Rx上加一個豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，得Rx＝______________（用字母表示）。
（3）改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值。最后繪成的圖像如圖所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外，還可以得到的結(jié)論是_______________________。當(dāng)F豎直向下時，可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝_____________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

探究金屬絲的電阻與長度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，取一段粗細(xì)均勻的金屬絲拉直后連接在A、B接線柱上，金屬絲上安裝一個可滑動的金屬夾P．實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：電壓表V（0-3V-15V）、電流表A（0-0.6 A-3A）、4V直流電源、滑動變阻器（0-20Ω）、刻度尺、開關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）用刻度尺測量金屬絲AP段長度l，用電壓表和電流表測量AP段的電阻R，請你用筆劃線代替導(dǎo)線，在圖甲中用三根導(dǎo)線連接好電路．閉合開關(guān)前，應(yīng)注意   ．

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，某次測量電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為I=   A，U=   V．

（3）實(shí)驗(yàn)中測出AP段長度l以及對應(yīng)的電阻值R如下表：

l/cm
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
R/Ω
2.1
2.9
3.5
4.2
5.0
5.7
請?jiān)趫D丙坐標(biāo)中，描點(diǎn)作出R-l圖線；根據(jù)圖線得到的結(jié)論是   ．

（4）某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)金屬夾P時，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表的示數(shù)為零，原因可能是   ．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟：

A．用鉛筆和直尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩細(xì)繩方向畫直線，按一定標(biāo)度作出兩個力F1和F2的圖示，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形定則，求出F1、F2所夾的對角線表示的力F；
B．只用一個測力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮筋與細(xì)繩的連接點(diǎn)拉到同樣的位置O；
C．用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)；
D．在水平放置的木板上，墊一張白紙并用圖釘固定，把橡皮筋的一端固定在板上A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮筋的另一端，通過細(xì)繩同時用兩個測力計(jì)互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置O；
E．記下測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩方向，按同一標(biāo)度作出這個力的圖示，比較合力F′和力F，看它們的大小和方向是否相等；
F．改變兩測力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。
（1）將以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序排列，應(yīng)為           (填選項(xiàng)前的字母)。
（2）在物理學(xué)中跟力一樣，運(yùn)算時遵守平行四邊形定則的物理量還有            （至少寫出兩個，要求寫名稱，不得用符號表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時刻的速度如下表所示（當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.80m/s2，小球質(zhì)量m＝0.200kg，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：

時刻
 
 
 
 
 
速度（m/s）
 		4.99
 		4.48
 		3.98
 		 
 
（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時刻小球的速度＝__________m/s；
（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量＝_________J，動能減少量＝________J；
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若與近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。由上述計(jì)算所得________（選填“>”、“<”或“＝”），造成這種結(jié)果的主要原因是______________________。

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同步練習(xí)冊答案