高考物理总复习（抓纲扣本+剖题探法+达标训练）专题精讲 实验五 探究动能定理课件.ppt

实验五探究动能定理 实验目的 1 探究外力对物体做功与物体速度的关系 2 通过数据分析 总结出外力做功与物体动能变化的关系 实验原理 探究做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 用如图实 1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 抓纲扣本 落实基础 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 实验过程 1 按图实 1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 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 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 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 也就是选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 剖题探法 突破考点 考点一 对实验原理的理解 1 实验时为了使小车相当于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 解析 1 小车运动过程中要受到摩擦力等阻力的作用 为抵消阻力的作用 可将木板的一端适当垫高 设倾角为 只要满足f阻 mgsin 便可认为小车只在橡皮筋作用下运动 2 小车在橡皮筋作用下做加速运动 橡皮筋作用完后小车做匀速运动 此时纸带上的打点间距应是均匀的 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 答案 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 思维提升 1 实验中要通过倾斜木板平衡摩擦力 这与探究加速度与力 质量关系中平衡摩擦力的原因是一样的 2 计算小车的速度时 应选纸带上点距均匀的部分进行测量 例2 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究 动能定理 如图实 3所示 他们将拉力传感器固定在小车上 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小 在水平桌面上相距50 0cm的a b两点各安装一个速度传感器 记录小车通过a b时的速度大小 小车中可以放置砝码 考点二 实验的创新设计 1 实验主要步骤如下 测量 和拉力传感器的总质量m1 把细线的一端固定在拉力传感器上 另一端通过定滑轮与钩码相连 正确连接所需电路 将小车停在c点 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力及小车通过a b时的速度 在小车上增加砝码 或 重复 的操作 3 根据上表 请在图实 4中的方格纸上作出 e w图线 答案 1 小车 释放小车 减少砝码 2 0 6000 610 3 见解析图 特别提醒 选标度时 应尽量使图线占满坐标纸 描图线时应使尽量多的点落在图线上 不在图线上的点应均匀分布在直线的两侧 1 关于 探究动能定理 的实验 下列叙述正确的是a 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值b 每次实验中 橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致c 放小车的长木板应该尽量使其水平d 先接通打点计时器电源 再让小车在橡皮筋的作用下弹出 达标训练 技能过关 解析本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳 只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就足够了 a错 每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致 只有这样才能保证以后每次实验时 橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍 否则 功的数值难以测定 b错 小车运动过程中会受到阻力 只有使木板倾斜到一定程度 才能减小误差 c错 实验时 应该先接通电源 让打点计时器开始工作 然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出 d正确 答案d 2 2013 佛山模拟 探究动能定理 的实验装置如图实 5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 图实 6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大速度所用的一段纸带 测得o点到a b c d e各点的距离分别为xoa 5 65cm xob 7 12cm xoc 8 78cm xod 10 40cm xoe 11 91cm 已知相邻两点打点时间间隔为0 02s 则小车获得的最大速度vm m s 答案 1 cd 2 0 82 3 2013 济南模拟 如图实 7所示是一位同学做 探究动能定理 的实验装置图 1 让一重物拉着一条纸带自由下落 通过打点计时器在纸带上打点 然后取纸带的一段进行研究 该同学测定重力做功和物体动能的增加量时 需要用刻度尺测量这一段的 并计算重物在这一段运动的初速度和末速度 2 该同学计算了多组动能的变化量 ek 画出动能的变化量 ek与下落的对应高度 h的关系图象 在实验误差允许的范围内 得到的 ek h图应是图实 8中的 图 答案 1 位移或高度 2 c 4 2013 福建四地六校联考 测量滑块在运动过程中所受的合外力是 探究动能定理 实验要解决的一个重要问题 为此 某同学设计了如下实验方案 a 实验装置如图实 9所示 一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码 用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起 调整长木板的倾角 直至轻推滑块后 滑块沿长木板向下做匀速直线运动 b 保持长木板的倾角不变 取下细绳和钩码 让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动 请回答下列问题 1 滑块做匀速直线运动时 打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是 2 滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小 钩码的重力大小 选填 大于 等于 或 小于 解析 1 纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移 当滑块做匀速直线运动时 点痕的分布应该是等间距或均匀的 2 悬挂钩码 滑块匀速下滑时 根据滑块的平衡条件有mgsin ff g码 0 所以g码 mgsin f