高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)5 探究動能定理課件.ppt

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,必考部分,第五章 機(jī)械能及其守恒定律,,實(shí)驗(yàn)五 探究動能定理,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 讀讀有底氣,重視實(shí)驗(yàn)操作 提高實(shí)驗(yàn)技巧,一、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好． (2)平衡摩擦力：在長木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動木板的位置，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)動為止． (3)分別用1條、2條、3條、4條…橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都與第一次相同．這時(shí)橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…，標(biāo)記好每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶．,,,,(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄： 把算出的速度填入表格中，并算出v2的值.,(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析 ①觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時(shí)，觀察小車的速度或速度的二次方如何變化，有何變化規(guī)律． ②圖象法：在坐標(biāo)紙上(如圖)畫出W－v或W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知做功與物體速度變化的關(guān)系為W∝v2.,,三、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，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，也就是選小車勻速運(yùn)動狀態(tài)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(jì)算出具體數(shù)據(jù)． (4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些．,四、誤差分析,研細(xì)核心點(diǎn) 練透實(shí)驗(yàn)題,[考點(diǎn)一] 數(shù)據(jù)處理與誤差分析,[試題調(diào)研],該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為0點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測量這5個(gè)點(diǎn)到0之間的距離，并計(jì)算出它們與0點(diǎn)之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v)，填入下表：,(1)請以Δv2為縱坐標(biāo)，以x為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)圖中作出Δv2－x圖象．若測出小車質(zhì)量為0.2 kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合力的大小為________ N. (2)若該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合力小于彈簧測力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍．你認(rèn)為主要原因是_____________，實(shí)驗(yàn)操作中改進(jìn)的措施是_______________.,,[答案] (1)圖象如圖所示 0.25 (2)小車滑行時(shí)所受摩擦阻力較大 將木板左側(cè)墊高，使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力,,,名師歸納點(diǎn)題破疑,1－1.(2015·珠海模擬)某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟如下： (1)按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20 kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05 kg. (2)釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f＝50 Hz)，打出一條紙帶．,[類題練熟],,(3)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m…，他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125 J.,,(4)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是________． A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多 B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多 C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實(shí)值偏小 D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因,,,[調(diào)研2] 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示裝置，探究木塊在木板上滑動至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時(shí)初速度的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)步驟如下：,[考點(diǎn)二] 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新,[試題調(diào)研],,A．將彈簧左端固定在平臺上，右端自然伸長到平臺右側(cè)O點(diǎn)，木板緊靠平臺，其上表面與P、O在同一水平面上．使木塊壓縮彈簧自由端至P點(diǎn)后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的B點(diǎn)，記下P點(diǎn)并測出OB間的距離L. B．去掉木板再使木板壓縮彈簧自由端至P點(diǎn)并由靜止釋放，測出木塊做平拋運(yùn)動的水平位移x. C．改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組L、x數(shù)據(jù)． D．用作圖象的辦法，探求L與x的關(guān)系，得出結(jié)論．,[解析] (1)實(shí)驗(yàn)中要保證木塊滑至O點(diǎn)的速度不變，A、B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點(diǎn)P的目的是保證木塊做平拋運(yùn)動的初速度與木塊滑上木板時(shí)的初速度相等； (2)木塊離開平臺后做平拋運(yùn)動，由于拋出點(diǎn)的高度一定，木塊在空中的運(yùn)動時(shí)間相等，木塊的水平位移與木塊做平拋運(yùn)動的初速度成正比，實(shí)驗(yàn)中不需要測出平臺的高度h； (3)設(shè)木塊做平拋運(yùn)動的初速度為v，運(yùn)動時(shí)間為t，則木塊的水平位移x＝vt，則x2∝v2，由圖象知L∝x2，所以L∝v2，而W＝fL，f恒定，故有W∝L∝v2. [答案] (1)保證木塊做平拋運(yùn)動的初速度與木塊滑上木板時(shí)的初速度相等 (2)否 (3)見解析,用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖技巧 圖象法是物理實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，作圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)作圖一定要用坐標(biāo)紙，坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結(jié)果的需要來確定； (2)要標(biāo)明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標(biāo)明數(shù)值； (3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)盡量使數(shù)據(jù)點(diǎn)合理地分布在線的兩側(cè)； (4)作圖時(shí)常通過選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化，即“變曲為直”．,名師歸納點(diǎn)題破疑,2－1.某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝…他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來測量物體每次通過Q點(diǎn)的速度)．在剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體從初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的示數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議．,[類題練熟],,(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度釋放，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不會影響探究出的結(jié)果？,,答案：(1)見解析 (2)A (3)不會,