【优化方案】高三物理一轮复习 实验五《探究动能定理》课件

实验五探究动能定理

过程分析导引实验典例精析知能优化演练实验五探究动能定理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．实验结论论：从图象象可知功与与物体速度度变化的关关系W∝v2.三、误差分分析1．误差的主主要来源是是橡皮筋的的长度、粗粗细不一，，使橡皮筋筋的拉力做做功W与橡皮筋的的条数不成成正比．2．没有完全全平衡摩擦擦力或平衡衡摩擦力时时倾角过大大也会造成成误差．3．利用打上上点的纸带带计算小车车的速度时时，测量不不准带来误误差．四、注意事事项1．平衡摩擦擦力很关键键，将木板板一端垫高高，使小车车重力沿斜斜面向下的的分力与摩摩擦阻力平平衡．方法法是轻推小小车，由打打点计时器器打在纸带带上的点的的均匀程度度判断小车车是否匀速速运动，找找到木板一一个合适的的倾角．2．测小车速速度时，纸纸带上的点点应选均匀匀部分的，，也就是选选小车做匀匀速运动的的部分．3．橡皮筋应应选规格一一样的．力力对小车做做的功以一一条橡皮筋筋做的功为为单位即可可，不必计计算出具体体数值．4．小车质量量应大一些些，使纸带带上打的点点多一些．．五、实验改改进本实验中物物体运动速速度可以使使用速度传传感器直接接采集，比比用打点计计时器方便便快捷且误误差较小；；小车受到到的外力也也可以用拉拉力传感器器采集以便便于直接计计算出合外外力做功的的大小；另另外可以把把长木板换换成气垫导导轨，省略略平衡摩擦擦力的操作作步骤，达达到简化实实验过程的的目的．实验典例精析题型一实验中应注意的问题例1(2009年高考安徽徽卷)探究力对原原来静止的的物体做的的功与物体体获得的速速度的关系系的实验装装置如图5－5－4所示，实验验主要过程程如下：图5－5－4A．本实验设设法让橡皮皮筋对小车车做的功分分别为W、2W、3W….所采用的方方法是选用用同样的橡橡皮筋，并并在每次实实验中使橡橡皮筋拉伸伸的长度保保持一致．．当用1条橡皮筋进进行实验时时，橡皮筋筋对小车做做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在在一起进行行第2次、第3次…实验时，橡橡皮筋对小小车做的功功分别是2W、3W…B．小车运动动中会受到到阻力，补补偿的方法法，可以使使木板适当当倾斜C．某同学在在一次实验验中得到一一条记录纸纸带．纸带带上打出的的点，两端端密、中间间疏．出现现这种情况况的原因可可能是没有有使木板倾倾斜或倾角角太小D．根据记录录纸带上打打出的点，，求小车获获得的速度度的方法是是以纸带上上第一点到到最后一点点的距离来来进行计算算．【解析】由于橡皮筋筋松弛后，，小车做匀匀速运动，，此时的速速度是小车车的最大速速度，也是是做功后的的最终速度度，故求此此速度应用用匀速那一一段的数据据，而不应应该使用从从第一点到到最后一点点的数据来来算．D不正确．【答案】D(2009年高考广东东卷)某实验小组组利用拉力力传感器和和速度传感感器探究“动能定理”．如图5－5－5所示，他们们将拉力传传感器固定定在小车上上，用不可可伸长的细细线将其通通过一个定定滑轮与钩钩码相连，，用拉力传传感器记录录小车受到到拉力的大大小．在水水平桌面上上相距50.0cm的A、B两点各安装装一个速度度传感器，，记录小车车通过A、B时的速度大大小，小车车中可以放放置砝码．．题型二实验创新及数据处理例2(1)实验主要步步骤如下：：①测量________和拉力传感感器的总质质量M1；把细线的的一端固定定在拉力传传感器上，，另一端通通过定滑轮轮与钩码相相连；正确确连接所需需电路；图5－5－5②将小车停停在C点，________，小车在细细线拉动下下运动，记记录细线拉拉力及小车车通过A、B时的速度；；③在小车中中增加砝码码，或________，重复②的的操作．(2)下表是他们们测得的一一组数据，，其中M是M1与小车中砝码码质量之和，，是两个速度传传感器记录速速度的平方差差的绝对值，，可以据此计计算出动能变变化量ΔE，F是拉力传感器器受到的拉力力，W是F在A、B间所做的功．．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位位有效数字)(3)根据下表，请请在图5－5－6中的方格纸上上作出ΔE－W图线．数据记录表图5－5－6【解析】(1)①在实验过程程中拉力对小小车和传感器器做功使小车车和传感器的的动能增加，，所以需要测测量小车和传传感器的总质质量；③通过过控制