高考物理總復(fù)習(xí) （人教） 知識(shí)研習(xí)課件 第5章第5講 實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系 2 通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)原理 1 改變 采用教材實(shí)驗(yàn)裝置 用1條 2條 3條 同樣的橡皮筋將小車?yán)酵晃恢冕尫?橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功依次為 2 確定 小車獲得的速度v可以由和測(cè)出 也可以用其他方法測(cè)出 3 尋找與間的關(guān)系 以橡皮筋拉力所做的功W為縱坐標(biāo) 小車獲得的速度v為橫坐標(biāo) 作出W v曲線 即功 速度曲線 分析該曲線 得出橡皮筋拉力對(duì)小車所做的與小車獲得的間的定量關(guān)系 功的大小 W 2W 3W 速度的大小 紙帶 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 速度變化 功 功 速度 即時(shí)鞏固解析為教師用書(shū)獨(dú)有 考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程1 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按如圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好 同時(shí)平衡摩擦力 2 先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1 設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W1 將這一組數(shù)據(jù)記入表格 3 用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第1次相同 這樣 橡皮筋對(duì)小車做的功為W2 測(cè)出小車獲得的速度v2 將數(shù)據(jù)記入表格 4 用3條 4條 橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用同樣的方法測(cè)出功和速度 將數(shù)據(jù)記入表格 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析 在坐標(biāo)紙上 如下圖所示 畫(huà)出W v和W v2圖線 W 以一根橡皮筋做的功為單位 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系 W v2 2 實(shí)驗(yàn)誤差分析 1 誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度 粗細(xì)不一 使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比 2 平衡摩擦力不徹底或平衡過(guò)了 也會(huì)造成誤差 3 利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí) 測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差 3 注意事項(xiàng) 1 平衡摩擦力 實(shí)驗(yàn)中 小車不可避免地要受到摩擦力的作用 摩擦力對(duì)小車做負(fù)功 我們研究的是橡皮筋做的功與物體速度的關(guān)系 應(yīng)設(shè)法排除摩擦力的影響 可采用將木板一端墊高的方法來(lái)實(shí)現(xiàn) 將木板一端墊高 使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡 就能消除摩擦力的影響 判斷已平衡掉摩擦力的方法是 輕推一下小車 觀察小車不受其他力時(shí)能否在木板上做勻速運(yùn)動(dòng) 2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)的間距并不均勻 應(yīng)選間距均勻的那一段紙帶來(lái)計(jì)算小車的速度 因?yàn)檫@一段是橡皮筋對(duì)小車做功完畢時(shí)的情形 3 本實(shí)驗(yàn)并不需要測(cè)量橡皮筋做的功到底是多少 只測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)橡皮筋做的功是第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍即可 這樣做可以大大簡(jiǎn)化操作 案例1 2009 安徽理綜 探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下 1 設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W 2W 3W 2 分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶 求出小車的速度v1 v2 v3 3 作出W v草圖 以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確 它是 A 本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W 2W 3W 所采用的方法是選用同樣的橡皮筋 并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致 當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮筋對(duì)小車做的功為W 用2條 3條 橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次 第3次 實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W 3W B 小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力 補(bǔ)償?shù)姆椒?可以使木板適當(dāng)傾斜C 某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中 得到一條記錄紙帶 紙帶上打出的點(diǎn) 兩端密 中間疏 出現(xiàn)這種情況的原因 可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小D 根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn) 求小車獲得的速度的方法 是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算 解析 本題主要考查做功與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系 它是學(xué)生獲得對(duì)動(dòng)能定理的感性認(rèn)識(shí)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn) 意在考查考生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的理解及誤差分析能力 由于橡皮筋松弛后 小車做勻速運(yùn)動(dòng) 此時(shí)的速度是小車的最大速度 也是做功后的最終速度 故求此速度應(yīng)用勻速那一段的數(shù)據(jù) 而不應(yīng)該使用從第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)算 故選D 答案 D 案例2 為了探究對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系 現(xiàn)提供如圖所示的器材 讓小車在橡皮筋的作用下彈出后 沿木板滑行 請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50Hz 1 為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施 2 當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條 2條 3條 并起來(lái)進(jìn)行第1次 第2次 第3次 實(shí)驗(yàn)時(shí) 每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致 我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車的功記作W 3 由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出 如圖所示是其中4次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶 4 試根據(jù)第 2 3 項(xiàng)中的信息 填寫(xiě)下表 從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論 解析 1 將木板固定 有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?使小車緩慢勻速下滑 橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的平方成正比 答案 見(jiàn)解析 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全