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能的转化与守恒 补充练习 一、 动能定理、机械能守恒实验 1、某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，小车中可以放置砝码． (1)实验主要步骤如下： ①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路． ②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度． ③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作． (2)表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和， 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字) (3)根据表1，请在图中的方格纸上作出ΔE－W图线． 次数 M/kg ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 2、科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系． (1)理论探究： 根据牛顿运动定律和有关运动学公式，推导在恒定合外力的作用下，功与物体动能变化间的关系，请在答题纸上对应位置写出你的推导过程． (2)实验探究： ①某同学的实验方案如图甲所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是： a．_____________________________________； b．___________________________________； ②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图乙，则打C点时小车的速度为________；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有________． 3、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2. (1)实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1＝12.01 cm，h2＝19.15 cm，h3＝27.86 cm.打点计时器通以50 Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了________J，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是_____________ _______．(重锤质量m已知) (2)在图乙所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v22为纵轴画出的图线应是如下图中的________．图线的斜率表示________． 4、在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻两计数点间时间间隔为0.02 s)，单位cm，那么： (1)纸带的________端与重物相连； (2)打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝________； (3)从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能减少量是ΔEp＝________J，此过程中重物动能的增加量ΔEk＝________J(g取9.8 m/s2)； (4)通过计算，数值上ΔEp________ΔEk(填“＞”、“＝”或“＜”)，这是因为____________________． 二、变力做功的求法 5、如图所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为0.8 m，BC是水平轨道，长L＝3 m，BC处的动摩擦因数为1/15.今有质量m＝1 kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止．求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功． 6、某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的