（課堂設(shè)計）2014-2015高中物理 4.4.2 研究合外力做功和動能變化的關(guān)系每課一練 教科版必修

1、第2課時研究合外力做功和動能變化的關(guān)系一、選擇題1在利用自由落體運(yùn)動“探究物體做功與動能變化的關(guān)系”的實驗中，下列物理量需要用工具直接測量的有()A重錘的質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與重錘下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時速度2在做“探究物體做功與動能變化的關(guān)系”的實驗中，發(fā)現(xiàn)重力做的功總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A選用的重錘質(zhì)量過大B選用的重錘質(zhì)量過小C空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力D實驗時操作不精細(xì)，實驗數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確二、非選擇題3在“探究物體做功與動能變化的關(guān)系”的實驗中，實驗裝置已安裝完畢，請完成如下實驗操作：(1)將紙帶穿過打點計時器的_，紙帶下端固定在重錘

2、上，上端用手提住，紙帶不與限位孔接觸(2)接通打點計時器的電源使它工作，讓紙帶從_狀態(tài)開始釋放，計時器在紙帶上打出一系列的點(3)更換紙帶重復(fù)進(jìn)行四次實驗，從打出的幾條紙帶中挑選第1、2點距離接近_mm、并且點跡清晰的紙帶進(jìn)行下面的測量(4)取紙帶上的第1個點記為O，在第1個點后距離較遠(yuǎn)處任意選取一點P，記P點為n，用刻度尺測出_的距離h.(5)打點計時器工作電源頻率為50 Hz，則打點間隔時間為_s根據(jù)公式_計算出P點的速度v.(6)由上面的h和v分別計算_和_，看兩者_(dá)(7)在其他紙帶上再另選幾個點，重復(fù)步驟(4)、(5)、(6)4在利用打點計時器探究“物體做功與動能變化的關(guān)系”的實驗中，

3、如果紙帶上前面幾點比較密集，不夠清晰，可舍去前面的比較密集的點，在后面取一段打點較為清晰的紙帶，同樣可以驗證，如圖1所示，取O點為起始點，各點間的間距已量出并標(biāo)在紙帶上，所用交流電的頻率為50 Hz，重物的質(zhì)量為m kg.圖1(1)打A點時，重物下落速度為vA_，重物動能EkA_.(2)打F點時，重物下落速度為vF_，重物動能EkF_(3)打點計時器自打下A點開始到打出F點，重物重力做的功為_，動能的增加量為_(4)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重物從打點計時器打出A點到打出F點的過程中，得到的結(jié)論是_1 / 4_.5質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄下運(yùn)動過程

4、，打點計時器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源，如圖2所示，紙帶上O點為重物自由下落時打點的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，各計數(shù)點與O點的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm，重力加速度為9.8 m/s2，則圖2圖3(1)求出B、C、D、E、F各點速度并填入下表計數(shù)點BCDEF速度(m·s1)(2)求出物體下落時從O點到圖中各點過程中重力所做的功.計數(shù)點BCDEF功(J)(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖3中作出重力做的功與速度的相關(guān)量之間的關(guān)系圖圖中縱坐標(biāo)表示_，橫坐標(biāo)表示_，由

5、圖可得重力所做的功與_成_關(guān)系第2課時研究合外力做功和動能變化的關(guān)系1C2.C3(1)限位孔并在復(fù)寫紙下面經(jīng)過(2)靜止(3)2(4)O點到P點(5)0.02(6)重錘重力做的功WGmgh重錘動能增加量Ekmv2是否近似相等解析為了在紙帶上留下清晰的點，(1)中應(yīng)填“限位孔并在復(fù)寫紙下面經(jīng)過”；在數(shù)據(jù)處理中需測量物體的下落高度，所以必須保證物體(紙帶)從“靜止”狀態(tài)開始釋放；開始下落的前兩個點間距離應(yīng)滿足hgT2×10 m/s2×(0.02 s)22 mm.所以(3)中應(yīng)填“2”；在計算下落過程中外力做功時需找到下落高度，即應(yīng)測出O點到P點的距離h；由于交流電源的頻率為50

6、 Hz，則打點間隔為 s即0.02 s，測P點速度時，應(yīng)根據(jù)勻變速運(yùn)動中某段時間的平均速度即為中間時刻的瞬時速度，即v求得；在驗證時應(yīng)計算出外力的功即重力做功mgh和下落對應(yīng)高度獲得的動能mv2，然后看二者在誤差允許范圍內(nèi)是否相等4(1)1.30 m/s0.85m J(2)2.28 m/s2.60m J(3)1.75m J1.75m J(4)見解析解析本題考查實驗數(shù)據(jù)的處理問題重物在各點的速度可由前后相鄰的兩段時間內(nèi)的平均速度計算，再由Ekmv2計算出其動能；測出相對應(yīng)的物體下落的高度h，便可求出重力的功，然后比較，便可得出本實驗的結(jié)論(1)vA m/s1.30 m/sEkAmvm×

7、1.32 J0.85 m J.(2)vF m/s2.28 m/sEkFmvm×2.282 J2.60m J.(3)WGmghAFm×9.8×(2.793.193.583.974.37)×102J1.75m J.EkEkFEkA2.60 m J0.85m J1.75m J(4)因為在實驗誤差范圍內(nèi)WGEk，即重力做的功等于物體動能的變化5(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)如下圖所示重力做的功WG速度的平方v2速度的平方v2正比解析(1)各點速度由公式v，求出vB m/s1.18 m/s同理vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，vE2.35 m/s，vF2.74 m/s