【步步高】2013高考物理大一轮复习 探究动能定理课件

实验六探究动能定理实验六探究动能定理本讲栏目开关实验六探究动能定理实验目的实验原理实验步骤实验器材注意事项实验视频基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【实验目的】1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．2．通过分析实验数据，总结出做功与物体速度的平方的正比例关系.基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理探究功与速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.图1【实验原理】基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【实验器材】小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)，打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器则不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【实验步骤】3．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．4．用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.1．按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．2．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【数据处理】先对测量数据进行估计，或者作个W－v草图，大致判断两个量可能是什么关系．如果认为可能是W∝v2，对于每一个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标、v2为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一条直线，说明两者关系真的就是W∝v2.基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【误差分析】1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差．3．利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带来误差．基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【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j打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板一个合适的倾角．2．测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．这是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)基础再现·深度思考本讲栏目开关实验六探究动能定理【例1】关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出D课堂探究·突破考点本讲栏目开关实验六探究动能定理【例2】某实验小组采用如图2甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50Hz.(1)实验中木板略微倾斜，这样做____________(填答案前的字母)．A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动图甲C课堂探究·突破考点本讲栏目开关实验六探究动能定理(2)若根据多次测量数据画出的W－v草图如图乙所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确的是________．①W∝v②W∝1v③W∝v2④W∝v3A．①②B．②③C．①③D．②④图乙A课堂探究·突破考点本讲栏目开关实验六探究动能定理【例4】某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图5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点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．图5同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4…代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过Q点的速度.课堂探究·突破考点本讲栏目开关实验六探究动能定理实验次数1234…LL1L2L3L4…vv1v2v3v4…他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L－v图象，并得出结论W∝v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？___________________________________在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_______(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．不会不合适，应进一步绘制L－v2图象课堂探究·突破考点本讲栏目开关实验六探究动能定理1．用如图6所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是()①为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动②每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样③可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值④可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值⑤实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源⑥通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度⑦通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度图6B随堂训练·能力达标本讲栏目开关A.①②③④B.①②③⑥C.①②⑤⑥D.②③⑤⑦实验六探究动能定理4.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图10所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量__________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．②将小车停在C点，__________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．③在小车中增加砝码，或____________，重复②的操作．(2)下面的表格中是他们测得的几组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v21|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中ΔE3＝______，W3＝______.(结果保留三位有效数字)小车、砝码释放小车减少砝码0.6000.610随堂训练·能力达标图10本讲栏目开关实验六探究动能定理次数M/kg|v12－v22|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根据表格，请在图11中的方格纸上作出ΔE－W图线.ΔE/J0.500.251.251.000.750.500.251.251.000.750W/J1.501.50图11随堂训练·能力达标本讲栏目开关