高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律实验5探究动能定理课件

机械能及其守恒定律 第五章 实验五探究动能定理 栏目导航 一 实验目的 原理 器材 知识梳理 夯实基础 二 实验步骤1 垫高木板的一端 平衡摩擦力 2 拉伸的橡皮筋对小车做功 1 用一条橡皮筋拉小车 做功W 2 用两条橡皮筋拉小车 做功2W 3 用三条橡皮筋拉小车 做功3W 3 测出每次做功后小车获得的速度v 4 分别用各次实验测得的v和W绘制W v或W v2 W v3 图象 直到明确得出W和v的关系 五 注意事项1 平衡摩擦力的方法是轻推小车 由打在纸带上的点是否均匀判断小车是否匀速运动 2 测小车速度时 应选纸带上点均匀分布的部分 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 考点1实验原理和实验操作 例1 2014 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 核心考点 分层突破 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 刻度尺 天平 包括砝码 D 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方法 4 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 可在小车上加适量的砝码 或钩码 CD 解析 1 实验要处理纸带测小车的瞬时速度 需要刻度尺 要分析动能的变化 必须要测出小车的质量 因此还需要天平 2 实验中调节定滑轮高度 使细绳与木板平行 可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力 如果不平行 细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力 改变了摩擦力 就不能使细绳拉力等于小车所受的合力 D正确 3 在所挂钩码个数不变的情况下 要减小小车运动的加速度 可以增大小车的质量 即可在小车上加适量的砝码 或钩码 4 如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功 发现拉力做的功总比小车动能的增量大 原因可能是阻力未被完全平衡掉 因此拉力做功一部分用来增大小车动能 一部分用来克服阻力做功 也可能是钩码做加速运动 因此细绳的拉力小于钩码的重力 钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功 此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功 则拉力做的功大于小车动能的增量 C D项正确 考点2实验数据处理 例2 2017 广东惠州模拟 1 用如图甲所示的仪器探究做功与速度变化的关系 实验步骤如下 将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度 消除摩擦力的影响 小车钩住一条橡皮筋 往后拉至某个位置 记录小车的位置 先 后 小车拖动纸带 打点计时器打下一系列的点 断开电源 改用同样的橡皮筋2条 3条 重复 的实验操作 每次操作一定要将小车 接通打点计时器的电源 释放小车 从相同位置释放 2 打点计时器所接交流电的频率为50Hz 图乙是四次实验打出的纸点 根据纸带 完成尚未填入的数据 从表中数据可得出什么样的结论 1 73 2 99 橡皮筋做的功与速度的平方成正比 考点3实验创新设计本实验可从下列两个方面改进创新1 实验器材的改进 用拉力传感器测量拉力 用速度传感器测量速度 2 实验方案的创新 1 利用自由落体运动探究功和动能的关系 2 研究小车以不同的初速度沿粗糙水平面滑动的距离 得出小车的初动能大小与克服摩擦力做功的情况 也可探究动能定理 3 让小球从斜面上某高处滚下 然后做平抛运动等 例3 2017 湖北武汉模拟 某同学利用如图所示的装置验证动能定理 将斜槽固定在桌面上 斜槽末端与桌面边缘对齐 在水平地面上依次固定好白纸 复写纸 将小球从斜槽高度h处由静止释放 小球落到复写纸上的某点 测出落点到桌边缘的水平距离为x 改