【状元之路】高考物理一轮复习 5-4 实验 探究动能定理课件 新人教版

1、二、实验原理是探讨功与物体动能变化的关系，通过改变力测量物体办事儿时物体的速度，为了简化实验可以使物体初速为零，可以用图示装置进行实验，通过增加猴皮筋儿数量使猴皮筋儿办事儿推车的功倍增。 并且用打点计时器和纸测定了实验后的购物车的最终速度v。 一、实验目的是探讨外力办事儿物体与物体动能变化的关系，即动能定理。 三、实验器材推车(前面有钩状体)，100 g200 g砝码，长板子，两侧适当对称位置两个钉子，打点定时器和纸录音带，学生电源和引线(不使用火花定时器)，5.6本等长猴皮筋儿，标度。 学案4实验(1) :探讨动能定理，根据上图设置实验仪器。 使摩擦力平衡在云同步上。 2 .首先用猴皮筋儿进

2、行实验，用打点计时器和纸录音带测定推车的速度v1，并将此时猴皮筋儿做成推车的工作设为W1，并将该数据填入表中。 3 .用两根猴皮筋儿进行实验，实验中猴皮筋儿的伸长长度和第一次一样，猴皮筋儿对车的工作是W2，测定车得到的速度v2，将数据记入表中。 4.3根、4根猴皮筋儿进行实验，用同样的方法测定工作和速度，并填写表格。 四、实验步骤，五.分析数据，得出结论。 (1)测量推车的速度：为了通过实验获得如图所示的纸张录音带，并调查猴皮筋儿弹力功与推车速度的关系，有必要对弹力功结束时推车的速度，即推车进行等速运动的速度进行测量。 应该用纸录音带测定的物理量是(用字母表示):A1、A2间的距离x，推车的速

3、度的方式是(用测定的物理量表示) v=x/T(T为打点计时器的时间间隔)。 (2)实验数据记录(3)实验数据的处理和分析：在坐标纸上绘制W-v或W-v2的图(“w”是一个猴皮筋儿的工作单位)。 (4)实验的结论：从图像中可以看出工作和物体速度变化的关系Wv2。 五、注意事项1 .平衡摩擦力实验中的车必然受到摩擦力的作用，摩擦力对车起负功，我们必须研究猴皮筋儿功与物体速度的关系，设法消除摩擦力的影响，可以用把板端换高的方法实现。 如果提高板的端部，平衡沿重力斜面方向的分力和摩擦力的话，能够消除摩擦力的影响。 判断摩擦力是否平衡的方法是，轻推车辆，观察车辆未受到其他力时，在板子上能够等速运动定。

4、2 .我们用两根、三根猴皮筋儿进行第二次、第三次实验时，每次实验中猴皮筋儿的伸长长度必须一致。 3 .实验数据处理时，以猴皮筋儿制成推车的工作w为纵轴，以推车获得的速度为横轴，以第一次实验时的工作w为单位，制作W-v图像，并对该格拉夫进行分析，即可得知猴皮筋儿制成推车的工作w和推车获得的速度v的定量关系。 4 .打点定时器打出的纸带必须选择相邻各点的间隔不均匀、间隔均匀的纸带来计算车速。 这一段是猴皮筋儿在车上完成工作时的情况。 六、误差分析和误差免不得。 为了缩小本实验的实验误差，必须注意以下几点：1.在长木板上，适当调整车、钉、打点定时器的位置，使打在录音带上的点容易操作，求出车的运动速度

5、。 2 .在平衡摩擦力时，使板稍微倾斜，作为补偿，保证车离开猴皮筋儿后进行等速运动。 3 .推车质量低，使用多个猴皮筋儿时，要保证打出点太少，换成质量稍大的推车(或重物)，打出点容易操作。 对试验点1的实验原理的考察，【例1】某学生设计了验证在外力作用下物体进行加速运动时，动能的变化量与外力的功相等的实验。如图甲所示，他使用的实验仪器有电磁打点计时器、学生电源、长方形的木头块、纸录音带、天平(未图示)、带定滑轮板(长度约1米)、细线、砝码盘、砝码等。 该同学操作如下： (1)用天平测定木头块的质量m。 按图安装器材。 把录音带固定在一块木头中央的角孔里。 (2)在打点定时器附近放置木头块，用手

6、按住，把重物放在盘子上，放开木头块，让它加速运动。 打开打点计时器的电源启动。 木头块到了定滑轮后，切断电源。 (3)除去录音带，在录音带上附加如图那样的标记，进行数据处理。图甲、图乙，请回答以下问题。 (1)这个同学的操作中有明显的错误，请改正。 利用测量木材的质量m、交流电源的周期t、纸张录音带上显示的位移xA、xB和xAB。 请写出加速阶段木块受到的外力的公式。 请写出验证动能定理的方法。 下面是. (3)在上述实验中，如果改变同学选择的机器和做法，就可以直接把平衡锤和平衡盘的重力作为研究对象。 为了达到这个目的，请如何打开电源，等打点计时器稳定动作之后，放开木块。 根据(2)F合成=m

7、a=m(xB-xA)/(32T2) f合成xAB=(1/2)mvB2-(1/2)mvA2、f合成=ma=m(xB-xA)/(32T2)和vB=xB/(4T )、vA=xA/(4T )进行验证的话，在误差的允许范围内进行vA=xA/(4T )。 (3)将木块换成皮带轮，减少摩擦垫板的一端利用小车的下降力平衡摩擦力，保证平衡锤和平衡盘的总质量远小于小车的质量。 为了探讨相对于本来静止的物体的力和物体的获得速度的关系，实验装置如图所示，实验的主要过程如下： (1)使猴皮筋儿对推车的力分别为w、2W、3w；(2)分析打点计时器打出的录音带，使推车的速度v1、v2、v3、 (3)制作w-v草图；(4)解

8、析w-v图像。 在W-v图像是直线的情况下，若Wv不是直线，则可以考虑到Wv2、Wv3、w等的关系是有木有整型的。 关于这个实验的以下说法不正确。 这是. a .本实验中，猴皮筋儿将推车做的工作分别为w、2W、3W。 采用了选择相同的猴皮筋儿，在每次实验中使猴皮筋儿的伸长量一致的方法。 使用1根橡胶筋进行实验时，猴皮筋儿制成推车的工作为w、2根、3根，并用猴皮筋儿进行第2次、第3次，进行实验时，猴皮筋儿制成推车的工作分别为2W、3W。 b .推车运动中受到阻力和补偿的方法，板可适当倾斜。 c .一个同学在实验中得到了记录录音带。 打在纸带上的点，两端紧密，中间稀疏。 其原因可能是板没有倾斜，或

9、倾斜角过小。 d .从记录纸带的打出点开始，求出纸带的速度的方法，用从纸带的最初点到最后点的距离进行计算。 d，【例2】为了探索动能定理，现在提供了如图甲所示的器材，在猴皮筋儿的作用下使车弹起后，沿着板滑行，请思考一下问题(打点定时器交流频率50hz ) (1)为了消除摩擦力的影响应该做什么？ 在将一条、两条、三条相同的猴皮筋儿并列进行第一次、第二次、第三次实验时，每次实验中猴皮筋儿的伸长长度应该一致，第一次实验中猴皮筋儿作为购物车的工作记为w。 (3)因为猴皮筋儿在推车上工作，所以获得推车的速度可以通过打点计时器和纸张录音带来测定，如图b所示，是其中4次实验所得出的纸张录音带的一部分。 (4

10、)考试根据第(2)、(3)项的信息填写下表。 从表的数据可以得出以下结论。 _ _ _ _ .、图甲、图乙、【答案】解析、试验点2的实验数据的处理，【解析】(1)固定板，有打点计时器的一端接触适当的高度，使车慢慢等速下降。 (4)基于等速运动的速度公式v=x/t。 在此，x从图中分别读取为2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm。 t=T=1/f=0.02 s，可以求出购物车的速度。 由猴皮筋儿制成的推车的工作与推车速度的平方成正比。 一个试验组利用张力传感器和速度传感器探索“动能定理”。 如图所示，他们将拉伸传感器固定在车上，用不伸长的细线通过定滑轮与钩状体查询密码相连，用拉伸传感器记录车拉伸力的大小。 在水平台上相隔50.0 cm的a、b两点分别安装速度传感器，记录推车通过a、b时的速度大小。 你可以把重物放在推车上。 (1)实验的主要步骤是，将_与测量张力传感器的总质量M1的细线的一端固定在拉伸传感器上，并将另一端用定滑轮与钩状体查询密码连接，正确连接必要的电路。 将车停在c点，车用细线拉动运动，记录细线的拉力和车通过a、b的速度。推车、砝码，然后释放推车，2、推车中添加砝码或_，重复操作。 (2)下表是