高考物理总复习 第五章 机械能 551 实验五 探究动能定理课件.ppt

探究动能定理 01 02 03 04 课堂互动 flash课件 探究功与物体速度变化关系的方法 实验五探究动能定理 课堂互动 课堂互动 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 注意事项1 平衡摩擦力 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 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 3 橡皮筋的选择 橡皮筋规格相同时 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 题组剖析 热点一教材原型实验 例1 2017 温州模拟 如图1所示 某同学在做 探究功与速度变化的关系 的实验 当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时 橡皮筋对小车做的功记为w 当用2条 3条 橡皮筋重复实验时 设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2w 3w 题组剖析 1 图1中电火花计时器的工作电压是 v的交流电 2 实验室提供的器材如下 长木板 小车 橡皮筋 电火花计时器 纸带 电源等 还缺少的测量工具是 3 图1中小车上有一固定小立柱 如图2中给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式 为减小实验误差 你认为最合理的套接方式是 4 在正确操作的情况下 某次实验所打的纸带如图3所示 打在纸带上的点并不都是均匀的 为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度 应选用纸带的 部分进行测量 根据纸带中字母回答 小车获得的速度是 m s 结果保留2位有效数字 220 刻度尺 a gj 0 65 题组剖析 变式训练1 2017 廊坊模拟 某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图4甲所示 小车在橡皮筋的作用下弹出 沿木板滑行 用1条橡皮筋时对小车做的功记为w 当用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 每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致 实验中小车获得的速度所打的纸带求出 1 木板水平放置 小车在橡皮筋作用下运动 当小车速度最大时 关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置 下列说法正确的是 a 橡皮筋仍处于伸长状态b 橡皮筋恰好恢复原长c 小车紧靠着打点计时器d 小车已超过两个铁钉的连线 2 如图乙所示是某次操作正确的情况下 在频率为50hz的电源下打点计时器记录的一条纸带 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的 选填 a f 或 f i 部分进行测量 速度大小为 m s 3 通过该实验的正确操作和正确处理数据 应该得出合力做的功w和物体速度v变化的关系是 用本问中的字母表达 题组剖析 a f i 0 76 w v2 题组剖析 题组剖析 热点二实验拓展创新1 装置时代化 题组剖析 2 求解智能化 1 摩擦阻力问题 靠小车重力的下滑分力平衡摩擦力 自由下落阻力减少 气垫导轨减少摩擦力 题组剖析 例2 2017 北京理综 21 如图5所示 用质量为m的重物通过滑轮牵引小车 使它在长木板上运动 打点计时器在纸带上记录小车的运动情况 利用该装置可以完成 探究动能定理 的实验 1 打点计时器使用的电源是 选填选项前的字母 a 直流电源b 交流电源 2 实验中 需要平衡摩擦力和其他阻力 正确操作方法是 选填选项前的字母 a 把长木板右端垫高b 改变小车的质量 b a 题组剖析 在不挂重物且 选填选项前的字母 的情况下 轻推一下小车 若小车拖着纸带做匀速运动 表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响 a 计时器不打点b 计时器打点 3 接通电源 释放小车 打点计时器在纸带上打下一系列点 将打下的第一个点标为o 在纸带上依次取a b c 若干个计数点 已知相邻计数点间的时间间隔为t 测得a b c 各点到o点的距离为x1 x2 x3 如图所示 实验中 重物质量远小于小车质量 可认为小车所受的拉力大小为mg 从打o点到打b点的过程中 拉力对小车做的功w 打b点时小车的速度v b mgx2 题组剖析 4 以v2为纵坐标 w为横坐标 利用实验数据做出如图7所示的v2 w图象 由此图象可得v2随w变化的表达式为 根据功与能的关系 动能的表达式中可能包含v2这个因子 分析实验结果的单位关系 与图线斜率有关的物理量应是 5 假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响 若重物质量不满足远小于小车质量的条件 则从理论上分析 下图中正确反映v2 w关系的是 v2 4 8w 0 01 质量 a 题组剖析 题组剖析 题组剖析 变式训练2某校物理兴趣小组利用如图所示装置探究合力做功与动能变化的关系 在滑块上安装一遮光条 系轻细绳处安装一拉力传感器 可显示出轻细绳的拉力 把滑块放在水平气垫导轨上a处 细绳通过定滑轮与钩码相连 光电门安装在b处 气垫导轨充气 将滑块从a位置由静止释放后 拉力传感器记录的读数为f 光电门记录的时间为 t 1 用螺旋测微器测量遮光条的宽度 如图所示 则宽度为 mm 2 558 题组剖析 3 若正确选择横坐标所代表的物理量后 得出线性变化图象的斜率为k 且已经测出a b之间的距离为s 遮光条的宽度为d 则滑块质量 含遮光条和拉力传感器 的表达式为m d 题组剖析 高考模拟演练 1 某学习小组在 探究功与速度变化的关系 的实验中采用了如图10所示的实验装置 1 将气垫导轨接通气泵 通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平 检查是否调平的方法是 2 如图11示 游标卡尺测得遮光条的宽度 d cm 实验时 将橡皮条挂在滑块的挂钩上 向后拉伸一定的距离 并做好标记 以保证每次拉伸的距离恒定 现测得挂一根橡皮条时 滑块弹离橡皮条后 经过光电门的时间为 t 则滑块最后匀速运动的速度表达式为 用字母表示 3 逐根增加橡皮条 记录每次遮光条经过光电门的时间 并计算出对应的速度 则画出的w v2图象应是 将滑块轻置于气垫导轨之上 看其是否滑动 或将滑块轻置于气垫导轨之上 轻推滑块看是否匀速运动 其他方法正确均可 0 550 过坐标原点的一条倾斜直线 高考模拟演练 第二步 保持长木板的倾角不变 将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处 取下细绳和重锤 将滑块与纸带相连 使纸带穿过打点计时器 然后接通电源 释放滑块 使之从静止开始向下加速运动 打出纸带 如图乙所示 打出的纸带如图丙所示 高考模拟演练 第一步 把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起 把质量为m的滑块通过细绳与质量为m的带夹子的重锤跨过定滑轮相连 重锤下连一穿过打点计时器的纸带 调整木板倾角 直到轻推滑块后 滑块沿木板向下匀速运动 如图12甲所示 请回答下列问题 2 为了 探究动能改变与合外力做功的关系 某同学设计了如下实验方案 高考模拟演练 1 已知o a b c d e f相邻计数点间的时间间隔为 t 根据纸带求滑块运动的速度 打点计时器打b点时滑块运动的速度vb 2 已知重锤质量为m 当地的重力加速度为g 要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块 写出物理量名称及符号 只写一个物理量 合外力对滑块做功的表达式w合 3 算出滑块运动oa ob oc od oe段合外力对滑块所做的功w以及在a b c d e各点的速度v 以v2为纵轴 w为横轴建立直角坐标系 描点作出v2 w图象 可知该图象是一条 根据图象还可求得 下滑的位移x mgx 过原点的倾斜直线 滑块的质量m 高考模拟演练 高考模拟演练 1 挂钩码前 为了消除摩擦力的影响 应调节木板右侧的高度 直至向左轻推小车观察到 2 挂上钩码 按实验要求打出的一条纸带如图14所示 选择某一点为o 依次每隔4个计时点取一个计数点 用刻度尺量出相邻计数点间的距离 x 记录在纸带上 计算打出各计数点时小车的速度v 其中打出计数点 1 时小车的速度v1 m s 3 2017 江苏单科 10 利用如图13所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系 小