高考物理一轮复习课件：实验五 探究动能定理课件.ppt

实验五探究动能定理 要点解读回放 1 通过实验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 探究功与物体动能变化的关系 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 橡皮筋 打点计时器 小车 纸带 电源 导线 刻度尺 木板 钉子等 过程分析导引 实验步骤 1 按实验原理中所给图示组装好实验仪器 由于小车在运动中会受到阻力 把木板装有打点计时器的一端用薄木块略微垫高 平衡摩擦力 2 把纸带拴在小车的后面 并穿过打点计时器 先用一条橡皮筋进行实验 把橡皮筋拉伸一定长度 放开小车 3 换纸带 并改用2条 3条 同样的橡皮筋进行第2次 第3次 实验时 每次实验中橡皮筋拉伸的长度要相同 4 由纸带算出小车获得的速度 把各次实验获得的速度依次记入对应的表格中 5 观察测得数据进行估计 大致判断两个量可能的关系 然后以w为纵坐标 以v2 或v v3 为横坐标作图 寻找二者的关系 注意事项 1 平衡摩擦力时连着纸带且接通电源 2 测小车速度时 纸带上的点应选分布均匀部分的 也就是小车做匀速运动时所打点进行测量 计算 3 小车应靠近打点计时器 并且要先接通电源后再放手 4 小车质量应大一些 使纸带上打的点多一些 5 橡皮筋应选规格一样的 误差分析 1 橡皮筋的差异和拉伸长度差异使做功不同 2 平衡摩擦力不彻底或平衡过了也会造成误差 3 利用打上点的纸带计算小车的速度时 测量不准会带来误差 本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集 比用打点计时器方便快捷且误差较小 小车受到的外力也可以用拉力传感器采集以便于直接计算出合外力做功的大小 另外可以把长木板换成气垫导轨 省略平衡摩擦力的操作步骤 达到简化实验过程的目的 实验典例突破 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 以下关于该实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 可以使木板适当倾斜 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 由于选用同样的橡皮筋 并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同 因此每条橡皮筋对小车做的功都相同 故a正确 小车在运动中受到阻力 采取平衡摩擦力的方法补偿 让木板固定在有打点计时器的一端适当抬高 使重力的下滑分力与摩擦力平衡 故b正确 纸带上的点两端密 中间疏 说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速 后在阻力作用下减速 故c正确 由于橡皮筋松弛后 小车做匀速运动 此时的速度是橡皮筋对小车做功后的最大速度 故求速度应用匀速的来一段的数据 而不应该使用从第一点到最后一点的数据那计算 故d项错 a b c正确 答案 d 某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系 图中a为小车 连接在小车后面的纸带穿过打点计时器b的限位孔 它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上 c为弹簧测力计 不计绳与滑轮的摩擦 实验时 先接通电源再松开小车 打点计时器在纸带上打下一系列点 请以 v2为纵坐标 以x为横坐标 在如图所示的方格纸中作出 v2 x图象 若测出小车质量为0 2kg 结合图象可求得小车所受合外力的大小为 n 2 若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数 明显超出实验误差的正常范围 你认为主要原因是 实验操作中改进的措施是 解析 1 根据表中数据在 v2 x坐标系中描点 然后用直线连接各点 如图所示 2 当小车受到向左的阻力ff时 小车的合外力f合 fc