高考物理一轮总复习教学课件人教实验5探究动能定理.ppt

实验五：探究动能定理,机械能,热点一实验原理与实验操作,热点二实验数据处理,热点三实验器材的改进及实验方案的创新,抓基础要点整合,抓基础要点整合,实验原理与操作,数据处理与分析,数据处理与分析,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。,热点一实验原理与实验操作,小明利用如图甲所示的实验装置完成了探究合外力做功与动能变化的关系，已知打点计时器所接电源的周期为T0.02s。根据题中的实验装置和所掌握的知识回答下列问题：(1)关于本实验的操作，下列叙述中正确的是_；A在每次操作时都应先接通电源后释放小车B每改变一次橡皮筋的条数都应重新平衡摩擦力C小明在某次操作时得到的纸带上的点中间稀疏、两端密集，其原团是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足D在求小车的最大速度时，为了减小实验误差应选取纸带上的第一个点和最后一个点来计算,AC,热点一实验原理与实验操作,解析,(2)在实验过程中小明取多条完全相同的橡皮筋进行实验，第1次将1条橡皮筋挂在小车上，由某一位置释放，将橡皮筋对小车所做的功记为1W；第2次将两条橡皮筋并在一起挂在小车上，并由同一位置释放，将橡皮筋对小车所做的功记为2W；第3次将三条橡皮筋并在一起挂在小车上，并由同一位置释放，将橡皮筋对小车所做的功记为3W橡皮筋与小车作用结束后的速度可通过打点计时器打出的纸带测出。若某次操作过程中打出的纸带如图乙所示，则本次操作中小车所获得的速度为_m/s(结果保留两位小数)。,2.00,热点一实验原理与实验操作,热点二实验数据处理,如图甲所示，是某研究性学习小组做探究动能定理的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形。这时，橡皮筋对小车做的功记为W。当我们把2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出。(1)除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有_。(2)平衡摩擦力后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量；,刻度尺,点距均匀,热点二实验数据处理,(3)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；,(4)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn的关系应是Wn_，请你根据表中测定的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性。,vn2,热点二实验数据处理,解析：(1)计算小车速度需要测量纸带上的点的距离，要用刻度尺。(2)小车弹出后，有一段过程小车做加速运动，橡皮筋松弛后才做匀速运动，对应纸带上点迹才均匀分布，应选用该部分纸带测量。(3)实验数据如表所示。,热点二实验数据处理,(4)通过表格中的数据可知，橡皮筋做的功Wn与速度的二次方vn成正比，则以纵坐标表示功，横坐标表示速度的二次方，利用描点法描出各组数据对应的点，然后用平滑曲线作出Wn-vn2图象，如图所示。,失分警示,探究功与速度变化的关系”的误区(1)不平衡摩擦力因而没有消除摩擦力对小车做功的影响。(2)不会选取纸带上间距大且均匀的点计算小车的速度。(3)不清楚实验原理及数据处理技巧，认为必须测出橡皮筋具体做功的值才能得出结论。(4)没有保证所选橡皮筋完全一样且每次拉伸长度一样。(5)不会将所作的W-v图线转化为W-v2图线，进而得出结论。,热点三实验器材的改进及实验方案的创新,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。,热点三实验器材的改进及实验方案的创新,(2017辽宁沈阳模拟)某小组在“探究合力做功与动能改变的关系”的实验中，将力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮与小桶相连，力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门，如图所示。在小车上放置砝码来改变小车质量，改变小桶中沙子的质量来改变拉力的大小。(1)实验中要将木板不带滑轮的一端适当垫高，使不挂小桶时小车近似做匀速直线运动。这样做目的_。A是为了挂上小桶释放小车后，小车能匀加速下滑B是为了增大小车下滑的加速度C可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功D是为了计算小车重力所做的功,C,热点三实验器材的改进及实验方案的创新,(2)实验主要步骤如下：测量小车、砝码、遮光片和拉力传感器的总质量M，遮光片的宽度为d，光电门A和B的中心距离为x。把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与小桶相连。接通电源后释放小车，小车在细线拉力作用下运动，记录细线拉力F及小车通过光电门A和B的遮光时间分别是t1和t2，在遮光片通过光电门A和B的过程中，小车、砝码和拉力传感器及遮光片组成的系统所受的合外力做功W_，该系统的动能增加量Ek_。(W和Ek用F、x、M、t1、t2、d表示)在小车中增加砝码，或在小桶中增加沙子，重复的操作。(3)处理实验数据，可得Ek、W多组数值，在方格纸上作出EkW图线如图所示，由图可得到的结论._。,在误差允