高考物理總復(fù)習(xí) 第1章 運(yùn)動(dòng)的描述 1 描述運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量課件 (87)

1、課時(shí)25力學(xué)實(shí)驗(yàn)(三)實(shí)驗(yàn)(7):探究做功與物體速度變化的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)原理圖 二、基本實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)通過實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。(2)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,總結(jié)出做功與物體速度二次方的正比關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)原理:方案一:由重物提供牽引力如圖,由重物通過滑輪牽引小車,當(dāng)小車的質(zhì)量比重物大得多時(shí),可以把重物所受的重力當(dāng)作小車受到的牽引力,小車運(yùn)動(dòng)的距離可以由紙帶測(cè)出,改變重物的質(zhì)量或者改變小車運(yùn)動(dòng)的距離,也就改變了牽引力做的功。方案二:由橡皮筋提供牽引力如圖,第一次使小車在一根橡皮筋作用下彈出。第二次、第三次操作時(shí)分別改用2根、3根同樣的橡皮筋,并使小車從同樣的位置被彈出

2、,那么橡皮筋對(duì)小車做的功一定是第一次的2倍、3倍測(cè)出小車被彈出后的速度,能夠找到牽引力對(duì)小車做的功與小車速度變化的關(guān)系。3.實(shí)驗(yàn)器材:方案一:重物(小盤中放砝碼或砂桶中盛砂)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、紙帶、復(fù)寫紙、電源、導(dǎo)線、刻度尺、一端帶有滑輪的長木板、帶小鉤的細(xì)線等。方案二:橡皮筋若干根(材質(zhì)、長短、粗細(xì)均相同)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、紙帶、復(fù)寫紙、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板、鐵釘?shù)取?.實(shí)驗(yàn)步驟:方案一:(1)用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m(mM車),將數(shù)據(jù)記錄在表中。(2)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,紙帶的一端夾在小車后端,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將長木板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高,調(diào)整高

3、度,直至輕推小車后,恰能使小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。(3)在小車前系好細(xì)線并通過滑輪掛上重物,將小車置于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車。(4)改變重物質(zhì)量,重做上述實(shí)驗(yàn)。(5)如圖所示,將紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為計(jì)數(shù)點(diǎn)O,再在紙帶的后端選擇連續(xù)的5個(gè)打印點(diǎn)分別記為計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5,分別測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5至計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離(即小車的位移l),并利用打上點(diǎn)的紙帶,測(cè)出打各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中。(6)將計(jì)算得到的功W記錄在表格中。(7)根據(jù)記錄的W、v數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出合適的圖象,兩次實(shí)驗(yàn)可以在同一坐標(biāo)系中作出兩條圖線。方案二:(1)選擇確定

4、本實(shí)驗(yàn)的探究方案。(2)平衡摩擦力:在長木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一塊小木板,反復(fù)移動(dòng)小木板的位置,直至小車不受牽引時(shí),紙帶打出的點(diǎn)間距均勻。(3)將橡皮筋的一端固定在長木板前端的鐵釘上,另一端固定在小車前端的鉤子上,將小車置于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,釋放小車。(4)用2根、3根、4根、5根相同的橡皮筋分別代替1根橡皮筋重做實(shí)驗(yàn),保證每次釋放小車的位置相同,即橡皮筋被拉長的長度相同。(5)在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5條紙帶上分別找出小車近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn),并分別求出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中。(6)根據(jù)記錄的W、v數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出合適的圖象。(7)整理實(shí)驗(yàn)器材。5.

5、數(shù)據(jù)處理:圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究做功與物體速度變化的關(guān)系。6.注意事項(xiàng):(1)平衡摩擦力:為防止摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,我們應(yīng)設(shè)法排除摩擦力的影響,可將木板一端墊高,使重力沿斜面方向的分力與摩擦力平衡,從而消除摩擦力的影響。判斷已平衡掉摩擦力的方法是輕推一下小車,觀察到小車不受其他力時(shí)能在木板上勻速運(yùn)動(dòng)。(2)在方案二中,我們用2根、3根相同的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)時(shí)使小車從同一地點(diǎn)靜止釋放,使橡皮筋伸長的長度保持一致。(3)在方案二中,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?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考

6、點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)原理和操作典例典例1如圖所示,在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,(1)下列說法正確的是。A.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,長木板應(yīng)水平放置B.實(shí)驗(yàn)中需要算出橡皮筋做功的具體數(shù)值C.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加D.小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后,小車做勻速運(yùn)動(dòng) 答案解析解析關(guān)閉為使橡皮筋做的功為合力的功,必須平衡摩擦力,故A錯(cuò);本實(shí)驗(yàn)用橡皮筋對(duì)小車做功的整數(shù)倍來進(jìn)行研究,故B項(xiàng)錯(cuò),C項(xiàng)正確;橡皮筋的力是變力,小車在橡皮筋拉力作用下做的不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)。 答案解析關(guān)閉C考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3(2)用該裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),不可缺少的操作是。A.

7、測(cè)出小車的質(zhì)量B.測(cè)出橡皮筋的伸長量C.用量角器測(cè)出長木板的傾角D.改變橡皮筋條數(shù)后將小車從同一位置釋放 答案解析解析關(guān)閉該實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量、橡皮筋的伸長量及長木板的傾角都不需要測(cè)量,故選D。 答案解析關(guān)閉D考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理典例典例2“探究彈力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W0。當(dāng)用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W0、3W0、4W0每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正

8、確的是。A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用直流電源供電,電壓為46VB.實(shí)驗(yàn)中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C.每次實(shí)驗(yàn)中可以使小車不從同一位置由靜止彈出D.利用每次測(cè)出的小車最大速度vmax和橡皮筋做的功W,依次作出(2)如圖給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶,從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一段紙帶,測(cè)得O點(diǎn)到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別為OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm。已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則小車獲得的最大速度vmax=m/s。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3誤差與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)典例典例3某同

9、學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系。步驟一:小物塊在橡皮筋的作用下彈出,沿水平桌面滑行,之后平拋落至水平地面上,落點(diǎn)記為M1;步驟二:在釘子上分別套上2條、3條、4條同樣的橡皮筋,使每次橡皮筋拉伸的長度都保持一致,重復(fù)步驟一,小物塊落點(diǎn)分別記為M2、M3、M4步驟三:測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3(1)為求出小物塊拋出時(shí)的動(dòng)能,不需要測(cè)量下列物理量中的。A.小物塊的質(zhì)量mB.橡皮筋的原長xC.桌面到地面的高度hD.小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L(2)將幾次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小物塊做功分別記為W1、W2、W3小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離分別記為L1、L2、L3若功與速度的二次方成正比,則應(yīng)以W為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作圖,才能得到一條直線。(3)由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽略,則由此引起的誤差屬于(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。 答案解析解析關(guān)閉(1)根據(jù)動(dòng)能的定義可知,有物體的質(zhì)量和速度可以計(jì)算其動(dòng)能,所以必須測(cè)量小物塊的質(zhì)量和其水平速度,由于小物塊做平拋運(yùn)動(dòng),所以測(cè)量桌面到地面的高度和小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離后,可以根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)