高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)五《探究動(dòng)能定理》課件
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1、實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)五五探探究究動(dòng)動(dòng)能能定定理理知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系的關(guān)系2通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,總結(jié)出做功與物體速通過(guò)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)系度平方的正比關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1不是直接測(cè)量對(duì)小車(chē)做功,而是通過(guò)改變不是直接測(cè)量對(duì)小車(chē)做功,而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車(chē)做功橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車(chē)做功W、2W、3W、.2由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度可以由紙帶
2、和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出,也由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出,也可以用其他方法測(cè)出這樣,進(jìn)行若干次測(cè)量,就得到若干組功和速度的數(shù)可以用其他方法測(cè)出這樣,進(jìn)行若干次測(cè)量,就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)據(jù)3以橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為縱坐標(biāo),小車(chē)獲得的速度為橫坐標(biāo),作出以橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為縱坐標(biāo),小車(chē)獲得的速度為橫坐標(biāo),作出Wv曲線,分析這條曲線,可以得知橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)獲得的速度的定曲線,分析這條曲線,可以得知橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)獲得的速度的定量關(guān)系量關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材小車(chē)小車(chē)(前面帶小鉤前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長(zhǎng)木板,兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)位置釘兩個(gè)砝碼、長(zhǎng)木板
3、,兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)位置釘兩個(gè)鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源源)、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖按圖551所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好同時(shí)平衡摩擦力所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好同時(shí)平衡摩擦力圖圖5512先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1,設(shè),設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做功為此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做功為W1,將這一組數(shù)據(jù)記入表格,將這一組數(shù)據(jù)記入表格3用用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),
4、實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同,這樣橡皮條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同,這樣橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為筋對(duì)小車(chē)做的功為W2,測(cè)出小車(chē)獲得的速度,測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2,將數(shù)據(jù)記入表格,將數(shù)據(jù)記入表格4用用3條、條、4條條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用同樣的方法測(cè)出功和速度,記入表格橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用同樣的方法測(cè)出功和速度,記入表格.橡皮筋條橡皮筋條數(shù)數(shù)位移位移x/m時(shí)間時(shí)間t/s速度速度v/(ms1)速度平方速度平方v2/(m2s2)二、實(shí)驗(yàn)分析二、實(shí)驗(yàn)分析1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(1)求小車(chē)的速度:利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離求小車(chē)的速度:利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離x,
5、則,則v 其中其中T為打點(diǎn)周期為打點(diǎn)周期)如圖如圖552所示中測(cè)出所示中測(cè)出AB兩點(diǎn)間距離兩點(diǎn)間距離圖圖552xT(2)數(shù)據(jù)記錄:把計(jì)算出的速度填入上表中并算出數(shù)據(jù)記錄:把計(jì)算出的速度填入上表中并算出v2值值(3)數(shù)據(jù)處理:在坐標(biāo)紙上數(shù)據(jù)處理:在坐標(biāo)紙上(如圖如圖553)畫(huà)出畫(huà)出Wv和和Wv2圖線圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位以一根橡皮筋做的功為單位)圖圖5532實(shí)驗(yàn)結(jié)論:從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論:從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系Wv2.三、誤差分析三、誤差分析1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一,使橡皮筋的拉力做功誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一,使橡皮筋的拉
6、力做功W與橡與橡皮筋的條數(shù)不成正比皮筋的條數(shù)不成正比2沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí),測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí),測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng)1平衡摩擦力很關(guān)鍵,將木板一端墊高,使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩平衡摩擦力很關(guān)鍵,將木板一端墊高,使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車(chē),由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷擦阻力平衡方法是輕推小車(chē),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(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng),找到木板一個(gè)合適的傾角小車(chē)是否勻速運(yùn)
7、動(dòng),找到木板一個(gè)合適的傾角2測(cè)小車(chē)速度時(shí),紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的,也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的測(cè)小車(chē)速度時(shí),紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的,也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的部分部分3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可,橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車(chē)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)值不必計(jì)算出具體數(shù)值4小車(chē)質(zhì)量應(yīng)大一些,使紙帶上打的點(diǎn)多一些小車(chē)質(zhì)量應(yīng)大一些,使紙帶上打的點(diǎn)多一些五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)速度可以使用速度傳感器直接采集,比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)速度可以使用速度傳感器直接采集,比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便快捷且誤差較??;小車(chē)受到的外力也可以
8、用拉力傳感器采集以便于直接計(jì)算快捷且誤差較??;小車(chē)受到的外力也可以用拉力傳感器采集以便于直接計(jì)算出合外力做功的大??;另外可以把長(zhǎng)木板換成氣墊導(dǎo)軌,省略平衡摩擦力的出合外力做功的大??;另外可以把長(zhǎng)木板換成氣墊導(dǎo)軌,省略平衡摩擦力的操作步驟,達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程的目的操作步驟,達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程的目的實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題 (2009年高考安徽卷年高考安徽卷)探究力對(duì)原來(lái)靜止的探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖置如圖554所示,實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下:所示,實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下: 圖圖554A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡
9、皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別為本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別為W、2W、3W.所采用的方法所采用的方法是選用同樣的橡皮筋,并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致當(dāng)用是選用同樣的橡皮筋,并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W,用,用2條、條、3條、條、橡皮筋并橡皮筋并在一起進(jìn)行第在一起進(jìn)行第2次、第次、第3次次實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別是實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別是2W、3WB小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力,補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力,補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得
10、到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn),求小車(chē)獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn),求小車(chē)獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算【解析解析】由于橡皮筋松弛后,小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)的速度是小車(chē)的最大由于橡皮筋松弛后,小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)的速度是小車(chē)的最大速度,也是做功后的最終速度,故求此速度應(yīng)用勻速那一段的數(shù)據(jù),而不應(yīng)速度,也是做功后的最終速度,
11、故求此速度應(yīng)用勻速那一段的數(shù)據(jù),而不應(yīng)該使用從第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)算該使用從第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)算D不正確不正確【答案答案】D (2009年高考廣東卷年高考廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理動(dòng)能定理”如圖如圖555所示,他們將拉力傳感器固定在小車(chē)上,用不可所示,他們將拉力傳感器固定在小車(chē)上,用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連,用拉力傳感器記錄小車(chē)受到拉伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連,用拉力傳感器記錄小車(chē)受到拉力的大小在水平桌面上相距力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,
12、兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,記錄小車(chē)通過(guò)記錄小車(chē)通過(guò)A、B時(shí)的速度大小,小車(chē)中可以放置砝碼時(shí)的速度大小,小車(chē)中可以放置砝碼實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及數(shù)據(jù)處理例例2(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:測(cè)量測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連;正確連接所需電路;感器上,另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連;正確連接所需電路;圖圖555將小車(chē)停在將小車(chē)停在C點(diǎn),點(diǎn),_,小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力及小車(chē)通,小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力及小車(chē)通過(guò)過(guò)A、B時(shí)的速度;時(shí)的速度;在小車(chē)中增加砝碼,或在
13、小車(chē)中增加砝碼,或_,重復(fù)的操作,重復(fù)的操作(2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù),其中下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù),其中M是是M1與小車(chē)中砝碼質(zhì)量之和,與小車(chē)中砝碼質(zhì)量之和, 是兩是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差的絕對(duì)值,可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差的絕對(duì)值,可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E,F(xiàn)是是拉力傳感器受到的拉力,拉力傳感器受到的拉力,W是是F在在A、B間所做的功表格中的間所做的功表格中的E3_,W3_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)下表,請(qǐng)?jiān)趫D根據(jù)下表,請(qǐng)?jiān)趫D556中的方格紙上作出中的方格紙上作出EW圖線圖線數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表圖圖556【解析解析】(1
14、)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力對(duì)小車(chē)和傳感器做功使小車(chē)和傳感器在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力對(duì)小車(chē)和傳感器做功使小車(chē)和傳感器的動(dòng)能增加,所以需要測(cè)量小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量;通過(guò)控制變量法的動(dòng)能增加,所以需要測(cè)量小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量;通過(guò)控制變量法只改變小車(chē)的質(zhì)量或只改變拉力大小得出不同的數(shù)據(jù);只改變小車(chē)的質(zhì)量或只改變拉力大小得出不同的數(shù)據(jù);【答案答案】(1)小車(chē)小車(chē)接通電源后釋放小車(chē)接通電源后釋放小車(chē)改變鉤碼數(shù)改變鉤碼數(shù)量量(2)0.600 J0.610 J(3)如圖如圖557圖圖557知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
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