【優(yōu)化方案】高三物理一輪復習 實驗五《探究動能定理》課件

實驗五探究動能定理

過程分析導引實驗典例精析知能優(yōu)化演練實驗五探究動能定理知識要點歸納知識要點歸納實驗?zāi)康?．通過實驗探究外力對物體做功與物體速度的關(guān)系．2．通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系．實驗原理1．不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做功W、2W、3W、….2．由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出．這樣，進行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)．3．以橡皮筋對小車做的功為縱坐標，小車獲得的速度為橫坐標，作出W－v曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系．實驗器材小車(前面帶小鉤)、100g～200g砝碼、長木板，兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘、打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用電火花計時器不用學生電源)、5～6條等長的橡皮筋、刻度尺．過程分析導引一、實驗步驟1．按圖5－5－1所示將實驗儀器安裝好．同時平衡摩擦力．圖5－5－12．先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋對小車做功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．3．用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格．4．用3條、4條…橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.橡皮筋條數(shù)位移x/m時間t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)二、實驗分析1．數(shù)據(jù)采集(1)求小車的速度：利用紙帶上點跡均勻的一段測出兩點間的距離x，則v＝其中T為打點周期)．如圖5－5－2所示中測出AB兩點間距離．圖5－5－2(2)數(shù)據(jù)記錄：把計算出的速度填入上表中并算出v2值．(3)數(shù)據(jù)處理：在坐標紙上(如圖5－5－3)畫出W－v和W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．圖5－5－32．實驗結(jié)論論：從圖象象可知功與與物體速度度變化的關(guān)關(guān)系W∝v2.三、誤差分分析1．誤差的主主要來源是是橡皮筋的的長度、粗粗細不一，，使橡皮筋筋的拉力做做功W與橡皮筋的的條數(shù)不成成正比．2．沒有完全全平衡摩擦擦力或平衡衡摩擦力時時傾角過大大也會造成成誤差．3．利用打上上點的紙帶帶計算小車車的速度時時，測量不不準帶來誤誤差．四、注意事事項1．平衡摩擦擦力很關(guān)鍵鍵，將木板板一端墊高高，使小車車重力沿斜斜面向下的的分力與摩摩擦阻力平平衡．方法法是輕推小小車，由打打點計時器器打在紙帶帶上的點的的均勻程度度判斷小車車是否勻速速運動，找找到木板一一個合適的的傾角．2．測小車速速度時，紙紙帶上的點點應(yīng)選均勻勻部分的，，也就是選選小車做勻勻速運動的的部分．3．橡皮筋應(yīng)應(yīng)選規(guī)格一一樣的．力力對小車做做的功以一一條橡皮筋筋做的功為為單位即可可，不必計計算出具體體數(shù)值．4．小車質(zhì)量量應(yīng)大一些些，使紙帶帶上打的點點多一些．．五、實驗改改進本實驗中物物體運動速速度可以使使用速度傳傳感器直接接采集，比比用打點計計時器方便便快捷且誤誤差較小；；小車受到到的外力也也可以用拉拉力傳感器器采集以便便于直接計計算出合外外力做功的的大??；另另外可以把把長木板換換成氣墊導導軌，省略略平衡摩擦擦力的操作作步驟，達達到簡化實實驗過程的的目的．實驗典例精析題型一實驗中應(yīng)注意的問題例1(2009年高考安徽徽卷)探究力對原原來靜止的的物體做的的功與物體體獲得的速速度的關(guān)系系的實驗裝裝置如圖5－5－4所示，實驗驗主要過程程如下：圖5－5－4A．本實驗設(shè)設(shè)法讓橡皮皮筋對小車車做的功分分別為W、2W、3W….所采用的方方法是選用用同樣的橡橡皮筋，并并在每次實實驗中使橡橡皮筋拉伸伸的長度保保持一致．．當用1條橡皮筋進進行實驗時時，橡皮筋筋對小車做做的功為W，用2條、3條、…橡皮筋并在在一起進行行第2次、第3次…實驗時，橡橡皮筋對小小車做的功功分別是2W、3W…B．小車運動動中會受到到阻力，補補償?shù)姆椒ǚ?，可以使使木板適當當傾斜C．某同學在在一次實驗驗中得到一一條記錄紙紙帶．紙帶帶上打出的的點，兩端端密、中間間疏．出現(xiàn)現(xiàn)這種情況況的原因可可能是沒有有使木板傾傾斜或傾角角太小D．根據(jù)記錄錄紙帶上打打出的點，，求小車獲獲得的速度度的方法是是以紙帶上上第一點到到最后一點點的距離來來進行計算算．【解析】由于橡皮筋筋松弛后，，小車做勻勻速運動，，此時的速速度是小車車的最大速速度，也是是做功后的的最終速度度，故求此此速度應(yīng)用用勻速那一一段的數(shù)據(jù)據(jù)，而不應(yīng)應(yīng)該使用從從第一點到到最后一點點的數(shù)據(jù)來來算．D不正確．【答案】D(2009年高考廣東東卷)某實驗小組組利用拉力力傳感器和和速度傳感感器探究“動能定理”．如圖5－5－5所示，他們們將拉力傳傳感器固定定在小車上上，用不可可伸長的細細線將其通通過一個定定滑輪與鉤鉤碼相連，，用拉力傳傳感器記錄錄小車受到到拉力的大大?。谒阶烂嫔仙舷嗑?0.0cm的A、B兩點各安裝裝一個速度度傳感器，，記錄小車車通過A、B時的速度大大小，小車車中可以放放置砝碼．．題型二實驗創(chuàng)新及數(shù)據(jù)處理例2(1)實驗主要步步驟如下：：①測量________和拉力傳感感器的總質(zhì)質(zhì)量M1；把細線的的一端固定定在拉力傳傳感器上，，另一端通通過定滑輪輪與鉤碼相相連；正確確連接所需需電路；圖5－5－5②將小車停停在C點，________，小車在細細線拉動下下運動，記記錄細線拉拉力及小車車通過A、B時的速度；；③在小車中中增加砝碼碼，或________，重復②的的操作．(2)下表是他們們測得的一一組數(shù)據(jù)，，其中M是M1與小車中砝碼碼質(zhì)量之和，，是兩個速度傳傳感器記錄速速度的平方差差的絕對值，，可以據(jù)此計計算出動能變變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器器受到的拉力力，W是F在A、B間所做的功．．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(結(jié)果保留三位位有效數(shù)字)(3)根據(jù)下表，請請在圖5－5－6中的方格紙上上作出ΔE－W圖線．數(shù)據(jù)記錄表圖5－5－6【解析】(1)①在實驗過程程中拉力對小小車和傳感器器做功使小車車和傳感器的的動能增加，，所以需要測測量小車和傳傳感器的總質(zhì)質(zhì)量；③通過過控制