(新課標安徽專版)《金版新學案》高三物理一輪復習-實驗：探究動能定理課件

第4講實驗(shíyàn)五探究動能定理第一頁，共38頁。第4講實驗(shíyàn)五探究動能定理第一頁，共38頁1．通過實驗探究外力對物體做功(zuògōng)與物體速度的關系．2．通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結出做功(zuògōng)與物體速度平方的正比關系．第二頁，共38頁。1．通過實驗探究外力對物體做功(zuògōng)與物體速度的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(fāngfǎ)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系．第三頁，共38頁。第三頁，共38頁。小車(前面帶小鉤)、100～200g砝碼、長木板，兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ(duìchèn)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．第四頁，共38頁。第四頁，共38頁。1．按如圖所示將實驗儀器安裝好．同時平衡摩擦力．2．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，設此時(cǐshí)橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．第五頁，共38頁。第五頁，共38頁。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(huòdé)的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格．第六頁，共38頁。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，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．5．分析數(shù)據(jù)，得出結論．(1)測量小車的速度：實驗獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功(zuògōng)和小車速度的關系，需要測量彈力做功(zuògōng)結束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度，應在紙帶上測量的物理量是(用字母表示)：A1、A2間的距離x，小車速度的表達式是(用測量的物理量表示)v＝(T為打點計時器的時間間隔)．第七頁，共38頁。4．用3條、4條……橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，(2)實驗(shíyàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/m時間t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)第八頁，共38頁。(2)實驗(shíyàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/m時間t(3)實驗數(shù)據(jù)處理及分析(fēnxī)：在坐標紙上(如下圖所示)畫出W－v和W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．第九頁，共38頁。(3)實驗數(shù)據(jù)處理及分析(fēnxī)：在坐標紙上(如下圖所(4)實驗結論：從圖象可知功與物體(wùtǐ)速度變化的關系W∝v2.第十頁，共38頁。(4)實驗結論：從圖象可知功與物體(wùtǐ)速度變化的關系1．誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比．2．沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差．3．利用打上點的紙帶計算小車的速度(sùdù)時，測量不準帶來誤差．第十一頁，共38頁。第十一頁，共38頁。1．平衡摩擦力很關鍵，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，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角．2．測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的．3．橡皮筋應選規(guī)格(guīgé)一樣的．力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值．4．小車質(zhì)量應大一些，使紙帶上打的點多一些．第十二頁，共38頁。第十二頁，共38頁。 關于探究動能定理(dònɡnénɡdìnɡlǐ)的實驗中，下列敘述正確的是 ()A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致第十三頁，共38頁。第十三頁，共38頁。C．放小車的長木板(mùbǎn)應該盡量使其水平D．先接通打點計時器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出第十四頁，共38頁。C．放小車的長木板(mùbǎn)應該盡量使其水平第十四頁，【解析】本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯；每次實驗橡皮筋拉伸(lāshēn)的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實驗時，橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍，B錯；小車運動中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯；實驗時，應該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確．【答案】D第十五頁，共38頁?！窘馕觥勘緦嶒灈]有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要為了探究恒力作用時的動能定理，某同學做了如下實驗，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到(dédào)下表所示幾組數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組123456v/(m·s－1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442第十六頁，共38頁。數(shù)據(jù)組123456v/(m·s－1)00.160.190.2(1)一同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)(shùjù)，作出x－v圖象如下圖甲所示．觀察該圖象，該同學作出如下推理：根據(jù)x－v圖象大致是一條拋物線，可以猜想x可能與v2成正比．請在圖乙所示坐標紙上選擇適當?shù)淖鴺溯S作出圖線驗證該同學的猜想．第十七頁，共38頁。(1)一同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)(shùjù)，作出x－v圖象如下圖(2)根據(jù)你所作的圖象，你認為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關系是________．【解析】(1)做出x－v2圖線如圖所示．(2)由圖可以(kěyǐ)看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比．即x∝v2.【答案】(1)見解析(2)x∝v2第十八頁，共38頁。(2)根據(jù)你所作的圖象，你認為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速某探究學習小組的同學(tóngxué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：第十九頁，共38頁。第十九頁，共38頁。(1)你認為還需要的實驗器材有________________________________________________________________________．(2)實驗時為了(wèile)保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是____________________，實驗時首先要做的步驟是________________________________________________________________________．第二十頁，共38頁。(1)你認為還需要的實驗器材有第二十頁，共38頁。(3)在(2)的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dàidòng)滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2)．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為________(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)．第二十一頁，共38頁。(3)在(2)的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶第二十二頁，共38頁。第二十二頁，共38頁?！敬鸢?dáàn)】(1)天平刻度尺(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力第二十三頁，共38頁。第二十三頁，共38頁。1．在用下圖所示裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法(shuōfǎ)正確的是 ()第二十四頁，共38頁。第二十四頁，共38頁。①通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值②通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值③通過打點計時器打下的紙帶來測定(cèdìng)小車加速過程中獲得的最大速度④通過打點計時器打下的紙帶來測定(cèdìng)小車加速過程中獲得的平均速度A．①③B．②③C．①④ D．②④第二十五頁，共38頁。①通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值第二十五頁，共38頁【解析】本題主要(zhǔyào)考查本實驗的實驗原理，考查考生的理解能力．實驗通過增加橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功成倍增加，故①正確，②錯誤．小車的速度對應的是橡皮筋對小車做功完畢時的情形，故③正確，④錯誤．所以選項A正確．【答案】A第二十六頁，共38頁?！窘馕觥勘绢}主要(zhǔyào)考查本實驗的實驗原理，考查2．如下圖所示，在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中，關于(guānyú)橡皮筋做的功，下列說法中正確的是 ()第二十七頁，共38頁。2．如下圖所示，在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中，關A．橡皮筋做的功可以(kěyǐ)直接測量B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以(kěyǐ)使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加C．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍第二十八頁，共38頁。A．橡皮筋做的功可以(kěyǐ)直接測量第二十八頁，共38頁【解析】橡皮筋的功等于橡皮筋所釋放的彈性勢能，但無法直接(zhíjiē)測量，橡皮筋的條數(shù)成倍增加，彈性勢能也會成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在釋放彈性勢能的一段時間內(nèi)才做功，故A、C錯，B對；橡皮筋的彈性勢能與形變量的平方成正比，當拉伸為原來的兩倍時，功變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯．【答案】B第二十九頁，共38頁?！窘馕觥肯鹌そ畹墓Φ扔谙鹌そ钏尫诺膹椥詣菽?，但無法直接(3．在“探究動能定理”的實驗中，某同學是用下面的方法和器材進行實驗的：放在長木板上的小車，由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器．關于這一實驗，下列(xiàliè)說法中不正確的是 ()第三十頁，共38頁。第三十頁，共38頁。A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力B．重復實驗時，雖然用到橡皮筋的條數(shù)(tiáoshù)不同，但每次應使橡皮筋拉伸的長度相同C．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應選用紙帶上打點最密集的部分進行計算D．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算【答案】C第三十一頁，共38頁。A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力第三十一頁，4．(2009年安徽)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如下圖所示，實驗主要過程如下：(1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……；(2)分析打點(dǎdiɑn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、……；(3)作出W－v草圖；第三十二頁，共38頁。4．(2009年安徽)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得(4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮(kǎolǜ)是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關系．第三十三頁，共38頁。第三十三頁，共38頁。以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是()A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、….所采用的方法是選用同樣(tóngyàng)的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當用1條橡皮筋進行此實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、……第三十四頁，共38頁。以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是第三十四頁，共38頁B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒?，可以使木板適當(shìdàng)傾斜C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶，紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算【解析】本實驗的目的是探究橡皮筋做的功與小車獲得