物理第4章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理 新人教版

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1、第 五 章機(jī)械能機(jī)械能實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理1 1基 礎(chǔ) 知 識(shí) 梳 理基 礎(chǔ) 知 識(shí) 梳 理2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1探究外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系。 2通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度二次方的正比關(guān)系。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1不是直接測(cè)量對(duì)小車(chē)做功，而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車(chē)做功W、2W、3W， 2由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出。這樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。 3以橡皮筋對(duì)小車(chē)做

2、的功為縱坐標(biāo)，小車(chē)獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出Wv曲線(xiàn)，分析這條曲線(xiàn)，可以得知橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)獲得的速度的定量關(guān)系。 三、實(shí)驗(yàn)器材 小車(chē)(前面帶小鉤)、100200g砝碼、長(zhǎng)木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)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(xiàn)(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源)、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、_?？潭瘸呖潭瘸?四、實(shí)驗(yàn)步驟 1按圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)_。 2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(cè)出小車(chē)獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。 3用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋_與第一次相同，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W2，測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2，將

3、數(shù)據(jù)記入表格。 4用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速度，記入表格。平衡摩擦力平衡摩擦力 拉伸的長(zhǎng)度拉伸的長(zhǎng)度 五、數(shù)據(jù)處理 1測(cè)量小車(chē)的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做的功和小車(chē)速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度，即小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量的物理量：A1、A2間的距離x，小車(chē)速度的表達(dá)式是v_(T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔)。 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。橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t/s速度v/(ms1)速度二次方v2/(m2s2) 3數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上畫(huà)出Wv或Wv2圖線(xiàn)(“W”以一條橡皮筋做的功為單位)。 4實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)論：從圖象分析外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系為Wv2。 六、誤差分析 1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)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(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差。 3利用打點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差。 七、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(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車(chē)，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(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角。 2測(cè)小車(chē)速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上_的部分，也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn)。 3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋

5、做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。這是本實(shí)驗(yàn)的技巧之一，這里通過(guò)轉(zhuǎn)換單位的方法巧妙地解決了這一難題，這也是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種思想和手段。點(diǎn)距均勻點(diǎn)距均勻 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破教材原型實(shí)驗(yàn)左左 2 D 類(lèi)題演練類(lèi)題演練 1 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合力，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施是_(填選項(xiàng)前的字母)。 A保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 B選取打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打第1點(diǎn)與第2點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶來(lái)處理數(shù)據(jù) C把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力 D必須先接通電源再釋放小車(chē)AC (2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、

6、D、E、F是連續(xù)的六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出，測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m。從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過(guò)程中，合力對(duì)小車(chē)做的功為_(kāi)，小車(chē)動(dòng)能的增量為_(kāi)。(用題中和圖中的物理量符號(hào)表示)mgs 試驗(yàn)拓展創(chuàng)新 (2)研究小車(chē)以不同的初速度沿粗糙水平面滑動(dòng)的距離，得出小車(chē)的初動(dòng)能大小與克服摩擦力做功的情況，也可探究動(dòng)能定理。這時(shí)必須保證小車(chē)與水平面上各處之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片的寬度d；安裝好實(shí)驗(yàn)器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)，記為F，同時(shí)從氣墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出滑塊與光電門(mén)之間的距離L；剪斷細(xì)繩，使滑塊滑向光電門(mén)，并記

7、錄滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t；多次改變滑塊與光電門(mén)之間的距離，記錄相應(yīng)的L與t的值，結(jié)果如表所示。1.00 能能 方法總結(jié)： 動(dòng)能定理問(wèn)題的分析 分析此類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：(1)尋找物體位移；(2)分析物體受力，求外力做功；(3)由功的表達(dá)式和功能關(guān)系列式；(4)根據(jù)公式中的數(shù)據(jù)求出未知量，或確定圖線(xiàn)上斜率和截距的意義，求相關(guān)物理量。類(lèi)題演練類(lèi)題演練 2 保持P位置不變，將長(zhǎng)木板另一端放置在鐵架臺(tái)橫桿Q2上，用刻度尺量出Q1、Q2之間的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門(mén)計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t1。 保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板另一端在鐵架臺(tái)上的放置位置，重復(fù)步驟數(shù)次。 .滑塊沿長(zhǎng)木板由Q2運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中，用測(cè)量的物理量回答下列問(wèn)題(重力加速度已知為g)： (1)滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度v_； (2)滑塊動(dòng)能的變化量Ek_； (3)滑塊克服摩擦力做的功Wf_； (4)合力對(duì)滑塊做的功W合_。mgH mgh1 .某學(xué)生以鐵架臺(tái)上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標(biāo)，以滑塊通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間平方的倒數(shù)為縱坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)中描點(diǎn)畫(huà)出如圖乙所示直線(xiàn)，直線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因可能是_。平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大