高考物理一轮复习 实验增分 专题5 探究动能定理课件.ppt

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 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 刻度尺 天平 包括砝码 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 选填字母代号 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 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 d 可在小车上加适量的砝码 或钩码 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 选填字母代号 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 cd 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 选项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 选项c d正确 考点2实验数据处理 例2 2017 江苏卷 利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系 小车的质量为m 200 0g 钩码的质量为m 10 0g 打点计时器的电源为50hz的交流电 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 小车做匀速运动 2 挂上钩码 按实验要求打出的一条纸带如图所示 选择某一点为o 依次每隔4个计时点取一个计数点 图中间隔点未画出 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 0 228 请根据表中的数据 在图丙中方格纸上作出 ek w图象 4 实验结果表明 ek总是略小于w 某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的 用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力f n 0 093 答案 3 见图 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 2018 江西南昌模拟 如图甲所示 为验证动能定理的实验装置 较长的小车的前端固定有力传感器 能测出小车所受的拉力 小车上固定两个完全相同的遮光条a b 小车 传感器及遮光条的总质量为m 小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道d上 光电门可记录遮光条a b通过它的挡光时间 用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连 轨道放在水平桌面上 细线与轨道平行 滑轮质量 摩擦不计 1 用螺旋测微器测遮光条的宽度 如图乙所示 则遮光条的宽度d mm 2 实验过程中 选填 需要 或 不需要 满足m远大于m 3 实验主要步骤如下 测量小车 传感器及遮光条的总质量m 测量两遮光条间的距离l 按