复习方略高考物理一轮复习 5实验五 探究动能定理课件 沪科版必修2.ppt

实验五探究动能定理 实验过程 一 实验步骤1 按原理图将仪器安装好 2 平衡摩擦力 在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车上不挂橡皮筋时 轻推小车 纸带打出的点间距均匀 即小车能匀速运动为止 3 先用1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w 将这一组数据记入表格 4 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 这时橡皮筋对小车做的功为2w 测出小车获得的速度v2 将数据记入表格 5 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 二 数据处理1 测量小车的速度 实验获得如图所示的纸带 为探究橡皮筋弹力做的功和小车速度的关系 需要测量弹力做功结束时小车的速度 即小车做匀速运动的速度 应在纸带上测量的物理量 a1 a2间的距离s 小车速度的表达式是v t为打点计时器打点的时间间隔 2 记录实验数据 把计算出的速度填入表格中并算出v2的值 3 数据处理 在坐标纸上画出w v或w v2图线 w 以一条橡皮筋做的功为单位 4 实验结论 从图像分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为w v2 误差分析 注意事项 1 平衡摩擦力 将木板一端垫高 使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡 方法 使小车连着纸带并接通电源 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做匀速运动 找到长木板的一个合适的倾角 2 选点测速 测小车的速度时 纸带上的点应选均匀部分的 也就是选小车做匀速运动时的部分 3 橡皮筋的选择 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 先后顺序 开始实验时 小车应靠近打点计时器 并且要先接通电源再释放小车 5 小车的选择 小车质量应适当大一些 使纸带上打的点多一些 实验改进 1 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 2 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 热点1对实验原理的理解 典题1 探究动能定理 的实验装置如图甲所示 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 1 关于该实验 下列说法正确的是 a 打点计时器可以用直流电源供电 电压为4 6vb 实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等c 每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出d 利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功w 依次作出w vm w vm2 w vm3 w2 vm w3 vm 的图像 得出合力做功与物体速度变化的关系 2 图乙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oa 5 65cm ob 7 12cm oc 8 78cm od 10 40cm oe 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 解题探究 1 关于 探究动能定理 的实验 请回答 打点计时器应使用 供电 实验中的橡皮筋的选择需 每次实验小车要从 由静止弹出 2 如何求小车获得的最大速度 提示 选取纸带上间距相等的点 利用速度公式v 求解 交流电源 规格相同 同一位置 解析 1 选c d 打点计时器一定要用交流电源 a错误 实验中一定要用相同的橡皮筋 b错误 每次实验中 应使小车从同一位置由静止弹出 c正确 在探究小车最大速度和橡皮筋做功w的关系时 要作出各种不同的可能关系图像 得出合力做功与物体速度变化的关系 d正确 2 小车获得的最大速度应该用纸带上点间距相等段求解 在图中纸带上应用b d段求小车的最大速度 vm m s 0 82m s 答案 1 c d 2 0 82 热点2实验数据的处理和误差分析 典题2 2013 四川高考 如图甲所示 某组同学借用 探究a与f m之间的定量关系 的相关实验思想 原理及操作 进行 研究合外力做功和动能变化的关系 的实验 1 为达到平衡阻力的目的 取下细绳及托盘 通过调整垫片的位置 改变长木板倾斜程度 根据打出的纸带判断小车是否做运动 2 连接细绳及托盘 放入砝码 通过实验得到图乙所示的纸带 纸带上o为小车运动起始时刻所打的点 选取时间间隔为0 1s的相邻计数点a b c d e f g 实验时小车所受拉力为0 2n 小车的质量为0 2kg 请计算小车所受合外力做的功w和小车动能的变化 ek 补填表中空格 结果保留至小数点后第四位 分析上述数据可知 在实验误差允许的范围内w ek 与理论推导结果一致 3 实验前已测得托盘质量为7 7 10 3kg 实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg g取9 8m s2 结果保留至小数点后第三位 解题探究 1 在做 研究合外力做功和动能变化的关系 的实验时 判断摩擦力平衡的方法 根据打出的纸带上的点是否均匀判断小车是否做 运动 2 计算从点o到点f小车所受合外力做的功w和小车动能的变化 ek的思路 合外力的功 w f点的速度大小 vf ek的大小 ek 匀速直线 fsof 3 如何求实验前放入托盘中的砝码的质量 提示 根据小车所受的拉力大小等于托盘和砝码的重力之和求解 解析 1 把长木板的一侧垫高 以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力 调节长木板的倾斜度 使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动 2 从点o到点f小车所受合外力做的功w fsof 0 2 55 75 10 2j 0 1115j小车在点f的速度大小vf m s 1 051m s 所以从点o到点f小车动能的变化 ek 0 2 1 0512j 0 1105j