高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),考 點(diǎn),高三物理一輪復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．通過實(shí)驗(yàn)探究外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系． 2．通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出做功與物體速度的平方的正比例關(guān)系． 實(shí)驗(yàn)原理 探究功與速度變化的關(guān)系，可通 過改變力對物體做的功，測出力 對物體做不同的功時(shí)物體的速度， 為簡化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為 零，可用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 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(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v.,實(shí)驗(yàn)器材 小車(前面帶小鉤)、100 g～200 g砝碼、長木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ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(使用電火花計(jì)時(shí)器則不用學(xué)生電源)、5～6條等長的橡皮筋、刻度尺． 實(shí)驗(yàn)步驟 1．按原理圖將儀器安裝好． 2．平衡摩擦力：在長木板的有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直至小車上不掛橡皮筋時(shí)，紙帶打出的點(diǎn)間距均勻，即小車能勻速運(yùn)動(dòng)為止． 3．先用1條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對小車做的功為W，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．,4．用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這時(shí)橡皮筋對小車做的功為2 W，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格． 5．用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.,數(shù)據(jù)處理 1．測量小車的速度 2．記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 把計(jì)算出的速度填入表格中并算出v2的值．,3．?dāng)?shù)據(jù)處理 在坐標(biāo)紙上畫出W－v或W－v2圖線(“W”以一條橡皮筋做的功為單位)．,4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 從圖象分析外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系為W∝v2. 誤差分析 1．誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細(xì)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(shí)傾角過大也會(huì)造成誤差． 3．利用打點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測量不準(zhǔn)會(huì)帶來誤差．,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(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角． 2．測小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的部分． 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(jì)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(diǎn)多一些．,【例1】 (2014高考天津卷)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些________． (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個(gè)________(填字母代號(hào))． A．避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng) B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng) D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)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(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：________________________． (4)(多選)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)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(hào))． A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車 B．小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(2)細(xì)繩與木板平行，保證細(xì)繩對小車的拉力與木板平行，不會(huì)向上或向下傾斜，平衡摩擦力后，細(xì)繩對小車的拉力就等于小車受到的合力，D正確． (3)紙帶上點(diǎn)數(shù)較少說明小車運(yùn)動(dòng)過快，加速度較大，根據(jù)F＝ma，若減小加速度，可采取增大小車質(zhì)量的方法，即在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)．,解析,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(1)刻度尺、天平(包括砝碼) (2)D (3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼) (4)CD,(4)如果未完全平衡掉摩擦力，在運(yùn)動(dòng)中可能需要克服摩擦力做功，會(huì)出現(xiàn)拉力做功大于小車動(dòng)能增加量的情況，C正確．將鉤碼重力當(dāng)作拉力計(jì)算出的功，應(yīng)等于小車和鉤碼共同的動(dòng)能增量，大于小車動(dòng)能增量．從動(dòng)力學(xué)的角度，因?yàn)殂^碼加速下落；對小車的拉力小于自身重力，D正確．,解析,答案,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,【例2】 如圖1所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，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(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)我們把2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測出．,圖1,(1)除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有 ________________________________________________________. (2)平衡摩擦后，每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)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(jìn)行測量；,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,(3)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置；,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,(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2所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證理論的正確性．,圖2,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,,(1)計(jì)算小車速度需要測量紙帶上的點(diǎn)的距離，要用刻度尺． (2)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上的點(diǎn)的間隔均勻． (3)橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加W.,解析,答案,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測量物體質(zhì)量的理由是什么？ (2)讓物體分別從不同高度無初速釋放，測出物體從初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…讀出物體每次通過速度傳感器Q的速度v1、v2、v3、v4、…并繪制了如圖乙所示的L－v圖象．根據(jù)繪制出的L－v圖象，若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出( ) (3)本實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？,解析,答案,(1)見解析 (2)A (3)不會(huì),考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),(2)由于題圖乙是關(guān)于“L－v”的圖象，該圖象為曲線，不便于直觀地看出L和v的變化關(guān)系，所以，下一步應(yīng)作出“L－v2”的圖象，應(yīng)選A. (3)在實(shí)驗(yàn)中，由于物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的合力是確定的，即F合＝mg(sin θ－μcos θ)，所以摩擦力的大小不會(huì)影響L和v的關(guān)系．,