高考物理大一轮复习 实验五 探究动能定理课件 新人教版.ppt

考点一实验原理及操作 考点二实验数据的处理及误差分析 考点三创新实验设计 考点 高三物理一轮复习 实验五探究动能定理 实验目的1 通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系 2 通过分析实验数据 总结出做功与物体速度的平方的正比例关系 实验原理探究功与速度变化的关系 可通过改变力对物体做的功 测出力对物体做不同的功时物体的速度 为简化实验可将物体初速度设置为零 可用如图所示的装置进行实验 通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加 再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v 实验器材小车 前面带小钩 100g 200g砝码 长木板 两侧适当的对称位置钉两个铁钉 打点计时器及纸带 学生电源及导线 使用电火花计时器则不用学生电源 5 6条等长的橡皮筋 刻度尺 实验步骤1 按原理图将仪器安装好 2 平衡摩擦力 在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车上不挂橡皮筋时 纸带打出的点间距均匀 即小车能匀速运动为止 3 先用1条橡皮筋做实验 用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1 设此时橡皮筋对小车做的功为w 将这一组数据记入表格 4 用2条橡皮筋做实验 实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同 这时橡皮筋对小车做的功为2w 测出小车获得的速度v2 将数据记入表格 5 用3条 4条 橡皮筋做实验 用同样的方法测出功和速度 记入表格 数据处理1 测量小车的速度2 记录实验数据把计算出的速度填入表格中并算出v2的值 3 数据处理在坐标纸上画出w v或w v2图线 w 以一条橡皮筋做的功为单位 4 实验结论从图象分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为w v2 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 利用打点的纸带计算小车的速度时 测量不准会带来误差 注意事项1 平衡摩擦力很关键 将木板一端垫高 使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡 方法是轻推小车 由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动 找到木板一个合适的倾角 2 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的部分 3 橡皮筋应选规格一样的 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 4 小车质量应大一些 使纸带上打的点多一些 例1 2014 高考天津卷 某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上 将细绳一端拴在小车上 另一端绕过定滑轮 挂上适当的钩码 使小车在钩码的牵引下运动 以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系 此外还准备了打点计时器及配套的电源 导线 复写纸 纸带 小木块等 组装的实验装置如图所示 考点一实验原理及操作 1 若要完成该实验 必需的实验器材还有哪些 2 实验开始时 他先调节木板上定滑轮的高度 使牵引小车的细绳与木板平行 他这样做的目的是下列的哪个 填字母代号 a 避免小车在运动过程中发生抖动b 可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰c 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动d 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 考点一实验原理及操作 3 平衡摩擦力后 当他用多个钩码牵引小车时 发现小车运动过快 致使打出的纸带上点数较少 难以选到合适的点计算小车速度 在保证所挂钩码数目不变的条件下 请你利用本实验的器材提出一个解决办法 4 多选 他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功 经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些 这一情况可能是下列哪些原因造成的 填字母代号 a 在接通电源的同时释放了小车b 小车释放时离打点计时器太近c 阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉d 钩码做匀加速运动 钩码重力大于细绳拉力 考点一实验原理及操作 2 细绳与木板平行 保证细绳对小车的拉力与木板平行 不会向上或向下倾斜 平衡摩擦力后 细绳对小车的拉力就等于小车受到的合力 d正确 3 纸带上点数较少说明小车运动过快 加速度较大 根据f ma 若减小加速度 可采取增大小车质量的方法 即在小车上加适量的砝码 或钩码 解析 考点一实验原理及操作 1 刻度尺 天平 包括砝码 2 d 3 可在小车上加适量的砝码 或钩码 4 cd 4 如果未完全平衡掉摩擦力 在运动中可能需要克服摩擦力做功 会出现拉力做功大于小车动能增加量的情况 c正确 将钩码重力当作拉力计算出的功 应等于小车和钩码共同的动能增量 大于小车动能增量 从动力学的角度 因为钩码加速下落 对小车的拉力小于自身重力 d正确 解析 答案 考点一实验原理及操作 考点二实验数据的处理及误差分析 例2 如图1所示 是某研究性学习小组做探究 橡皮筋做功和物体速度变化的关系 的实验 图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出 沿木板滑行的情形 这时 橡皮筋对小车做的功记为w 当我们把2条 3条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 实验时 每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出 图1 1 除了图中的已给出的实验器材外 还需要的器材有 2 平衡摩擦后 每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的 部分进行测量 考点二实验数据的处理及误差分析 3 下面是本实验的数据记录表 请将第2次 第3次 实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置 考点二实验数据的处理及误差分析 4 从理论上讲 橡皮筋做的功wn和物体速度vn变化的关系应是wn 请你根据表中测定的数据在如图2所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性 图2 考点二实验数据的处理及误差分析 1 计算小车速度需要测量纸带上的点的距离 要用刻度尺 2 小车匀速运动时 纸带上的点的间隔均匀 3 橡皮筋每增加一条 对小车做的功就增加w 解析 答案 考点二实验数据的处理及误差分析 考点三创新实验设计 1 本实验中不需要测量物体质量的理由是什么 2 让物体分别从不同高度无初速释放 测出物体从初始位置到速度传感器的距离l1 l2 l3 l4 读出物体每次通过速度传感器q的速度v1 v2 v3 v4 并绘制了如图乙所示的l v图象 根据绘制出的l v图象 若为了更直观地看出l和v的变化关系 他们下一步应该作出 3 本实验中 木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果 解析 答案 1 见解析 2 a 3 不会