2022-2023年高考物理一轮复习补充课件 实验：探究功与速度变化的关系课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

实验：探究功与速度变化的关系1．在如图所示的装置中,释放小车,拉伸的橡皮筋对小车做功,使小车获得速度.第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为W,后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次__________.橡皮筋的条数分别为原来的2倍、3倍……,橡皮筋对小车所做的功分别为________W、________W……探究思路一致

2

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2．由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……3．以橡皮筋对小车做的功为__________坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为__________坐标,作出W－v曲线.纵

横

一条直线

v2

1．小车运动中受到阻力,小车的速度在运动中是变化的.使木板倾斜,让小车不受橡皮条的拉力时________下滑,也就是__________摩擦力.2．橡皮条做功完毕后,小车匀速运动,则打在纸带上的点应是__________分布的,利用纸带点__________和打点计时器记录的__________求出速度.操作的技巧匀速

平衡掉

均匀

间距

时间

先对测量数据进行估计,或者作出W－v草图,大致判断两个量可能有什么关系.如果认为有可能是W∝v2,就对每一个速度值算出它的二次方,然后以_______为纵坐标,______为横坐标作图(不是以v为横坐标).如果这样作出的图象是__________,说明两者关系真的是W∝v2……数据的处理W

v2

一条直线

一、实验器材木板、小车、橡皮筋(若干)、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等.二、实验步骤1．按实验要求安装好实验仪器.2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起,纸带穿过打点计时器,不挂橡皮筋,闭合电源,轻推小车,打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点.3．第一次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,设此时橡皮筋弹力对小车做功为W,并将得到的数据记入表格.4．换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验,并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同,测出v2、v3、v4……,橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W……将数据记入表格.5．分析数据,尝试做W－v,W－v2等图象,探究W、v的关系.四、误差分析1．误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响,二是橡皮筋长度、粗细不一,使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差,三是纸带上所打点的间距测量也会带来误差.四是描点不准带来误差.2．减小误差的办法(1)实验前要先平衡摩擦力.(2)尽量选用同一规格的橡皮筋.(3)选用间距均匀的几个间隔,测量其总长度,求得平均速度.(4)描点时既要观察各点的位置关系,又要考虑应有的函数关系,若拉力大,小车速度大,点数少,可能使W与v呈线性关系,控制小车速度,加大纵坐标单位长度,可减小误差.五、注意事项1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高,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,找到木板的一个合适的倾角.2．测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动的.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.4．每次释放小车时,都要让它从同一位置由静止开始运动.5．小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.对实验原理及实验过程的考查(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和________.(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则下面操作正确的是________.A．放开小车,能够自由下滑即可B．放开小车,能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________.A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据上面所示的纸带回答,填入相应段的字母).解析：(1)打点计时器使用的是交流电源.(2)平衡摩擦力的目的是让拖着纸带的小车沿木板匀速下滑,即使小车的重力沿木板向下的分力与摩擦力相抵消.(3)因为木板水平放置,故摩擦力没有被平衡掉,当小车速度最大时,F弹＝Ff,故橡皮筋有弹力,处于伸长状态.(4)求速度应按纸带中小车匀速运动时所打点的部分来求.答案：(1)交流电源(或学生电源)

(2)D

(3)B

(4)GK(选取匀速部分均为正确)(1)打点计时器与学生电源按图乙连接,正确的连接是________(填“A”或“B”).(2)关于本实验的下列要求和操作中,必须保证________；A．每根橡皮筋的粗细和原长必须尽可能相同B．用天平测量小车的质量C．每次实验时小车都必须从同一个位置由静止释放D．在接通打点计时器电源的同时释放小车(3)实验中木板略微倾斜,这样做________.A．是为了释放小车后,小车能匀加速下滑B．防止纸带上打点不清晰C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(4)下图是某次实验得到的一段纸带,由此可算出小车获得的速度大小为________m/s.(保留两位有效数字)答案：(1)B

(2)AC

(3)CD

(4)0.75实验数据处理方法解析：通过试探与分析,确定W与v的关系：先试探画出W－v图象,大致判断一下W与v的关系,再画出其他的图象,找出哪一组的图象是直线,从而确定功与速度的最终关系.W－v图象如下图所示.解析：v2、v3的数值如下表所示：W(一条橡皮筋做的功作为功的单位)12345678v(m/s)1.42.0