实验探究动能定理高三物理一轮专题

1223实验：探究动能理1223目标：1．理研究方、经历探究过程、形成思维习惯;2．理解实目的、理、器材、数据的处理与分析、误差分析等．抽象力学设实验的一般方法.知识梳：请阅配配套资料相对应部分例109安徽·21.Ⅲ）探力对原静止的体做的与物体获得的速度的关系，实验装如图所，实验主过程如：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别W、W、3、…；分析打点时器打的纸带，求出小车的速度、、v…；作出Wv草图；分析Wv图象．如－v图象是一条直线表明∝v；如果不是直，可考是否存在∝v、W∝v、W∝等关系．以下关该试验说法中有一项不正确，它是___________。A．实验设让橡皮对小车做的功分别为W2W、3W、……。所采用的方法是选用同的橡皮，并在次实验中使橡筋拉伸长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对车做的为W，用2条3条、……橡皮筋并一起进第次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车的功分是2W、、……。．小车运动中会受阻力，偿的方，可以木板适当倾斜。C．同学在次实验，得到一条记录纸带。纸带上打出的点两端密中间疏出现这情况的原因，可能是没有使木板斜或倾太小。D．据记录带上打的点，求小车获得的速度的方法，是以带上第点到最一点的离来进行计算。基础演练：1.在究动能理”实验中,拖着纸的小车橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端在此过程中打计时器纸带上打下相邻点的距离变化情况是()A.终是均的

B.减小后增大

C.增大后小D.先增大后匀不变2．如图所，在“探究功物体速度变化的关系的实验中，关于橡皮筋做的功，列说法正确的()A．皮筋做功可以接测量C．皮筋在车运动全程中始终做功

．通过增加橡皮筋条数可使橡皮对小车的功成整数倍增加D．把橡皮筋伸为原的两倍橡皮筋功也增加为原来的两倍3．关于探功与物速度变化的关系的实验中，下列叙述确的是()A．次实验须设法出橡皮筋对小车做功的具体数值

．每次实验中，橡皮拉伸的度没有要保持致C．小车的木板应尽量使其水平

．先接通电源，让小车橡皮筋作用下弹出4．在“探究动定理”的实验中，某学是用下面的方法和器材进行实验的放在长板上的车，由止开始在几条完全相的橡皮的作用下沿木板运动，小车拉动固定在上面的带，纸穿过打计时器．关于这一实验，下列说法中确的是)A．木板要当倾斜以平衡小车运动中受到的阻力．重复实验时，虽用到橡筋的条不同，每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C．用纸带的点计小车的速度时，应选用纸带上打点最密的部分行计算D．用纸带的点计小车的速度时，应选用纸带上打点比较疏的部进行计例（08年广东卷）某实验小组采用图所示的装探究“能定理，图中小车中可放置码，实中，小碰到制动装置，钩码未到达地面，打点针时器工作频率为Hz．（）实验的部分骤如下①在小中放入码，把纸带穿过打点计时器，连在小车端，用线连接车和钩码②将小停在打计时器附近，，，小车动纸带打点计时器在带上打一列点，；③改变码或小中砝码的数量，更换纸带，重复②的操。（2）图是钩码质量为0.03kg砝码质为0.02时得到的条纸带在纸带选择起始点0及A、BCD和E五

-1)22个计数，可获各计数点到0的距离及应时刻车的瞬时速度请将C点的测量结填在表1中的相应位置-1)22测量点

r/(m·（）在上车的运过程中对于钩、砝码小车组成的系统，

做正

0ACDE

功，

做负功（4）实验实验了图中的图线Δv）根获得的结论0是

．要验“动能理”，还需要测量物理量摩擦力是．拓展：某兴趣组在做“究做功物体速变化关”的实验前提出了以下种猜想①W∝，②W，③W∝

v

。他们实验装置图甲所，PQ一块倾斜放置的木板，在Q处固一个速度感器（来测量物体每次通过Q点的速度在刚开实验时有位同提出，不需要测出物体质量，只要测出体初始位置速度传器的距离和读出速度传感器的读数就行，大家经过论采纳该同学的建议。L

速度传感器Q图甲

O

图乙①请你要说明什么不需要测出物体的质量？②让小分别从同高度无初速释放，测出物体初始位置速度传器的距LL、L、L……，读出小球每次通14过Q点的速度、v、、、…，并绘制了如图乙所示的L-v图象。若为了直观地出L和v的变化关系，他1们下一应怎么？

1－42课后练习：1－421．如图所，是某究性学习小组做探究“橡皮筋做的功物体速变化的系”的验，图是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木滑行的形，这，橡皮筋小车做功记为W当我们条3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第次……实验时，每次橡皮筋拉伸到一位置放．小每次实验中得的速由打点计时器所打的纸带测出．除了图中的已给出的实验器材外，还要的器有()A．流电源C．表

．天平D．刻度尺2．在“探动能定”的实验中，某同学是用下面的方法器材进实验的放在长板上的小车，由静止开始在几条完全同的橡筋的作用下沿木板运动，小车拉动固定它上面纸带，带穿过点计时器．关于这一实验，下列说法正确的()A．木板要当倾斜以平衡小车运动中受到的阻力．重复实验时，虽用到橡筋的条不同，每次应使橡皮筋拉伸的长度相同C．用纸带的点计小车的速度时，应选用纸带上打点最密的部分行计算D．用纸带的点计小车的速度时，应选用纸带上打点最均的部分行计算．用图所示的装置进行探究动能定理的实验，实时测得车的质为m，木板倾角为θ实验过程中，选出一条比较清的纸带用直尺测得各点与A点间的距离如图5－4－乙所示已知打计时器点的周期为T，重力加速度为，小车斜面间擦可忽略不计．若取段研究车的动变化，动能的变化正确的表达式是

()A．(d－θ3

．(－d)32

D．md(d－2)/8T42

24.探究能力是进行物学研究重要能之一．物体因绕轴转动而具有动能叫动动能，转动动能的大小物体转的角速有关为了研某一砂的转动能E与角速度ω的关，某同学采了下述实验方法进行探索：如图5－4k－10所示，先让砂轮由动带动匀旋转，得其角度ω，后让砂脱离动，由于服转轴间摩擦力做功，砂轮最后下，测砂轮脱离动力到停止转动的圈数，通过分实验数，得出论．经验测得的几组和如下表所示ω/rad·s

120

280

3180

4320E/Jk另外已试砂轮轴的直径为1，转间的摩力为

10π

N.计算出砂每次脱动力的转动动能，并填入上表中．(2)由述数据导出该轮的转动能________________

E与角速度ω的关系式为k5.（09广东物·15某实验组利用力传感和速度传感器探究动能定理”，如图12他们将力传感器固定在小车上，用不可伸长的线将其通过一定滑轮钩码相连，用拉力传感器记录小车受到力的大。在水平桌面相距的A、B两点各装一个度传感器记录小车通过A、

图时的速度大。小车可以放置砝码。（）实验主要步如下：测量_和拉力传器的总量M;把线的一固定在拉力传感器上另一端通过定1滑轮与码相连正确连接所需电路；②将小停在点，，车在细拉动下运动，记录细线拉力及小通过、时的速度。③在小中增加码，或_______________，重复②的操作

222x（）表1是他们测得的组数据其中M是M与小车中砝码质之和，222x1

|

是两个度传感记录速度的平方，可以此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到拉力，W是F在A、B间所作的。表格△W结保留三有效数)3（）根据表请在图中的方格纸上作出△E-W图线。表1数据记录表次

M/－2

△

F/

W/数

kg

v|/(m/s)1

E/J

N

J1

0.760

0.

0.

00

190

400

002

1.65

0.

0.

00

413

840

203

2.40

△

1.

W300

E

3

2204

2.40

1.

2.

00

20

420

15

2.84

1.

2.

00

42

860

362011山东(1)探究小设计了用一把尺子测定动摩擦因数”的实方案。图所示将一个球和一个滑块用细绳接，跨斜面上端。开始时小球和滑块均静止，短细绳，小球由下落滑块沿斜面下滑，可先后听到小球地和滑撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放位置不，调整板位置重复以上操作直到能同时听到小球地和滑撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下的。(2).高度H、滑块释放点与挡板的高度沿斜面运动位移空气阻对本实的影响可以忽略）①滑块斜面运的加速度与重力加速度的比值为_______。②滑块斜面间动摩擦因数为__________________③以下引起实误差的是________。a滑块的量b当地重力加速度的大小c长度测时的读误差d小球落地和滑块击挡板不同时7．为了研“两小碰撞过程中动能的损失率即碰撞系统动的损失系统碰撞前初动的比值某同学用如图所示的装置进行如下实验作）Ⅰ．先斜槽轨的末端调整水平，在一块平板表面后钉上纸和复纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处使小球从槽轨道某固定处由静止释放，撞到木板并白纸上下痕迹O；II．将木板向右平移适当距离，使小球a从固定点静止释，撞在木板上得到痕迹BIII．然后把半径相的小球b静止放在斜轨道水段的最端，让球a仍从原固定置由静止开始滚下与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕和；

IV用天平量a、b两小的质量别为m、m，用刻度尺量纸上O点到A、B、C点的距分别为y、ay和y。2请回答下问题（1）本实验中所用的两球质量系为m________（选填＜”、“＞”或“＝”（2）用本实验中测得的表示其表达为。

0

，

2答案：2例

解析本实的目的是探究橡皮绳做的功物体获得速度的关系速度是指橡皮绳做功完毕的速度，而不整过程的平均速度，所以D选项是误的。1解橡皮筋对小作用过程中小车速度增大所以点间距增大当车离开橡皮筋后做匀速直线运点的间距不再变所以选答案:2解橡皮的功等于橡皮筋所释放的弹性势能但无法直接量橡筋的条数成倍增加弹性能也会成倍增加即做功成倍增加，但橡皮筋只在释放弹性势能的一段时间内才功，A、错B对橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉伸为原来的两倍，功变为原来的4倍，故D错．答案：B3解实验没有必要测出橡皮做的功到底是多少焦耳要测以后各次实验时橡筋做的功是第一次实验时的少倍就已经足够了A错每次实验橡皮筋伸长的长度必保持一致，只有这样才能保证以后各次验时，橡皮筋做的功是第一次验时的整数倍B错小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到定程度，才能减小误差错；实验时，该先接通电源，让打点计时器始工作，然后再让小车在皮筋的作用下弹出D正确．答案：D4答：ABD例案）②接通电源、放小车断开开关（2）506049（）钩砝的重力小车摩擦阻力（4）小车初末速度平方差与位移成正比小的质量拓展练习：答案：①因为对体做的功W物体初始位置到速器的距离成比。②下一步应该绘L-2图课后练习：1案：AD2析：在本题的实验中，于小车在运中受到阻力摩擦力和纸带的阻力，所以要使长木板适当倾斜，平衡小车运动过程中受到阻力，重复实验时，为了橡皮筋对小车所做的功与它的数成正比，所以用到橡皮的条数虽然不同，但每次使橡皮筋拉伸的长度相同，利纸带上的点计算小车的速时，由于要计算的是小车离橡皮筋后匀速运动的速度，以应选用纸带上打点最均的部分进行计算，故A，D选项是正确的．答案：3答案：4析：(1)从脱动力到最后停止转动，由能定理得－F··πD＝E，即E＝fk0f

πD＝n

将n的同数值代入可得到应的转动动能如表：Ek

答案：(1)Ek

E＝2ωk

3xH3xH解析（1）略（）由各组据可见规律

1v2

2221

，可得E观察数据规律可得数值上W=F/2=0.610;（）在方格纸上出△图线如图所示答案（①小车、砝码②然后释放小车③减砝码（0.6000.6106案：①

②

(h

x2)2

2

③cd17）>（2）

yy(1byy3a

（第一空1分，第二空

W分）

2.于探究动能定”的验中下叙