7.4实验探究动能定理—2021届高中物理一轮复习教案（必修二）

1、第三节 实验：探究动能定理【复习目标】1.知道实验原理，能据实验数据进行分析处理并得出实验结论。 2.熟悉实验过程，掌握实验方法并能处理好实验过程中的注意事项。3.把握科学精神，掌握科学方法、提升学生实际动手操作能力。【复习重难点】1.重点：实验原理和数据处理。2.难点：实验中的注意事项。【复习方法】讲授法、实验法、讨论法、练习法，提问法等【复习课时】 1课时【复习过程】一.实验基本知识点1. 请同学们学生自主复习实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理方法等打点计时器纸带橡皮筋图(1)2. 实验原理探究功与动能变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，

2、为简化实验可将物体初速度设为零，由如图(1)所示的装置实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍的改变，再利用打点计时器和纸带来测量相应的每次小车的末速度3. 实验器材打点计时器、小车、电源及导线、橡皮筋、刻度尺、长木板、铁钉等橡皮筋的条数橡皮筋做的功位移x/m时间t/s速度v速度的平方v2速度的平方根1W22W33W44W55W66W4. 实验步骤1) 按图(1)安装实验器材，同时平衡摩擦力2) 先用1条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此次1条橡皮筋对小车做的功为W1，将这组数据记入表格3) 用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，橡皮筋对小

3、车做的功为2W1，测出小车获得的速度v2，将这组数据记入表格4) 用3条、4条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和相应的速度，记入表格5. 数据的分析、处理及结论1) 以1条橡皮筋做的功为单位，作出Wv2的图像2) 结论：在误差允许的范围内，Wv2的图像是一条通过原点的直线，即：Wv26. 注意事项1) 必须平衡摩擦力 2）应选纸带上均匀分布的点测小车速度二.重难点解析及学法指导1. 本实验的目的是探究外力的功与速度变化量之间的比例关系，催生出本实验设计的 “巧妙”之处，即通过改变橡皮筋的条数成倍的改变外力对小车做的功，而不必测出每次做功的具体数值。2. 实验步骤中必须平衡摩擦力；数据处理中必须

4、选纸带上匀速运动的点迹计算小车获得的速度，Wv2的图像是一条通过原点的直线。例1：某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：Wv, Wv 2, W。他们的实验装置如图(2)所示，实验中获得的数据如下：橡皮筋的条数橡皮筋做的功位移x/cm时间t/s速度v/m/s速度的平方 v2速度的平方根1W7.920.080.990.980.9922W11.120.081.391.941.1833W13.760.081.722.951.3144W15.840.081.983.921.4155W18.240.082.285.221.5166W19.360.082.425.881.

5、55打点计时器纸带橡皮筋图(2)（1） 本实验的主要器材有：打点计时器、小车、电源及导线、天平、橡皮筋、刻度尺、长木板、铁钉、秒表等，其中不需要的器材是： （2） 因方木板不可能绝对光滑，故在安装如图所示的方木板时，必须进行的一步操作是： （3） 在测量小车获得的速度时，必须选纸带上点迹分布均匀的部分计算，其理由是： （4） 某同学据表中的测量数据作出了Wv的图像，如图(3)所示，发现其图像不是一条直线，可知Wv的猜想是否正确？ 。欲想得到一条直线，分析表中的数据，选择合适的坐标轴和单位长度，在图(4)中作图。图(4)（5） 据图(4)中的图像可知，本实验的结论是： WOv图(3)例2：某实验

6、小组采用图(5)所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为 50 Hz. 图(5)钩码长木板滑轮 细线 小车 打点计时器 纸带 （1）实验的部分步骤如下，请在横线上补充完整。 在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码； 将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ； 改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。 （2）图(6)中所示的是钩码质量为 0.03 kg ，砝码质量为 0.02 kg 时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点 0 及 A 、

7、B 、 C 、 D 和 E 五个计数点，可获得各计数点到 0 的距离 5 及对应时刻小车的瞬时速度 v ，请将 C 点的测量结果填在表 1 中的相应位置 . 纸带运动方向O A B C D E0cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图(6) （3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功 . （4）实验小组根据实验数据绘出了图(7)中的图线（其中 v 2 = v 2 - v 0 2 ），根据图线可获得的结论是 . 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和 简述测摩擦力的方法 （5）为了简化实验，在本实验操作步骤中只需增加一步操作，就可不必测摩擦力。所增

8、加的这步操作是: 测量点s/cmv/（m·s1）O0.000.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60v2/m2s-20 2 4 6 8 10 s/m图(7)0.200.150.100.050.25表一：纸带的测量结果三.课堂小结：1. 本实验操作中要注意必须平衡摩擦力2. 数据处理中应选纸带上均匀分布的点测小车速度四.课后作业：【板书设计】第三节 实验：探究动能定理1. 实验原理测出力对物体做不同的功时物体的速度，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍的改变，再利用打点计时器和纸带来测量相应的每次小车的末速度2. 实验器材打点计时器、小车、电源及导线、橡皮筋、刻度尺、长木板、铁钉等3. 实验步骤（略）4. 数据的分析、处理及结论1) 以1条橡皮筋做的功为单位，作出Wv2的图像2) 结论：在误差允许的范围内，Wv2的图像是一条通过原点的直线，即：Wv25. 注意事项1) 必须平衡摩擦力 2）应选纸带上均匀分布的点测小车速度6. 例题解析（略）7. 课后作业：【教后反思】例题参考答案例1：（1） 天平 秒表 （2） 平衡摩擦力 （3） 弹性势能全部转化为小车动能，小车匀速运动（4）不正确 略 （5）橡皮筋对小车做的功与小车速度的平