高考物理大一轮复习 实验05 探究动能定理课件 新人教版.ppt

机械能 第五章 实验五探究动能定理 栏 目 导 航 一 实验目的1 探究外力对物体做功与物体速度的关系 2 会用图象法处理实验数据 通过对实验数据分析 总结出做功与物体速度平方的关系 二 实验原理一根橡皮筋作用在小车上移动距离s 做功为w两根橡皮筋作用在小车上移动距离s 做功应为2w三根橡皮筋作用在小车上移动距离s 做功应为3w利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度列表作图 即可求出v w关系 三 实验器材橡皮筋 小车 木板 打点计时器 纸带 铁钉等 四 实验步骤1 按原理图将仪器安装好2 平衡摩擦力3 用一条橡皮筋拉小车 做功w4 用两条橡皮筋拉小车 做功2w5 用三条橡皮筋拉小车 做功3w 探究功与速度变化的关系 的实验装置如图所示 当小车在一条橡皮筋作用下弹出时 橡皮筋对小车做的功记为w 当用2条 3条 4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2w 3w 4w 每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出 2 如图所示 给出了某次实验打出的纸带 从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带 测得a b c d e相邻两点间的距离分别为ab 1 48cm bc 1 60cm cd 1 62cm de 1 62cm 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 结果保留两位有效数字 答案 1 cd 2 0 81 二 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 测量不准带来误差 三 注意事项1 平衡摩擦力 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均匀程度判断小车是否匀速运动 打到木板一个合适的倾角 2 选点测速 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 规格相同 橡皮筋规格相同时 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 某同学为探究 合力做功与物体动能改变的关系 设计了如下实验 他的操作步骤如下 1 按如图1所示安装好实验装置 其中小车质量m 0 20kg 钩码总质量m 0 05kg 2 释放小车 然后接通打点计时器的电源 电源频率f 50hz 打出一条纸带 图1 3 他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条 如图2所示 把打下的第一个点记作0 然后依次取若干个计数点 相邻计数点间还有4个点未画出 用厘米刻度尺测得各计数点到0点的距离分别为d1 0 041m d2 0 055m d3 0 167m d4 0 256m d5 0 360m d6 0 480m 他把钩码的重力 当地重力加速度g 10m s2 作为小车所受合力 算出打下0点到打下第5点合力做功w j 结果保留三位有效数字 重力加速度g取10m s2 打第5点时小车的动能ek 用相关数据前字母列式 把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量 算得ek 0 125j 图2 4 此次实验探究的结果 他没能得到 合力对物体做的功等于物体动能的增量 且误差很大 通过反思 他认为产生误差的原因如下 其中正确的是 a 钩码质量太大 使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多b 没有平衡摩擦力 使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多c 释放小车和接通电源的顺序有误 使得动能增量的测量值比真实值偏小d 没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因 一 装置时代化 2016 全国新课标卷 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究 实验装置如图 a 所示 轻弹簧放置在光滑水平桌面上 弹簧左端固定 右端与一物块接触而不连接 纸带穿过打点计时器并与物块连接 向左推物块使弹簧压缩一段距离 由静止释放物块 通过测量和计算 可求得弹簧被压缩后的弹性势能 图 a 1 试验中涉及下列操作步骤 把纸带向左拉直 松手释放物块 接通打点计时器电源 向左推物块使弹簧压缩 并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 填入代表步骤的序号 2 图 b 中m和l纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果 打点计时器所用交流电的频率为50hz 由m纸带所给