创新设计高考物理大一轮复习实验专题精讲实验五探究动能变化跟做功的关系课件

1、要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦实验五探究动能变化跟做功的关系实验五探究动能变化跟做功的关系要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦误差分析误差分析1误误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功的拉力做功w与橡皮筋的条数不成正比。与橡皮筋的条数不成正比。2没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。误差。3利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。差。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦注意事项注意

2、事项1平衡摩擦力：平衡摩擦力：将将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下木板一端垫高，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，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。找到木板一个合适的倾角。2选点测速：选点测速：测测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，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。也就是选小车做匀速运动状态的。3规格相同：规格相同：橡橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条皮筋规格相同时，力对小车做的功以一

3、条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦热点一实验原理及数据处理热点一实验原理及数据处理【例例1】如如图图1所示是某研究性学习小组的同学做探究所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡橡皮筋做功和物体速度变化的关系皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车的实验，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，在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形。这时，橡皮筋对小车做功记为橡皮筋对小车做功记为w。当用。当用2条、条、3条、条、n条完全条完全相同的橡皮筋并在一起进行第相同的橡皮筋并在一起进行第2次、

4、第次、第3次、次、第、第n次实次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。小车每次验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图图2甲为某次实验中打出的纸带。甲为某次实验中打出的纸带。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦图图1要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有_。(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是是_。(3)每次实验得到的纸带上

5、的点分布并不都是均匀的，为了测每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的，为了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的量小车最终获得的末速度，应选用纸带的_部分进行测量。部分进行测量。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦 (4)下面是本实验的数据记录及数据处理表。下面是本实验的数据记录及数据处理表。橡皮筋橡皮筋做的功做的功wn(j)10个间隔个间隔均匀的点均匀的点的距离的距离s(m)10个间隔个间隔均匀的点均匀的点的时间的时间t(s)小车获小车获得的末得的末速度速度vn(m/s)小车获得小车获得的末速度的末速度的平方的平方v(m2/s2)1w1w0.2000.21.001.002w12w0.2820

6、.21.411.993w33w0.3000.21.502.254w44w0.4000.22.004.005w55w0.4580.22.245.02要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦从理论上讲，橡皮筋做的功从理论上讲，橡皮筋做的功wn与物体获得的速度与物体获得的速度vn之间的关之间的关系是系是wn_，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图像，以验证理论的正确性。标系中作出相应的图像，以验证理论的正确性。图图2要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦解析解析(1)要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计数点要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计数点间的距离

7、，除了题图中已给出的实验器材和电源外，还需要间的距离，除了题图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材是刻度尺。的器材是刻度尺。(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力。是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力。(3)小车最终做匀速运动，因此应选用相邻两计数点间隔相等小车最终做匀速运动，因此应选用相邻两计数点间隔相等的部分。的部分。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦答案答案(1)刻刻度尺度尺(2)把木板的左端垫起适当的高度以平衡把木板的

8、左端垫起适当的高度以平衡摩擦力摩擦力(3)每相邻两点之间距离相等每相邻两点之间距离相等(或点分布均匀或点分布均匀)(4)v图像如图所示图像如图所示要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦【变式训练变式训练】1“探探究功与速度变化的关系究功与速度变化的关系”的实验装置如图的实验装置如图3所示，当所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为记为w；当用；当用2条、条、3条、条、4条条完全相同的橡皮筋并在完全相同的橡皮筋并在一起进行第一起进行第2次、第次、第3次、第次、第4次次实验时，橡皮筋对小实验时，橡皮筋对小车做的功记为车做的功记为2w、3

9、w、4w每次实验中小车获得的每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。图图3要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(2)如图如图4所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得量小车最大速度所用的一段纸带，测得a、b、c、d、e相相邻两点间的距离分别为邻两点间的距离分别为ab1.48 cm，bc1.60 cm，cd1.62 cm，de1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度

10、则小车获得的最大速度vm_m/s。(结果保留两位有结果保留两位有效数字效数字)图图4要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦图图5要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦视角视角2实验方案的改进实验方案的改进(1)利用自由落体运动探究功和动能的关系。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，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。这时必须保证小车与水平面上各处之间的动究动能定理。这时必须保证小车与水平面上各处之间的动

11、摩擦因数相同。摩擦因数相同。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦【例例2】某某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动动能定理能定理”。如图。如图6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的的a、b两点各安装一个速度传感器，记录小车通两点各安装一个速度传感器，记录小车通过过a、b两点时的速度大小，小车中可以放置砝码。两点

12、时的速度大小，小车中可以放置砝码。图图6要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)实验主要步骤如下：实验主要步骤如下：测量测量_和拉力传感器的总质量和拉力传感器的总质量m1；把细线的一端固；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。接所需电路。将小车停在将小车停在c点，点，_，小车在细线拉动下运动，记，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过录细线拉力及小车通过a、b时的速度。时的速度。在小车中增加砝码或减少砝码，重复在小车中增加砝码或减少砝码，重复的操作。的操作。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(2)下列

13、表格是他们测得的一组数据，其中下列表格是他们测得的一组数据，其中m是是m1与小车中砝与小车中砝码质量之和，码质量之和，|vv|是两个速度传感器记录速度的平方差，是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量可以据此计算出动能变化量e，f是拉力传感器受到的拉力，是拉力传感器受到的拉力，w是是f在在a、b间所做的功。表格中的间所做的功。表格中的e3_，w3_。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)数据记录表数据记录表次数次数m/kg|vv|/(m2s2)e/jf/nw/j10.5000.760.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.50

14、02.40e31.220w341.0002.401.2002.4201.21051.0002.841.4202.8601.430要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(3)根据表格，请在图中的方格纸上作出根据表格，请在图中的方格纸上作出ew图线。图线。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦答案答案(1)小小车车释放小车释放小车(2)0.600 j0.610 j(3)见解析图见解析图要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦【变式训练变式训练】2如如图图7所示，某组同学借用所示，某组同学借用“探究探究a与与f、m之间的定量关之间的定量关系系”的相关实验思想、原理及操作，进行的相关实验思

15、想、原理及操作，进行“研究合外力研究合外力做功和动能变化的关系做功和动能变化的关系”的实验：的实验：图图7要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做否做_运动。运动。(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图8所示的纸所示的纸带。纸带上带。纸带上o为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为为0.1 s的相邻计数点的相邻计数点a、b、c、d、e、f、g.实验时小车所实验时小车所受拉力为受拉力为0.2 n，小车的质量为，小车的质量为0.2 kg。要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦图图8要点整合要点整合热点聚焦热点聚焦请计算小车所受合外力做的功请计算小车所受合外力做的功w和小车动能的变化和小车动能的变化ek。补。补填表中空格填表中空格(结果保留至小数点后第四位结果保留至小数点后第四位)。obocodoeofw/j0.043 20.057 20.073 40.091 5ek/j0.043 00