2011高考专题复习：探究动能定理实验.ppt

高考复习 机械能守恒定律 实验 探究动能定理 例1.(2009安徽)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得 的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下： (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、； (2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、 ； (3)作出W-v图象； (4)分析W-v图象.如果W-v图象是一条直线，表明Wv；如果 不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W 等关系. 以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是 . A. 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、 3W、. 所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每 次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行 实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮 筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车 做的功分别是2W、3W、 B. 小车运动中会受到阻力，补偿的方法为让使木板适当倾 斜 C. 某同学在一次实验中得到一条记录纸带.纸带上打出的 点两端密、中间疏.出现这种情况的原因可能是没有使木板 倾斜或倾角太小 D. 根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法是 以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 【解析】本实验的目的是探究橡皮筋做的功与物体获得速 度的关系.这个速度是指橡皮筋做功完毕时的速度，而不是 整个过程的平均速度，所以D选项是错误的. 【答案】 D 例2.为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验 ，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初 速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所 示几组数据: 数据组123456 v/(ms-1) 00.160.190.240.300.49 x/m00.045 0.075 0.111 0.163 0.442 (1)一同学根据表中数据，作出x-v图象如图甲所示.观察该图 象，该同学作出如下推理：根据x-v图象大致是一条抛物线 ，可以猜想x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上选择适 当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想. (2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与 滑块初速度平方v2的关系是 . 【解析】(1)作出x-v2图线如图所示. (2)由图可以看出，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平 方v2成正比，即xv2. 【答案】(1)见解析 (2)xv2 例.探究能力是进行物理学研究的重要能力之一.物体因绕 轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体 转动的角速度有关.为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角 速度的关系，某同学采用了下述实验方法进行探索.如图 所示，先让砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度， 然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮 最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n，通过 分析实验数据得出结论.另外已测试砂轮转轴的直径为1 cm，转轴间的摩擦力为10N/.经实验测得的几组和n如 下表所示: /rads-1 0.51234 N5.02080180320 EK/J (1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中. (2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度的关 系式为 . (3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过 45圈时的角速度为 rad/s 【解析】(1)从脱离动力到最后停止转动，由动能定理得 -FfnD=0-Ek0,即Ek0=nFfD=0.1n, 将n的不同数值代入可得到相应的转动动能如下 EK/J0.52818 32 (2)观察数据特点可以归纳出该砂轮的转动动能Ek与角 速度的关系式为Ek=22. (3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则此时 砂轮脱离时的动能Ek0=22=12.5J . 转过45圈时的动能为Ek=22, 此过程