高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章實驗6探究動能定理課件 新人教版（安徽 北京專版）

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1、一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1)探究外力對物體做功與物體速度的關(guān)系。探究外力對物體做功與物體速度的關(guān)系。(2)通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度 平方的正比關(guān)系。平方的正比關(guān)系。二、實驗原理二、實驗原理(1)不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù) 確定對小車做功確定對小車做功W、2W、3W。(2)由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打 點計時器測出，也可以用其他方法測出。這樣，進行若點計時器測出，也可以用其他方法測出。這樣，進行若 干次測量，就得到

2、若干組功和速度的數(shù)據(jù)。干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。(3)以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出橫坐標(biāo)，作出Wv曲線，分析這條曲線，可以得知橡曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。三、實驗器材三、實驗器材 小車小車(前面帶小鉤前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長木板，兩砝碼、長木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘、打點計時器及紙帶、學(xué)側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘、打點計時器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線生電源及導(dǎo)線(使用電火花計時器不用學(xué)生電源使用

3、電火花計時器不用學(xué)生電源)、56條等長的橡皮筋、刻度尺。條等長的橡皮筋、刻度尺。四、實驗步驟四、實驗步驟(1)按如圖實按如圖實61所示將實驗儀器安裝好，同時平衡摩所示將實驗儀器安裝好，同時平衡摩 擦力。擦力。 圖實圖實61(2)先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋對小車做的功為，設(shè)此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。將這一組數(shù)據(jù)記入表格。(3)用用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為次相同，這樣橡

4、皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲，測出小車獲得的速度得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格。，將數(shù)據(jù)記入表格。(4)用用3條、條、4條條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和 速度，記入表格。速度，記入表格。(2)實驗數(shù)據(jù)記錄實驗數(shù)據(jù)記錄橡皮筋橡皮筋條數(shù)條數(shù)位移位移x/m時間時間t/s速度速度v(ms1)速度平方速度平方v2(m2s2)(3)實驗數(shù)據(jù)處理及分析實驗數(shù)據(jù)處理及分析觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時，觀察小車的速度或速度的平方如何變功成倍增加時，觀察小車的速度或速度的平方如何變化，有何變化規(guī)律。

5、化，有何變化規(guī)律。圖像法：在坐標(biāo)紙上圖像法：在坐標(biāo)紙上(圖實圖實63)畫出畫出Wv或或Wv2圖線圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位以一根橡皮筋做的功為單位)。圖實圖實63(4)實驗結(jié)論：從圖像可知做功與物體速度變化的關(guān)系為實驗結(jié)論：從圖像可知做功與物體速度變化的關(guān)系為Wv2。六、注意事項六、注意事項(1)平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到

6、木板一個合適的傾角。否勻速運動，找到木板一個合適的傾角。(2)測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的，也就是選測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的，也就是選 小車做勻速運動狀態(tài)的。小車做勻速運動狀態(tài)的。(3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋 做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。(4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些。小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些。七、誤差分析七、誤差分析(1)誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮 筋的拉

7、力做功筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。與橡皮筋的條數(shù)不成正比。(2)沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大。沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大。(3)利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來 誤差。誤差。例例1某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗?zāi)程骄繉W(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證動能定理，他們在實驗室組裝了證動能定理，他們在實驗室組裝了一套如圖實一套如圖實64所示的裝置，另所示的裝置，另 圖實圖實64 外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細寫紙

8、、紙帶、小木塊、細沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗。止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗。(1)你認為還需要的實驗器材有你認為還需要的實驗器材有_。(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，細沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是本相等，細沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是，實驗時首先要做的步驟是_。(3)在在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為的基礎(chǔ)上

9、，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M。往。往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為量為m。讓沙桶帶動滑塊加速運動。用打點計時器記錄其。讓沙桶帶動滑塊加速運動。用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距點的間距L和這兩點的速度大小和這兩點的速度大小v1與與v2(v1v2)。則本實驗最。則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為_。(用題中的字母用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量表示實驗中測量得到的物理量)例例2某同學(xué)用如圖實某同學(xué)用如圖

10、實65所示的實驗裝置探究小車所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關(guān)系。圖中動能變化與合外力對它所做功的關(guān)系。圖中A為小車，為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它的限位孔，它們均置于水平的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，們均置于水平的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦。實驗時，先接通為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦。實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。圖實圖實65(1)該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點該同學(xué)在一條

11、比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為開始記為O點，順次選取點，順次選取5個點，分別測量這個點，分別測量這5個點到個點到O之之間的距離，并計算出它們與間的距離，并計算出它們與O點之間的速度平方差點之間的速度平方差v2(v2v2v02)，填入下表：，填入下表：點跡點跡x/cmv2/m2s2O/11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23請以請以v2為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以x為橫坐標(biāo)，在圖實為橫坐標(biāo)，在圖實66的方格紙的方格紙中作出中作出v2x圖像。若測出小車質(zhì)量為圖像。若測出小車質(zhì)量為0.2 kg，結(jié)合圖像，結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為可

12、求得小車所受合外力的大小為_N。 圖實圖實66(2)若該同學(xué)通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計若該同學(xué)通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍，你認為主要原讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍，你認為主要原因是因是_，實驗操作中改進的措施是，實驗操作中改進的措施是_。解析解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在根據(jù)表中數(shù)據(jù)在v2x坐標(biāo)系中描點，然后用坐標(biāo)系中描點，然后用直線連接各點，如圖所示。直線連接各點，如圖所示。(2)當(dāng)小車受到向左的阻力當(dāng)小車受到向左的阻力Ff時，小車的合外力時，小車的合外力F合合FCFfFC，如果使導(dǎo)軌傾斜一定角度平衡了小車的摩，如果使導(dǎo)軌傾斜一定角度平衡了小車的摩擦阻力，小車的合外力就等于測力計的讀數(shù)擦阻力，小車的合外力就等于測力計的讀數(shù)FC了。了。答案答案(1)圖像見解析圖像見解析0.25(2)小車滑行時所受摩小車滑行時所受摩擦阻力較大使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力擦阻力較大使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力