1．(2021·江蘇金陵中學等三校高三聯考)某同學用圖甲所示的實驗裝置探究恒力做功與小車動能變化的關系。(1)為了能用沙和沙桶的總重力所做的功表示小車所受拉力做的功，本實驗中小車質量M________(選填“需要”或“不需要”)遠大于沙和沙桶的總質量m。(2)圖乙為實驗得到的一條清晰的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續的點，sAD＝________cm。已知電源頻率為50Hz，則打點計時器在打D點時紙帶的速度v＝________m/s(保留兩位有效數字)。(3)該同學畫出小車動能變化與拉力對小車所做的功的ΔEkW關系圖像，由于實驗前遺漏了平衡摩擦力這一關鍵步驟，他得到的實驗圖線(實線)應該是______。解析：(1)為了能用沙和沙桶的總重力所做的功表示小車所受拉力做的功，則繩中拉力要等于沙和沙桶的總重力，即小車質量M需要遠大于沙和沙桶的總質量m。(2)由圖得sAD＝2.10cm，打點計時器在打D點時紙帶的速度v＝eq\f(sAD＋sDG,6T)＝eq\f(（2.10＋3.90）×10－2,6×0.02)m/s＝0.50m/s。(3)理論線ΔEk＝W＝Fx，實驗線ΔEk＝W′＝Fx－Ffx，故D項正確。答案：(1)需要(2)2.100.50(3)D2.(2021·四川成都第一次診斷性檢測)“探究功與速度變化的關系”的實驗裝置如圖甲。當小車在1條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W；當用2條、3條……完全相同的橡皮筋進行第2次、第3次……實驗時，由于每次實驗中橡皮筋的拉伸長度相同，因此第2次、第3次……實驗中橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、…。每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶求出。(1)關于該實驗，下列說法正確的是________。A.打點計時器可以用干電池供電B.必須平衡摩擦力C.每次實驗，小車必須從同一位置由靜止彈出D.可以選用規格不相同的橡皮筋(2)圖乙為某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車最大速度所用的一段紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距離分別為AB＝1.60cm，BC＝1.62cm，CD＝1.64cm，DE＝1.64cm。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度vm解析：(1)打點計時器必須用交流電源，不可以用干電池供電，選項A錯誤；必須平衡摩擦力，從而保證合力做的功就是橡皮筋拉力做的功，選項B正確；每次實驗，小車必須從同一位置由靜止彈出，以保證每條橡皮筋做功相同，選項C正確；實驗時只能選用規格相同的橡皮筋，以保證橡皮筋做的功與條數成正比，選項D錯誤。(2)小車獲得的最大速度要根據CD或DE部分的紙帶來計算，則最大速度為vm＝eq\f(x,t)＝eq\f(1.64×10－2,0.02)m/s＝0.82m/s。答案：(1)BC(2)0.823．利用圖1所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系，小車的質量為M＝200.0g，鉤碼的質量為m＝10.0g，打點計時器的電源為50圖1(1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調節木板右側的高度，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點，用刻度尺量出相鄰計數點間的距離Δx，記錄在紙帶上，計算打出各計數點時小車的速度v，其中打出計數點“1”時小車的速度v1＝________m/s。圖2(3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W，利用Ek＝eq\f(1,2)Mv2算出小車動能，并求出動能的變化量ΔEk，計算結果見下表。W/×10－3J2.452.923.353.814.26ΔEk/×10－3J2.312.733.123.614.00請根據表中的數據，在方格紙上作出ΔEkW圖像。(4)實驗結果表明，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量的數據可算出小車受到實際拉力F＝________N。解析：(1)當木板傾角θ滿足μmgcosθ＝mgsinθ時，不掛鉤碼時小車所受合外力為零，且與質量無關，此時輕推小車，小車勻速下滑。(2)打出計數點“1”時小車的速度v1＝eq\f(（2.06＋2.50）×10－2,0.2)m/s＝0.228m/s。(3)根據題表格中的數據，描點作圖，如圖所示。(4)由于W＝mgΔx，ΔEk＝FΔx，則有F＝eq\f(ΔEk,W)mg＝eq\f(4.30－2.00,4.50－2.10)×0.01×9.8N≈0.094N。答案：(1)小車做勻速運動(2)0.228(3)圖見解析(4)0.0944．(2020·高考全國卷Ⅲ)某同學利用圖(a)所示裝置驗證動能定理。調整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動小車運動并打出紙帶。某次實驗得到的紙帶及相關數據如圖(b)所示。已知打出圖(b)中相鄰兩點的時間間隔為0.02s，從圖(b)給出的數據中可以得到，打出B點時小車的速度大小vB＝________m/s，打出P點時小車的速度大小為vP＝________m/s。(結果均保留兩位小數)若要驗證動能定理，除了需測量鉤碼的質量和小車的質量外，還需要從圖(b)給出的數據中求得的物理量為__________________。解析：紙帶上某點的瞬時速度可用相鄰兩點間的平均速度來替代。vB＝eq\f(（4.00－2.56）×10－2,0.04)m/s＝0.36m/s，vP＝eq\f(（57.86－50.66）×10－2,0.04)m/s＝1.80m/s。根據實驗原理Fx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(P))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))，需測量的物理量有鉤碼的質量，小車的質量，B、P之間的距離和B、P點的速度。答案：0.361.80B、P之間的距離5.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“恒力做功與動能改變的關系”。如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B點時的速度大小，(1)實驗主要步驟如下：①測量________和拉力傳感器的總質量M1；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。②將小車停在C點，________，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B點時的速度。③在小車中增加砝碼或________，重復②的操作。(2)下列表格是他們測得的一組數據，其中M是M1與小車中砝碼質量之和，|veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據此計算出動能變化量ΔE，F是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功。表格中的ΔE3＝________，W3＝________。(結果保留三位有效數字)數據記錄表次數M/kg|veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430(3)根據表格，請在圖中的方格紙上作出ΔEW圖線。解析：(1)①在實驗過程中拉力對小車和拉力傳感器做功使小車和拉力傳感器的動能增加，所以需要測量小車和拉力傳感器的總質量；③通過控制變量法只改變小車的質量或只改變拉力大小得出不同的數據；(2)通過拉力傳感器的示數和A、B間距用W＝FL可計算拉力做的功；(3)利用