專題五實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理-高考總復(fù)習(xí)物理學(xué)科配套課件

實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.探究外力對(duì)物體做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)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.探究外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系.2.通過2同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量先用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源.若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖中正(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O，在紙帶上依次取A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).(2)由于有力傳感器測(cè)量繩的拉力，則沒必要使小車質(zhì)量遠(yuǎn)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝過______________和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.(2)讓小沙桶帶動(dòng)滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；________(選填選項(xiàng)前的字母).通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改(2)速度的測(cè)量方法：勻速運(yùn)動(dòng)速度→測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度先用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，力傳感器記錄實(shí)驗(yàn)原理?xiàng)l數(shù)增加打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的功，測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速度.為簡化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零，可用如圖S5-1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的_______使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍_______，再通過______________和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.

圖S5-1同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影實(shí)驗(yàn)原理?xiàng)l數(shù)增加打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 探究功與3

實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車(帶小鉤)、電源、導(dǎo)線、砝碼、5～6條完全相同的橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘?shù)?

實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)步驟平衡摩擦力1W

1.按如圖S5-1所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)____________. 2.先用________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________，將這一組數(shù)據(jù)記入表格. 實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)步驟平衡摩擦力1W 1.按如圖S5-1所4的分力與摩擦阻力平衡.S5-7所示的v2-W圖象.為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(填通過實(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方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；接測(cè)量的物理量表示需探究的關(guān)系式為__________________.(2)下列必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前(2019年懷化模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“合力做功與動(dòng)的分力與摩擦阻力平衡.看法正確的同學(xué)是________(填因子，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)速度vA＝________m/s.實(shí)驗(yàn)中，小車在細(xì)繩拉力的作用下從靜止開始加速運(yùn)根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)則從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)過程中，探究結(jié)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng).(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列________(選填選項(xiàng)前的字母).若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出.

3.用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為________，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格.22W

4.用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出橡皮筋對(duì)小車做的功和小車獲得的速度，記入表格. 5.觀察測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，以v2(或v)為橫坐標(biāo)作圖，尋找兩者的關(guān)系.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，功W與速度v的平方成正比，即W∝v2.的分力與摩擦阻力平衡. 3.用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)5【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理.(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(填“A”或“B”).【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-26圖S5-2

(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔.實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng).同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除.同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng).看法正確的同學(xué)是________(填“甲”或“乙”).圖S5-2 (2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙7

(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼.接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng).紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖S5-3所示.圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝________m/s.圖S5-3 (3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼.接通打點(diǎn)計(jì)圖8

(4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離

量為m，重力加速度為g；實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出.多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理.答案：(1)B(2)乙(3)0.31(0.30～0.33都算對(duì))(4)遠(yuǎn)大于 (4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距9考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)

⊙重點(diǎn)歸納

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡.方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角.考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù) ⊙重點(diǎn)歸納10

2.選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)跡分布均勻的部分進(jìn)行測(cè)量，也就是選小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量.3.規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時(shí)，力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值. 2.選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)跡分布均勻3.規(guī)11【考點(diǎn)練透】

1.某實(shí)驗(yàn)小組采用圖S5-4甲所示的裝置“探究動(dòng)能定理”即探究小車所受合外力做功與小車動(dòng)能的變化之間的關(guān)系.該小組將細(xì)繩一端固定在小車上，另一端繞過定滑輪與力傳感器、重物相連.實(shí)驗(yàn)中，小車在細(xì)繩拉力的作用下從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，力傳感器記錄細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小.【考點(diǎn)練透】 1.某實(shí)驗(yàn)小組采用圖S5-4甲所示的裝置“12甲乙圖S5-4甲乙圖S5-413(1)實(shí)驗(yàn)中為了把細(xì)繩對(duì)小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個(gè)重要步驟是________________.(2)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)________(填“有”或“沒有”)影響.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列物理量中必須測(cè)量的是________.A.長木板的長度LB.重物的質(zhì)量mC.小車的總質(zhì)量M(1)實(shí)驗(yàn)中為了把細(xì)繩對(duì)小車的拉力視為小車的合外力，要完成的14

(4)實(shí)驗(yàn)中，力傳感器的示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙.將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O，在紙帶上依次取A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3.則從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)過程中，探究結(jié)果的表達(dá)式是：________________(用題中所給字母表示).

解析：(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)長木板的傾角以平衡摩擦力，以保證細(xì)繩的拉力等于小車受的合力；

(2)由于有力傳感器測(cè)量繩的拉力，則沒必要使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒有影響； (4)實(shí)驗(yàn)中，力傳感器的示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙.將打15

(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，故AB錯(cuò)誤，C正確；

(4)從打

O點(diǎn)到打

B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功為：W＝Fx2； (3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，16答案：(1)平衡摩擦力(2)沒有

(3)C答案：(1)平衡摩擦力(2)沒有(3)C17考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新⊙重點(diǎn)歸納1.裝置時(shí)代化 ↓考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新⊙重點(diǎn)歸納18↓↓↓↓19↓↓↓↓20

2.求解智能化 (1)摩擦阻力問題：靠小車重力的下滑分力平衡摩擦力→自由下落阻力減少→氣墊導(dǎo)軌減少摩擦力. (2)速度的測(cè)量方法：勻速運(yùn)動(dòng)速度→測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度

2.求解智能化21【考點(diǎn)練透】

2.(2017年北京卷)如圖

S5-5

所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況.利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn).圖S5-5創(chuàng)新點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用重物牽引小車【考點(diǎn)練透】 2.(2017年北京卷)如圖S5-5所示22(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母).A.直流電源B.交流電源

(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(選填選項(xiàng)前的字母).A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量

在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車.若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字23

(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……如圖S5-6所示.圖S5-6

實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝__________，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝__________. (3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列圖24

(4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖S5-7所示的v2-W圖象.由此圖象可得v2

隨W變化的表達(dá)式為________.根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2

這個(gè)因子，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________.圖S5-7 (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如25通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝(2017年北京卷)如圖S5-5所示，用質(zhì)量為m的重物通過的分力與摩擦阻力平衡.筋對(duì)小車做的功和小車獲得的速度，記入表格.已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)故AB錯(cuò)誤，C正確；(2)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打距L和打這兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小v1與v2(v1<v2).規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時(shí)，力對(duì)小車做的功以一條(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；由安裝在滑塊上的力傳感器測(cè)出，為了驗(yàn)證合力做功與動(dòng)能變(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：確反映v2-W關(guān)系的是________.的分力與摩擦阻力平衡.帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)拉力對(duì)滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，還需要測(cè)量探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；

(5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖中正確反映v2-W關(guān)系的是________.ACB D通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)26

解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源. (2)平衡摩擦力的方法為將木板一端墊高，使得重力沿木板方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；判斷小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是根據(jù)紙帶上相鄰點(diǎn)間的距離相等判定，故需計(jì)時(shí)器打點(diǎn). (3)拉力大小為mg，O到

B位移為

x2，根據(jù)功的公式得W＝mgx2.由于小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)為

AC的時(shí)間中點(diǎn)， 解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源.27專題五實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理—高考總復(fù)習(xí)物理學(xué)科配套課件28專題五實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理—高考總復(fù)習(xí)物理學(xué)科配套課件29創(chuàng)新點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用光電門和氣墊導(dǎo)軌【考點(diǎn)練透】

3.(2019年天津紅橋區(qū)一模)在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組釆用如圖S5-8甲所示的裝置，在水平氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門M、N，滑塊上固定一遮光條，細(xì)線繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼.已知遮光條的寬度為d滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m.圖S5-8創(chuàng)新點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用光電門和氣墊導(dǎo)軌 330

(1)接通氣源，滑塊從圖中A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn).為探究在M、N間運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線拉力對(duì)滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，還需要測(cè)量的物理量是____________(寫出名稱及符號(hào)).利用上述實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量的物理量表示需探究的關(guān)系式為__________________. (1)接通氣源，滑塊從圖中A位置由靜止釋放，讀出遮光條31(2)下列必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母).A.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平B.測(cè)量鉤碼的質(zhì)量C.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行D.保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量(2)下列必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)32創(chuàng)新點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用傳感器

【考點(diǎn)練透】

4.(2019年懷化模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝置.

圖S5-9創(chuàng)新點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用傳感器 【考點(diǎn)練透】33

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的是____________；實(shí)驗(yàn)中________(填“需要”或“不需要”)滿足沙和小沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量. (2)讓小沙桶帶動(dòng)滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和打這兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小v1

與v2(v1<v2).細(xì)線的拉力F由安裝在滑塊上的力傳感器測(cè)出，為了驗(yàn)證合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，還需測(cè)量的物理量為__________________(寫出名稱及符號(hào))，則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為___________(用題中的字母和測(cè)量的物理量字母表示). (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的是____________；實(shí)驗(yàn)中_34實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理35實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.探究外力對(duì)物體做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)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.探究外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系.2.通過36同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量先用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源.若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖中正(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O，在紙帶上依次取A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).(2)由于有力傳感器測(cè)量繩的拉力，則沒必要使小車質(zhì)量遠(yuǎn)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝過______________和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.(2)讓小沙桶帶動(dòng)滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；________(選填選項(xiàng)前的字母).通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改(2)速度的測(cè)量方法：勻速運(yùn)動(dòng)速度→測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度先用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，力傳感器記錄實(shí)驗(yàn)原理?xiàng)l數(shù)增加打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的功，測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速度.為簡化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零，可用如圖S5-1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的_______使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍_______，再通過______________和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.

圖S5-1同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影實(shí)驗(yàn)原理?xiàng)l數(shù)增加打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 探究功與37

實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車(帶小鉤)、電源、導(dǎo)線、砝碼、5～6條完全相同的橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘?shù)?

實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)步驟平衡摩擦力1W

1.按如圖S5-1所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)____________. 2.先用________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________，將這一組數(shù)據(jù)記入表格. 實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)步驟平衡摩擦力1W 1.按如圖S5-1所38的分力與摩擦阻力平衡.S5-7所示的v2-W圖象.為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(填通過實(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方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；接測(cè)量的物理量表示需探究的關(guān)系式為__________________.(2)下列必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前(2019年懷化模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“合力做功與動(dòng)的分力與摩擦阻力平衡.看法正確的同學(xué)是________(填因子，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)速度vA＝________m/s.實(shí)驗(yàn)中，小車在細(xì)繩拉力的作用下從靜止開始加速運(yùn)根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)則從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)過程中，探究結(jié)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng).(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列________(選填選項(xiàng)前的字母).若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出.

3.用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為________，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格.22W

4.用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出橡皮筋對(duì)小車做的功和小車獲得的速度，記入表格. 5.觀察測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，以v2(或v)為橫坐標(biāo)作圖，尋找兩者的關(guān)系.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，功W與速度v的平方成正比，即W∝v2.的分力與摩擦阻力平衡. 3.用________條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)39【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理.(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(填“A”或“B”).【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-240圖S5-2

(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔.實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng).同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除.同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng).看法正確的同學(xué)是________(填“甲”或“乙”).圖S5-2 (2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙41

(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼.接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng).紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖S5-3所示.圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝________m/s.圖S5-3 (3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼.接通打點(diǎn)計(jì)圖42

(4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離

量為m，重力加速度為g；實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出.多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理.答案：(1)B(2)乙(3)0.31(0.30～0.33都算對(duì))(4)遠(yuǎn)大于 (4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距43考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)

⊙重點(diǎn)歸納

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡.方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角.考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù) ⊙重點(diǎn)歸納44

2.選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)跡分布均勻的部分進(jìn)行測(cè)量，也就是選小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量.3.規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時(shí)，力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值. 2.選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)跡分布均勻3.規(guī)45【考點(diǎn)練透】

1.某實(shí)驗(yàn)小組采用圖S5-4甲所示的裝置“探究動(dòng)能定理”即探究小車所受合外力做功與小車動(dòng)能的變化之間的關(guān)系.該小組將細(xì)繩一端固定在小車上，另一端繞過定滑輪與力傳感器、重物相連.實(shí)驗(yàn)中，小車在細(xì)繩拉力的作用下從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，力傳感器記錄細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小.【考點(diǎn)練透】 1.某實(shí)驗(yàn)小組采用圖S5-4甲所示的裝置“46甲乙圖S5-4甲乙圖S5-447(1)實(shí)驗(yàn)中為了把細(xì)繩對(duì)小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個(gè)重要步驟是________________.(2)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)________(填“有”或“沒有”)影響.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列物理量中必須測(cè)量的是________.A.長木板的長度LB.重物的質(zhì)量mC.小車的總質(zhì)量M(1)實(shí)驗(yàn)中為了把細(xì)繩對(duì)小車的拉力視為小車的合外力，要完成的48

(4)實(shí)驗(yàn)中，力傳感器的示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙.將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O，在紙帶上依次取A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3.則從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)過程中，探究結(jié)果的表達(dá)式是：________________(用題中所給字母表示).

解析：(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)長木板的傾角以平衡摩擦力，以保證細(xì)繩的拉力等于小車受的合力；

(2)由于有力傳感器測(cè)量繩的拉力，則沒必要使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒有影響； (4)實(shí)驗(yàn)中，力傳感器的示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙.將打49

(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，故AB錯(cuò)誤，C正確；

(4)從打

O點(diǎn)到打

B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功為：W＝Fx2； (3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小車的動(dòng)能，故需要知道小車的質(zhì)量M，50答案：(1)平衡摩擦力(2)沒有

(3)C答案：(1)平衡摩擦力(2)沒有(3)C51考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新⊙重點(diǎn)歸納1.裝置時(shí)代化 ↓考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新⊙重點(diǎn)歸納52↓↓↓↓53↓↓↓↓54

2.求解智能化 (1)摩擦阻力問題：靠小車重力的下滑分力平衡摩擦力→自由下落阻力減少→氣墊導(dǎo)軌減少摩擦力. (2)速度的測(cè)量方法：勻速運(yùn)動(dòng)速度→測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度

2.求解智能化55【考點(diǎn)練透】

2.(2017年北京卷)如圖

S5-5

所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況.利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn).圖S5-5創(chuàng)新點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新——利用重物牽引小車【考點(diǎn)練透】 2.(2017年北京卷)如圖S5-5所示56(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母).A.直流電源B.交流電源

(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(選填選項(xiàng)前的字母).A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量

在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車.若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字57

(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……如圖S5-6所示.圖S5-6

實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝__________，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝__________. (3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列圖58

(4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖S5-7所示的v2-W圖象.由此圖象可得v2

隨W變化的表達(dá)式為________.根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2

這個(gè)因子，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________.圖S5-7 (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如59通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖S5-9所示的裝(2017年北京卷)如圖S5-5所示，用質(zhì)量為m的重物通過的分力與摩擦阻力平衡.筋對(duì)小車做的功和小車獲得的速度，記入表格.已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)故AB錯(cuò)誤，C正確；(2)若實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打距L和打這兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小v1與v2(v1<v2).規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時(shí)，力對(duì)小車做的功以一條(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；由安裝在滑塊上的力傳感器測(cè)出，為了驗(yàn)證合力做功與動(dòng)能變(2019年江蘇卷)某興趣小組用如圖S5-2所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：確反映v2-W關(guān)系的是________.的分力與摩擦阻力平衡.帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)拉力對(duì)滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，還需要測(cè)量探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的大于重物和力傳感器的總質(zhì)量；

(5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖中正確反映v2-W關(guān)系的是________.ACB