高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實驗五 探究動能定理課件.ppt
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,第五章 機械能及其守恒定律,實驗五 探究動能定理,一、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. 二、實驗原理 探究功與速度變化的關(guān)系,可用如實驗原理圖所示的裝置進行實驗,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,再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度v,最后通過數(shù)據(jù)分析得出速度變化與功的關(guān)系. 三、實驗器材 橡皮筋、小車、木板、打點計時器、紙帶、鐵釘?shù)龋?四、實驗步驟 1.墊高木板的一端,平衡摩擦力. 2.拉伸的橡皮筋對小車做功: (1)用一條橡皮筋拉小車——做功W. (2)用兩條橡皮筋拉小車——做功2W. (3)用三條橡皮筋拉小車——做功3W. 3.測出每次做功后小車獲得的速度. 4.分別用各次實驗測得的v和W繪制W-v或W-v2、 W-v3……圖象,直到明確得出W和v的關(guān)系. 五、實驗結(jié)論 物體速度v與外力做功W間的關(guān)系W∝v2.,二、誤差分析 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時,測 量 不準 帶來 誤差.,三、注意事項 1.平衡摩擦力的方法是輕推小車,由打在紙帶上的點是否均勻判斷小車是否勻速運動. 2.測小車速度時,紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的. 3.橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的.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(yīng)大一些,使紙帶上打的點多一些.,考點一 對實驗原理和注意事項的考查,考點二 實驗器材與數(shù)據(jù)的處理,(2014·高考天津卷)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平 放在實驗桌上,將細繩一端拴在小車上,另一端繞過定滑輪,掛上適當?shù)你^碼,使小車在鉤碼的牽引下運動,以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系.此外還準備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等.組裝的實驗裝置如圖所示.,考點一 對實驗原理和注意事項的考查,(1)若要完成該實驗,必需的實驗器材還有哪些___________________________. (2)實驗開始時,他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與木板平行.他這樣做的目的是下列的哪個________ (填字母代號). A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動 B.可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰 C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動 D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力,刻度尺、天平(包括砝碼),D,(3)平衡摩擦力后,當他用多個鉤碼牽引小車時,發(fā)現(xiàn)小車運動過快,致使打出的紙帶上點數(shù)較少,難以選到合適的點計算小車速度.在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下,請你利用本實驗的器材提出一個解決方法: ___________________________________________________. (4)他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功,經(jīng)多次實 驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些.這一情況可 能是下列哪些原因造成的________(填字母代號). A.在接通電源的同時釋放了小車 B.小車釋放時離打點計時器太近 C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D.鉤碼做勻加速運動,鉤碼重力大于細繩拉力,可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼),CD,[解析] (1)實驗要處理紙帶測速度,需要刻度尺,要分析動能的變化,必須要測出小車的質(zhì)量,因此還需要天平. (2)實驗中調(diào)節(jié)定滑輪高度,使細繩與木板平行,可在平衡摩擦力后使細繩的拉力等于小車所受的合力,如果不平行,細繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力,改變了摩擦力就不能使細繩拉力等于小車所受的合力,D正確.,(3)在所掛鉤碼個數(shù)不變的情況下,要減小小車運 動 的 加 速度,可以增大小車的質(zhì)量,即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼). (4)如果用鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功,發(fā)現(xiàn)拉力做的功總比小車動能的增量大,原因可能是阻力未被完全平衡掉,因此拉力做功一部分用來增大小車動能,一部分用來克服阻力做功;也可能是小車做加速運動,因此細繩的拉力小于鉤碼的重力,鉤碼的重力做的功大于細繩的拉力做的功,即大于小車動能的增量,C、D項正確.,如圖所示,是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究動能定理的實驗,圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形.這時,橡皮筋對小車做的功記為 W.當我們 把2條、3條 ……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶測出.,考點二 實驗器材與數(shù)據(jù)的處理,(1)除了圖中的已給出的實驗器材外,還需要的器材有________________________. (2)平衡摩擦后,每次實驗得到的紙帶上的點并不都是 均 勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的__________部分進行測量;,刻度尺,點距均勻,(3)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表,請將第2次、第3次……實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置;,2W,3W,5W,(4)從理論上講,橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn∝________,請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性.,答案:,1.本實驗中雖然不需計算出橡皮筋每次做功的具體數(shù)值,但需計算出每次小車獲得的速度,由于距離的測量存在一定誤差,使得速度的大小不準確,在此可以安裝速度傳感器進行實驗. 2.本實驗也可用鉤碼牽引小車完成,在小車上安裝拉力傳感器測出拉力的大小,再測出位移的大小,進而確定力做功的多少. 3.把長木板換成氣墊導(dǎo)軌,省略平衡摩擦力的操作步驟,達到簡化實驗過程、提高實驗精度的目的.,(2015·東北三校聯(lián)考)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證動能定理.將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置,在木板上依次固定好白紙、復(fù)寫紙.將小球從不同的標記點由靜止釋放,記錄小球到達斜槽底端時下落的高度H,并根據(jù)落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移y.改變小球在斜槽上的釋放位置,進行多次測量,記錄數(shù)據(jù)如下:,(1)在安裝斜槽時,應(yīng)注意_______________________________________________.,使斜槽末端O點的切線水平,(2)已知斜槽傾角為θ,小球與斜槽之間的動摩擦因數(shù)為μ,木板與斜槽末端的水平距離為x,小球在離開斜槽后的豎直位移為y,不計小球與水平槽之間的摩擦,小球從斜槽上滑下的過程中,若動能定理成立則應(yīng)滿足的關(guān)系式是 ________________. (3)若想利用圖象直觀得到實驗結(jié)論,最好應(yīng)以H為橫坐標, 以________為縱坐標,描點作圖.,[點評] 本題的創(chuàng)新點:①通過改變恒力作用的距離改變對小球的做功;②利用平拋運動測量小球的速度. 若該題在實驗操作中,釋放小球的高度成倍增加,則合力對小球做功值成倍增加,從而使數(shù)據(jù)處理更簡便.,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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