专题41探究做功与动能变化关系实验（解析版）-2023高考一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第七章机械能

专题 41 探究做功与动能变化的关系

第一部分知识点精讲

一、基本原理与操作

原理装置图操作要领

(1)平衡：垫高木板的一端，平衡摩擦力

(2)做功

① 用一条橡皮筋拉小车——做功 W

② 用两条橡皮筋拉小车——做功 2W

③ 用三条橡皮筋拉小车——做功 3W

(3)小车：靠近打点计时器且接通电源再释放小

车；每次小车须由同一位置由静止弹出

(4)测速：测出每次做功后小车获得的速度

二、数据处理

1．利用纸带确定小车的末速度

(1)橡皮筋恢复原长时小车已匀速，故应利用纸带上间距相等的部分计算小车速度。

(2)利用 v＝计算小车的速度，为减小测量误差，所选的范围应尽量长些。

2．绘制图像

分别用各次实验的 v和W绘出 Wv，Wv2，Wv3等关系图像，直到作出的图像是一条

倾斜的直线。

三、注意事项

1．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动

状态的点。

2．橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同。力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，

不必计算出具体数值。

四、误差分析

1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功 W与橡皮筋的

条数不成正比。

2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。

3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。

【创新领悟】

实验原理

的创新

拉力传感器的示数即为小车所受合外力

实验器材

的创新

1.利用光电门和遮光片的宽度确定小车经过光电门 A、B的速度。

2.小车匀速运动时，砝码盘和砝码的重力即为不挂砝码盘时小车所受的合

外力。

实验过程

的创新 1.小球由 O点平抛的初速度由下落高度 y和水平位移 x通过计算得到。

2.小球由不同高度下滑，平抛的水平位移不同，作出对应关系图线(直

线)。

第二部分最新高考题精选

1．（9分）（2021 高考河北物理）

某同学利用图 1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑

轮的长木板、轻细绳、的钩码若干、光电门 2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质

量为，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为。实验操作步骤如

下：

① 安装器材，调整两个光电门距离为，轻细绳下端悬挂 4个钩码，如图 1所示；

② 接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个

光电门的速度；

③ 保持绳下端悬挂 4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质

量，重复上述步骤；

④完成 5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量 M、系统（包含滑块、滑

块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量及系统总机械能的减少量，结果

如下表所示：

0.200 0.250 0.300 0.350 0.400

0.587 0.490 0.392 0.294 0.195

0.393 0.490 0.686 0.785

回答下列问题：

（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为_______J（保留三位有效数字）；

（2）步骤④中的表格所缺数据为_______；

（3）若 M为横轴，为纵轴，选择合适的标度，在图 2中绘出图像；

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