江苏专版2019年高考物理总复习第22讲实验四探究动能定理讲义.doc
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1、第22讲实验四:探究动能定理考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求命题难度实验、探究:动能定理17年T10实验,考查恒力做功与物体动能变化的关系探究、推理B弱项清单1.在实验原理分析上、理解并运用功能关系和动能定理及用准确的物理语言进行描述等方面的掌握不够;2.不理解实验原理;处理实验数据能力不强等.实验储备一、实验目的探究功与物体速度变化的关系二、实验原理通过1根、2根、3根橡皮筋作用在小车上移动相同的距离,对小车做功应为1W、2W、3W.三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、橡皮筋、刻度尺、导线两根四、实验步骤1根据实验原理图安装仪器2将纸带固定在小车上,让纸带穿过打点计时
2、器的限位孔,平衡摩擦力3用一根橡皮筋拉小车做功W.4用两根橡皮筋拉小车做功2W;用三根橡皮筋拉小车做功3W.五、数据处理1计算出小车每次获得的速度;2分别用每次的v、W绘出Wv、Wv2、Wv3等关系图线,直到得出线性关系六、实验结论W与v之间的关系Wmv2.七、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,测量不准带来误差八、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
3、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技能优化考点1实验原理和实验操作【典型例题1】某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有_(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使
4、牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号) A避免小车在运动过程中发生抖动 B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决方法:_(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号) A在接通电源的同时释放了小车 B小车释放时离
5、打点计时器太近 C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力考点2数据处理与误差分析【典型例题2】为了探究功与速度变化的关系,现提供如图所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行,请思考探究思路并问答下列问题(打点计时器所接交流电频率为50 Hz)(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W.由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如图所示是其中四次实验打出
6、的部分纸带试根据以上信息,填写下表.次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(m.s1)v2(m2.s2)从表中数据可得出结论:_.考点3实验的改进与创新1实验器材的改进用拉力传感器测量拉力,用速度传感器测量速度,用光电门计算速度2实验方案的创新(1)利用自由落体运动探究功和动能的关系(2)研究小车以不同的初速度沿粗糙水平面滑动的距离,得出小车的初动能大小与克服摩擦力做功的情况,也可探究动能定理(3)让小球从斜面上某高处滚下,然后做平抛运动等【典型例题3】(16年徐州模拟)某同学利用如图所示的装置“探究动能定理”在气垫导轨上安装了两光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩
7、码相连实验时,测出光电门1、2间的距离为L,遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为M,钩码质量为m.(1)完成下列实验步骤中的填空:A安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;B实验时要调整气垫导轨水平,不挂钩码和细线,接通气源,释放滑块,如果滑块_,则表示气垫导轨已调整至水平状态;C挂上钩码后,接通气源,再放开滑块,记录滑块通过光电门1的时间t1和通过光电门2的时间t2,若弹簧测力计的示数为F,则要验证动能定理的表达式为:_;D改变钩码的质量,重复步骤C,求得滑块在不同合力作用下的动能变化量Ek.(2)对于上述实验,下列说法正确的是_ A滑块的加速度与钩码的加速度大小相等 B
8、弹簧测力计的读数为滑块所受合外力 C实验过程中钩码处于超重状态 D钩码的总质量m应远小于滑块和遮光条的总质量M当堂检测1.某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图甲所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,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(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根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算第1题图甲(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和_(选填“交流”或“直流”)电源(2)实验中,小车会受到摩擦力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,则下面操作正
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