高考物理大一轮复习第五章实验五探究动能定理课件教科版

1、汁爭mM爭k牆W删NIAOnSDNOHHN而除购迎过好双基关对对答案基本实验要求1 实验目的探究功与物体速度变化的关系2. 实验原理(如图1所示)(1) 根橡皮筋作用在1车上移动距离s做功为W.(2) 两根橡皮筋作用在小车上移动距离s故功应为丄里.(3) 三根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为卫.(4) 利用打点计时器求出小车离开橡皮筋时的速度,列表、作图,由图像可以确定功与速度变化的关系._3. 实验器材 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉、刻度尺等.4实验步骤垫高木板的一端,平衡摩擦力(2) 拉伸的橡皮筋对小车做功： 用一条橡皮筋拉/车做功W. 用两条橡皮筋拉小车一做功2W. 用

2、三条橡皮筋拉 车一做功3 W. 测出每次做功后小车获得的速匱.对对答案分别用各次实验测得的0和W绘制W - u或W -沪、W - A 图像,直到 明确得出硏M的关系.5 实验结论物体速度。与外力做功WI可的关系W:=|mr2.规律方法总结1实验注意事项(1) 将木板一端垫高”使小车的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做匀速运动, 找到长木板的一个合适的倾角.(2) 测小车速度时,应选纸带上的点迹均匀的部分,也就是选小车做匀速运动 的部分(3) 橡皮筋应选规格一样的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.

3、(4) 小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些.2实验探究的技巧与方法(1)不直接计算网勺数值,而只是看第2次、第3次实验中的W是第1次的多 少倍,简化数据的测量和处理.作W T图像,或W 沪、W-v3S像,直到作出的图像是一条倾斜的直线.返回研透命题点乙例1 （2018河南省周口市期末）某实验小组采用如图2甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系下列关于该实验的说法正确 的是型.A. 长木板上有打点计时器的一端 要适当垫高,以平衡小车运动 过程中受到的摩擦力B. 实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值C. 实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同解析:答案D. 应先接通电源,再让小车在橡

4、皮筋的作用下弹出(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示.为了测量橡皮筋 做功后小车获得的速度，应选用纸带上的_段进行测量(填“4B”、“BC” 或“4C”)；若使用的交流电的频率为50 Hz ,则小车最终获得的速度是0.65 m/s.乙解析为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,要测量最大速度，应该选用 点迹均匀的部分,即BC段z30 X10 2小车的最终速度v = j,= 一一 rn/s二0.65 m/s.变式1 (2018-宁夏银川一中一模)某同学利用如图3所示的装置探究做功与速度变化的关系.橡皮筋钉子图31=11(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出,沿水平桌面滑行,之后平抛落至

5、水平地面上,落点记为Mi ；(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的 长度都保持一致,重复步骤,小物块落点分别记为冏、M4；测量相关数据,进行数据处理 为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的上填正确答案 标号）.A.小物块的质量加B橡皮筋的原长xC. 橡皮筋的伸长量AxD. 桌面到地面的高度力橡皮筋钉子E. 小物块抛出点到落地点的水平距离厶 将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为、笙、,小物块抛 出点到落地点的水平距离分别记为厶、厶2、厶、若功与速度的平方成正 比,则应以W为纵坐标、厶2为横坐标作图,才能得到一条直线橡皮筋钉子解析根据h = 和厶二vot

6、，可得vq =養Z?,因为功与速度的平方成正比/ 所以功与厶2正比,故应以W为纵坐标、Z?为横坐标作图,才能得到一条直线. 由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,则由此引起的误差属于系统误差 傾“偶然误差”或“系统误差”).橡皮筋钉子解析 一般来说,从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差,不能从多次 测量揭示出的实验误差称为系统误差由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略, 则由此引起的误差属于系统误差.解析:答案小滑轮赫马小车垫木打点计时器纸带i|iiiiiiiii|81 cm气垫导轨d挡光斜T光电门】光电门2 滑块uwpi20網】（川导轨标尺x -定滑轮777777c拉力传感器速度传感器解析:答案

7、Ini图4实验装置的创新利用重物牵引小车例2 （2017-北京理综21）如图4所示,用质量为加的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况利用该装置 可以完成“探究动能定理”的实验.（1）打点计时器使用的电源是旦（选 填选项前的字母）.A直流电源B.交流电源解析打点计时器使用交流电源.（2）实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是A（选填选项前的 字母）.B.改变小车的质量小壬 纸暫打点片时器A把长木板右端垫高在不挂重物且（选填选项前的字母）的情况下,轻推一下小车若小车拖着纸 带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.A.计时器不打点B计时

8、器打点(3) 接通电源，释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一 个点标为O在纸带上依次取4、B、C若干个计数点,已知相邻计数点间 的时间间隔为八测得4、B、C各点到O点的距离为“、勺、七如图5所示.(兀 1 Ie兀2兀3图5实验中/重物质量远小于小车质量/可认为小车所受的拉力大小为加& /从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W二/打B点时小车的速度兀3 -兀1(4) 以沪为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图6所示的沪-W图像.由 此图像可得，随W变化的表达式为疋三生竺.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含，这个因子,分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理暈

9、应是质量.0.5?72/(m2- s2)0.40.30.2W/(xlO2J)2486图610(5) 假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于 小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映沪W关系的是丄.解析 0乙解析 由题图知二 2 mm + 6x0.05 mm 二 2.30 mm.(2)下列实验要求中不必要的一项是(请填写选项前对应的字母).光电门B遮光条力传感器钩码滑莓、AA.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量Izil=B. 应使A位置与光电门间的距离适当大些C. 应将气垫导轨调至水平D应使细线与气垫导轨平行Izil1=11实验时保持滑块的质量M和A、B间的距

10、离必变,改变钩码质量加,测出对 应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间f ,通过描点作出线性图像, 研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图像是丄傾写选项前对应的字母）.A. T -万图像B. F图像c.r -万图像1D- - F2图像力传感器S钩码光电门B遮光条滑世人解析:答案Izil例5为了探究动能变化与合外力做功的关系,某同学设计了如下实验方案: 第一步:把长木板附有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为血的带 夹子的重锤跨过定滑轮相连，重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角， 直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图9甲所示.第二步：保持

11、长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细 绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源,释放滑块, 使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示打出的纸带如图丙所示.O A B CD滑块M重锤厂丄打点计时器I I u纸带甲M乙纸带打点计时器滑块 兀2 兀3X4兀5 一兀6 丙请回答下列I可题:IzilIzil已知O、A、B、C、D、E、阿目邻计数点间的时间间隔为/ , O点为打点计 时器打下的第一点,根据纸带求滑块运动的速度,打点计时器打B点时滑块运兀3 -兀动的速度S二2/V .OABCDwXi*vXo!兀4 兀5 %4兀5 兀6_i=ii丙 解析

12、由动能定理得w二沪,若描点作出护-W图像,则其为一条过坐标原 点的倾斜直线,直线斜率比二历，故可求滑块质量M.解析:答案变式2 （2018山东省枣庄市期末质量检测）某同学为验证“动能定理”设计了 如图10甲所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个小钢球；当将电磁铁断电 后,小钢球由静止开始向下加速运动；小钢球经过光电门时,计时装置将记 录小钢球通过光电门所用的时间t ,用游标卡尺测出小钢球的直径,用直尺测 量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度仇,当地的重力加速度为g ,那 么 电磁铁社小钢球计时装置光电门ol123抉单位鳥；!岬缈缨吗跡尺乙ooa解析 答案7/f f甲图1054331 2主尺单位:cm 6723456789 10尺乙cm.测量小钢球的直径结果如图乙所示f则小钢球的直径=丄必13.26 mm =解析 由题图游标卡尺可知，其示数为13 mm + 13x0.02 mm1.326 cm.h二园理电磁铁 社小钢球(2)忽略空气阻力的影响,该同学验证“动能定理”的表达式为 “2* (用题 中字母表刀P解析