【优化方案】浙江省高考物理总复习 第5章 实验五探究功与速度变化的关系课件 大纲人教

实验五探究功与速度变化的关系

过程分析导引实验典例精析知能优化演练实验五探究功与速度变化的关系知识要点归纳知识要点归纳实验目的1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系．2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系．实验原理1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W、….2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系．实验器材小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．过程分析导引一、实验步骤1．按图5－5－1所示将实验仪器安装好．同时平衡摩擦力．图5－5－12．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将这一组数据记入表格．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，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．4．用3条、4条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.橡皮筋条数位移x/m时间t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)二、实验分析1．数据采集(1)求小车的速度：利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离x，则v＝(其中T为打点周期)．如图5－5－2所示中测出AB两点间距离．图5－5－2(2)数据记录：把计算出的速度填入上表中并算出v2值．(3)数据处理：在坐标纸上(如图5－5－3)画出W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．图5－5－32．实验结论：：从图象可知知功与物体速速度变化的关关系W∝v2.三、误差分析析1．误差的主要要来源是橡皮皮筋的长度、、粗细不一，，使橡皮筋的的拉力做功W与橡皮筋的条条数不成正比比．2．没有完全平平衡摩擦力或或平衡摩擦力力时倾角过大大也会造成误误差．3．利用打上点点的纸带计算算小车的速度度时，测量不不准带来误差差．四、注意事项项1．平衡摩擦力力很关键，将将木板一端垫垫高，使小车车重力沿斜面面向下的分力力与摩擦阻力力平衡．方法法是轻推小车车，由打点计计时器打在纸纸带上的点的的均匀程度判判断小车是否否匀速运动，，找到木板一一个合适的倾倾角．2．测小车速度度时，纸带上上的点应选均均匀部分的，，也就是选小小车做匀速运运动的部分．．3．橡皮筋应选选规格一样的的．力对小车车做的功以一一条橡皮筋做做的功为单位位即可，不必必计算出具体体数值．4．小车质量应应大一些，使使纸带上打的的点多一些．．五、实验改进进本实验中物体体运动速度可可以使用速度度传感器直接接采集，比用用打点计时器器方便快捷且且误差较小；；小车受到的的外力也可以以用拉力传感感器采集以便便于直接计算算出合外力做做功的大小；；另外可以把把长木板换成成气垫导轨，，省略平衡摩摩擦力的操作作步骤，达到到简化实验过过程的目的．．实验典例精析题型一实验中应注意的问题例1(2009年高考安徽卷卷)探究力对原来来静止的物体体做的功与物物体获得的速速度的关系的的实验装置如如图5－5－4所示，实验主主要过程如下下：图5－5－4A．本实验设法法让橡皮筋对对小车做的功功分别为W、2W、3W….所采用的方法法是选用同样样的橡皮筋，，并在每次实实验中使橡皮皮筋拉伸的长长度保持一致致．当用1条橡皮筋进行行实验时，橡橡皮筋对小车车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一一起进行第2次、第3次…实验时，橡皮皮筋对小车做做的功分别是是2W、3W…B．小车运动中中会受到阻力力，补偿的方方法，可以使使木板适当倾倾斜C．某同学在一一次实验中得得到一条记录录纸带．纸带带上打出的点点，两端密、、中间疏．出出现这种情况况的原因可能能是没有使木木板倾斜或倾倾角太小D．根据记录纸纸带上打出的的点，求小车车获得的速度度的方法是以以纸带上第一一点到最后一一点的距离来来进行计算．．【解析】由于橡皮筋松松弛后，小车车做匀速运动动，此时的速速度是小车的的最大速度，，也是做功后后的最终速度度，故求此速速度应用匀速速那一段的数数据，而不应应该使用从第第一点到最后后一点的数据据来算．D不正确．【答案】D(2009年高考广东卷卷)某实验小组利利用拉力传感感器和速度传传感器探究“动能定理”．如图5－5－5所示，他们将将拉力传感器器固定在小车车上，用不可可伸长的细线线将其通过一一个定滑轮与与钩码相连，，用拉力传感感器记录小车车受到拉力的的大小．在水水平桌面上相相距50.0cm的A、B两点各各安装装一个个速度度传感感器，，记录录小车车通过过A、B时的速速度大大小，，小车车中可可以放放置砝砝码．．题型二实验创新及数据处理例2(1)实验主主要步步骤如如下：：①测量量________和拉力力传感感器的的总质质量M1；把细细线的的一端端固定定在拉拉力传传感器器上，，另一一端通通过定定滑轮轮与钩钩码相相连；；正确确连接接所需需电路路；图5－5－5②将小小车停停在C点，________，小车车在细细线拉拉动下下运动动，记记录细细线拉拉力及及小车车通过过A、B时的速速度；；③在小小车中中增加加砝码码，或或________，重复复②的的操作作．(2)下表是是他们们测得得的一一组数数据，，其中中M是M1与小车车中砝砝码质质量之之和，，||是两个个速度度传感感器记记录速速度的的平方方差的的绝对对值，，可以以据此此计算算出动动能变变化量量ΔE，F是拉力力传感感器受受到的的拉力力，W是F在A、B间所做做的功功．表表格中中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保保留三三位有有效数数字)(3)根据下下表，，请在在图5－5－6中的方方格纸纸上作作出ΔE－W图线．．数据记记录表表图5－5－6【解析】(1)①在实实验过过程中中拉力力对小小车和和传感感器做做功使使小车车和传传感器器的动动能增增加，