备考2020年高考物理一轮复习：22 实验：探究动能定理

在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时：

某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力，为探究小车的动能变化规律：

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理．

                                         

测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此，某同学设计了如下实验方案，实验装置如图：

A．一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。

请回答下列问题：

①滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是；

②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小与钩码的重力大小关系是(选填“相等”、“不相等”或“无关”)；

某学习小组用图甲所示的实验装置探究动能定理。遮光板的宽度为d，A、B处分别为光电门，可测得滑块通过A、B处所用的时间；挂上钩码，从O点由静止释放小车进行实验。

探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图甲所示，根据实验中力传感器读数和电磁打点器打出纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做功和小车动能的变化。

某同学验证动能定理的实验装置如图所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t，d表示遮光片的宽度，L表示A、B两点间的距离．滑块与导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度．

①该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图所示，遮光片的宽度d =cm．

②该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在滑块上．让滑块恰好在A点静止．剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为（用题目中所给的物理量符号表示）．

③为验证从A →B过程中小车合外力做功与滑块动能变化的关系，需要验证的关系式为（用题目中所给的物理量符号表示）．

用图甲所示的实验装置探究“动能定理”． 某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条．细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

某同学用气垫导轨做验证动能定理实验装置如图甲所示，重力加速度为g，按要求完成下列问题。

在用自由落体法“探究动能定理”的实验中，

 

为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，还备有下列器材：打 点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、细砂、刻度尺。

他们称得滑块的质量为 M、砂和小桶的总质量为 m，当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮 挂上空的小桶时，滑块处于静止状态，要完成该实验，则：