【三维设计】高考物理一轮复习 第五章 实验6 探究动能定理课件 新人教版（安徽 北京专版）.ppt

实验理论必备 第五章 课下知能提升 命题热点例析 一 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 二 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 三 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 四 实验步骤 1 按如图实 6 1所示将实验仪器安装好 同时平衡摩擦力 图实 6 1 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 图像法 在坐标纸上 图实 6 3 画出w v或w v2图线 w 以一根橡皮筋做的功为单位 图实 6 3 4 实验结论 从图像可知做功与物体速度变化的关系为w v2 六 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状态的 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 七 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 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 例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实 6 4所示的装置 另图实 6 4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 例2 某同学用如图实 6 5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 图实 6 5 1 该同学在一条比较理想的纸带上 从点迹清楚的某点开始记为o点 顺次选取5个点 分别测量这5个点到o之间的距离 并计算出它们与o点之间的速度平方差 v2 v2 v2 v02 填入下表 请以 v2为纵坐标 以x为横坐标 在图实 6 6的方格纸中作出 v2 x图像 若测出小车质量为0 2kg 结合图像可求得小车所受合外力的大小为 n 图实 6 6 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