高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理专题精讲课件.ppt

核心考点导学 了解 实验目的 1 探究外力对物体做功与物体速度的关系 2 通过实验数据分析 总结出做功与物体速度平方的正比关系 理解 实验原理 1 不是直接测量对小车做功 而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功w 2w 3w 2 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出 也可以用其他方法测出 这样 进行若干次测量 就得到若干组功和速度的数据 3 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标 小车获得的速度为横坐标 作出w v曲线 分析这条曲线 可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系 知道 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 使用电火花计时器不用学生电源 5 6条等长的橡皮筋 刻度尺 熟习 实验步骤 1 按如图所示将实验仪器安装好 同时平衡摩擦力 2 先用一条橡皮筋做实验 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w1 将这一组数据记入表格 3 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 这样橡皮筋对小车做的功为w2 测出小车获得的速度v2 将数据记入表格 4 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 2 实验数据记录 3 实验数据处理及分析 观察法 当橡皮筋的条数成倍增加 即合外力做的功成倍增加时 观察小车的速度或速度的平方如何变化 有何变化规律 图象法 在坐标纸上画出w v或w v2图线 w 以一根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 细辨 误差分析 1 误差的主要来源是橡皮筋的长度 粗细不一 使橡皮筋的拉力做的功w与橡皮筋的条数不成正比 2 没有完全平衡摩擦力 倾角小 或平衡摩擦力过度 倾角过大 也会造成误差 3 利用纸带计算小车的速度时 测量间距不准确或所选阶段不正确带来误差 警惕 注意事项 1 将木板一端垫高 使小车的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做匀速运动 找到长木板的一个合适的倾角 2 测小车速度时 应选纸带上的点均匀的部分 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 考向案例研究 1 实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动 应采取的措施是 2 每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的 为了计算出小车获得的速度 应选用纸带的 部分进行测量 3 同学们设计了以下表格来记录数据 其中w1 w2 w3 w4 表示橡皮筋对小车做的功 v1 v2 v3 v4 表示小车每次获得的速度 他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w v图象 由图象形状得出结论w v2 他们的做法是否合适 请说明理由 一 名师分析解题 解析 1 把木板末端垫高 倾角为 若f mgsin 则平衡了摩擦力 此时只有橡皮筋的作用力使小车运动 2 小车先加速后匀速 匀速时橡皮筋的弹力刚好全部做功 所以应选纸带的均匀部分测量 3 因为w v图象是曲线 不能确定w与v2的函数关系 所以不合适 二 调用所学解题 1 把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 2 点距均匀 3 不合适 由曲线不能直接确定w v2的函数关系 应进一步绘制w v2图象 三 同类提升演练1 某探究学习小组的同学欲验证动能定理 他们在实验室组装了一套如图所示的装置 另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源 导线 复写纸 纸带 小木块 细沙 当滑块连接上纸带 用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时 释放小桶 滑块处于静止状态 若你是小组中的一位成员 要完成该项实验 1 你认为还需要的实验器材有 2 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等 细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 实验时首先要做的步骤是 3 在 2 的基础上 某同学用天平称量滑块的质量为m 往沙桶中装入适量的细沙 用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m 让沙桶带动滑块加速运动 用打点计时器记录其运动情况 在打点计时器打出的纸带上取两点 测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2 v1 v2 则本实验最终要验证的数学表达式为 用题中的字母表示实验中测量得到的物理量 解析 该实验中的研究对象是滑块 目的是比较合外力对滑决所做的功与滑块动能的增量的关系 因为合外力不等于滑块的重力 两端质量不可能 抵消 所以要分别测出沙 滑块的质量 还要测出滑块移动的距离 便于计算做的功和速度 例2 2012 江苏单科 11 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数 小亮设计了如图所示的装置进行实验 实验中 当木块a位于水平桌面上的o点时 重物b刚好接触地面 将a拉到p点 待b稳定后静止释放 a最终滑到q点 分别测量op oq的长度h和s 改变h 重复上述实验 分别记录几组实验数据 1 实验开始时 发现a释放后会撞到滑轮 请提出两个解决方法 2 请根据下表的实验数据作出s h关系的图象 3 实验测得a b的质量分别为m 0 40kg m 0 50kg 根据s h图象可计算出a木块与桌面间的动摩擦因数 结果保留一位有效数字 4 实验中 滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果 选填 偏大 或 偏小 一 名师分析解题 1 木块到达滑轮处速度不为零才撞到滑轮 可采用的办法是减小重物b的质量 也可增大细线的长度 2 如答案图所示 3 设细线拉力为f 对木块a由动能定理可得 f mg h mgs 0 二 调用所学解题 1 减小b的质量 增加细线的长度 或增大a的质量 降低b的起始高度 2 如图所示 3 0 4 4 偏大 三 同类提升演练2 2011 北京海淀一模 探究动能定理 的实验装置如图甲所示 当小车在两条橡皮筋作用下弹出时 橡皮筋对小车做的功记为w0 当用4条 6条 8条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 第4次 实验时 橡皮筋对小车做的功记为2w0 3w0 4w0 每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出 2 如图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带 从中截取了测量物体最