高考物理一轮复习 实验5 探究动能定理课件.ppt

必考部分 第五章机械能及其守恒定律 实验五探究动能定理 网控基础点读读有底气 重视实验操作提高实验技巧 一 实验步骤 1 按图所示将实验仪器安装好 2 平衡摩擦力 在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车上不挂橡皮筋时 纸带打出的点间距均匀 即小车能匀速运动为止 3 分别用1条 2条 3条 4条 橡皮筋做实验 实验中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同 这时橡皮筋对小车做的功分别为W 2W 3W 标记好每次实验得到的纸带 2 实验数据记录 把算出的速度填入表格中 并算出v2的值 3 实验数据处理及分析 观察法 当橡皮筋的条数成倍增加 即合外力做的功成倍增加时 观察小车的速度或速度的二次方如何变化 有何变化规律 图象法 在坐标纸上 如图 画出W v或W v2图线 W 以一根橡皮筋做的功为单位 4 实验结论 从图象可知做功与物体速度变化的关系为W v2 三 注意事项 1 平衡摩擦力很关键 将木板一端垫高 使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡 方法是轻推小车 由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动 找到木板一个合适的倾角 2 测小车速度时 纸带上的点应选均匀部分的 也就是选小车匀速运动状态的 3 橡皮筋应选规格一样的 力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可 不必计算出具体数据 4 小车质量应大一些 使纸带上打的点多一些 四 误差分析 研细核心点练透实验题 考点一 数据处理与误差分析 试题调研 该同学在一条比较理想的纸带上 从点迹清楚的某点开始记为0点 顺次选取5个点 分别测量这5个点到0之间的距离 并计算出它们与0点之间的速度平方差 v2 v2 v2 v 填入下表 1 请以 v2为纵坐标 以x为横坐标在坐标图中作出 v2 x图象 若测出小车质量为0 2kg 结合图象可求得小车所受合力的大小为 N 2 若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数 明显超出实验误差的正常范围 你认为主要原因是 实验操作中改进的措施是 答案 1 图象如图所示0 25 2 小车滑行时所受摩擦阻力较大将木板左侧垫高 使木板倾斜一定的角度以平衡摩擦力 名师归纳点题破疑 1 1 2015 珠海模拟 某同学为探究 合力做功与物体动能改变的关系 设计了如下实验 他的操作步骤如下 1 按图连接实验装置 其中小车质量M 0 20kg 钩码总质量m 0 05kg 2 释放小车 然后接通打点计时器的电源 电源频率为f 50Hz 打出一条纸带 类题练熟 3 他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条 如图所示 把打下的第一点记作0 然后依次取若干个计数点 相邻计数点间还有4个点未画出 用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1 0 041m d2 0 055m d3 0 167m d4 0 256m d5 0 360m d6 0 480m 他把钩码重力 当地重力加速度g 10m s2 作为小车所受合力 算出打下0点到打下第5点合力做功W J 结果保留三位有效数字 用正确的公式Ek 用相关数据前字母列式 把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量 算得Ek 0 125J 4 此次实验探究的结果 他没能得到 合力对物体做的功等于物体动能的增量 且误差很大 通过反思 他认为产生误差的原因如下 其中正确的是 A 钩码质量太大 使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B 没有平衡摩擦力 使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C 释放小车和接通电源的次序有误 使得动能增量的测量值比真实值偏小D 没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因 调研2 某实验小组利用如图甲所示装置 探究木块在木板上滑动至停止的过程中 摩擦力做的功与木块滑上木板时初速度的关系 实验步骤如下 考点二 实验改进与创新 试题调研 A 将弹簧左端固定在平台上 右端自然伸长到平台右侧O点 木板紧靠平台 其上表面与P O在同一水平面上 使木块压缩弹簧自由端至P点后由静止释放 木块最终停在木板上的B点 记下P点并测出OB间的距离L B 去掉木板再使木板压缩弹簧自由端至P点并由静止释放 测出木块做平抛运动的水平位移x C 改变由静止释放木块的位置 以获取多组L x数据 D 用作图象的办法 探求L与x的关系 得出结论 解析 1 实验中要保证木块滑至O点的速度不变 A B两步中 均使弹簧压缩到同一点P的目的是保证木块做平抛运动的初速度与木块滑上木板时的初速度相等 2 木块离开平台后做平抛运动 由于抛出点的高度一定 木块在空中的运动时间相等 木块的水平位移与木块做平抛运动的初速度成正比 实验中不需要测出平台的高度h 3 设木块做平抛运动的初速度为v 运动时间为t 则木块的水平位移x vt 则x2 v2 由图象知L x2 所以L v2 而W fL f恒定 故有W L v2 答案 1 保证木块做平抛运动的初速度与木块滑上木板时的初速度相等 2 否 3 见解析 用图象法处理实验数据的作图技巧图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法 作图时应注意以下几点 1 作图一定要用坐标纸 坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来确定 2 要标明轴名 单位 在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值 3 图上的连线不一定通过所有的数据点 应尽量使数据点合理地分布在线的两侧 4 作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化 即 变曲为直 名师归纳点题破疑 2 1 某兴趣小组在做 探究做功和物体速度变化关系 的实验前 提出以下几种猜想 W v W v2 W 他们的实验装置如图甲所示 PQ为一块倾斜放置的木板 在Q处固定一个速度传感器 用来测量物体每次通过Q点的速度 在刚开始实验时 有位同学提出 不需要测出物体质量 只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了 大家经过讨论采纳了该同学的建议 类题练熟 1 本实验中不需要测量物体质量的理由是什么 2 让物体分别从不同高度无初速度释放 测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1 L2 L3 L4 读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1 v2 v3 v4 并绘制了如图乙所示的L v图象 根据绘制出的L v图象 若为了更直观地看出L和v的变化关系 他们下一步应该作出 3 本实验中 木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果 答案 1 见解析 2 A 3 不会