2020年高考物理一轮复习课件:专题五 实验五:探究动能定理 .ppt
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1、实验五:探究动能定理,一、基本原理与操作,二、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.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来,误差.,三、注意事项,1.平衡摩擦力: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,由打点计时器打在纸 带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动,找到木板一个合 适的倾角.,2.选点测速:测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,,也就是选小车做匀速运动状态的.,3.橡皮筋的选择:橡皮筋规格相同时,力对小车
2、做的功以 一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.,考点 1,基本实验原理与实验操作的考查,【典题 1】(2017 年陕西西安高新一中一模)某学习小组做 探究“合力做功和物体速度变化关系”的实验如图 S5-1 所示, 图中小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮 筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条、完全相同的橡皮筋 并在一起进行第 2 次、第 3 次、实验时,使每次实验中橡皮 筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点 计时器所打的纸带测出.,图 S5-1,(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度,尺和_(填“交流”或“直流”)电源.,(2
3、)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当 倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是_.,A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可,C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可,(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋的作用下运动,当 小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置, 下列说法正确的是_. A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线,答案:(1)交流,(2)D (3)B,考点 2,基本实验数据处理与误差分析,【典题 2】如图 S5-2 所示是某研
4、究性学习小组做探究“橡 皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条 橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做 的功记为 W.当我们把 2 条、3 条、完全相同的橡皮筋并在一 起进行第 2 次、第 3 次、实验时,每 次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车 每次实验中获得的速度由打点计时器所,打点的纸带测出.,图 S5-2,(1)除了导线、开关及图 S5-2 中已给出的实验器材外,还需,要的器材有_.,(2)平衡摩擦力后,每次实验得到的纸带上的点并不都是均 匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的_部分 进行测量.,(3)下面是本实验的数据记录表,请将第 2 次、第 3
5、 次、,实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置.,(4)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关 系应是 Wn_,请你根据表中测定的数据在如图 S5-3 所 示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性.,图 S5-3,解析:小车先加速后匀速,因为要测量小车最后获得的速 度,也就是最后做匀速运动的速度,故需要用刻度尺测出纸带 上点距均匀的间隔长度,然后除以时间间隔就是小车最后获得 的速度,本实验的原理就是根据橡皮筋条数成倍增加,橡皮筋 对小车做的功成倍增加,因为合力做的功等于小车获得的动能, 故小车获得的动能一定成倍增加,小车获得速度的二次方一定,成倍增加,可画出 W-v2 图象进行验证.
6、,答案:(1)刻度尺,(2)点距均匀 (3)2W 3W,4W 5W,(4),如图 D34 所示.,图 D34,方法技巧:(1)利用图象探究物理量间的关系时,首先确定,横、纵坐标轴对应的物理量及单位.,(2)根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度. (3)认真描出各坐标点.,(4)连线时要注意连线原则,偏离直线较远的点要舍去.,本实验可从多个角度进行创新,比如可以利用验证牛顿第 二定律的实验装置在平衡好摩擦力后,在满足重物的质量远小 于小车的质量时将重物的重力作为对小车的拉力,此时可选小 车作为研究对象,如果不能满足重物的质量远小于小车的质量, 可将重物和小车整体作为研究对象,此时也可在小车与重物之
7、 间加上一个力传感器测出小车受到的合力,在测量小车的速度 时,可用速度传感器或光电门进行测量,也可借助平抛运动的 特点来测量.,考向 1,实验装置的创新利用重物牵引小车,【典题 3】(2017 年北京卷)如图 S5-4 所示,用质量为 m 的 重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在 纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能 定理”的实验. 图 S5-4,(1)打点计时器使用的电源是_.,A.直流电源,B.交流电源,(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是 _.,A.把长木板右端垫高,B.改变小车的质量,在不挂重物且_(填选项前的字母)的情况下,轻推
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