高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)五《探究動(dòng)能定理》課件

實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)五五探探究究動(dòng)動(dòng)能能定定理理知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度通過實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系的關(guān)系2通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系度平方的正比關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1不是直接測(cè)量對(duì)小車做功，而是通過改變不是直接測(cè)量對(duì)小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車做功橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車做功W、2W、3W、.2由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也由于橡皮筋做功而使小車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)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)據(jù)3以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出Wv曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系量關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材小車小車(前面帶小鉤前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長(zhǎng)木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)砝碼、長(zhǎng)木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源源)、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖按圖551所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好同時(shí)平衡摩擦力所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好同時(shí)平衡摩擦力圖圖5512先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做功為此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格，將這一組數(shù)據(jù)記入表格3用用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為筋對(duì)小車做的功為W2，測(cè)出小車獲得的速度，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格，將數(shù)據(jù)記入表格4用用3條、條、4條條橡皮筋做實(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.橡皮筋條橡皮筋條數(shù)數(shù)位移位移x/m時(shí)間時(shí)間t/s速度速度v/(ms1)速度平方速度平方v2/(m2s2)二、實(shí)驗(yàn)分析二、實(shí)驗(yàn)分析1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(1)求小車的速度：利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離求小車的速度：利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離x，則，則v 其中其中T為打點(diǎn)周期為打點(diǎn)周期)如圖如圖552所示中測(cè)出所示中測(cè)出AB兩點(diǎn)間距離兩點(diǎn)間距離圖圖552xT(2)數(shù)據(jù)記錄：把計(jì)算出的速度填入上表中并算出數(shù)據(jù)記錄：把計(jì)算出的速度填入上表中并算出v2值值(3)數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上(如圖如圖553)畫出畫出Wv和和Wv2圖線圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位以一根橡皮筋做的功為單位)圖圖5532實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系Wv2.三、誤差分析三、誤差分析1誤差的主要來源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功誤差的主要來源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡與橡皮筋的條數(shù)不成正比皮筋的條數(shù)不成正比2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大也會(huì)造成誤差沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大也會(huì)造成誤差3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來誤差利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來誤差四、注意事項(xiàng)四、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(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的部分部分3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)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)值不必計(jì)算出具體數(shù)值4小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)速度可以使用速度傳感器直接采集，比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)速度可以使用速度傳感器直接采集，比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便快捷且誤差較??；小車受到的外力也可以用拉力傳感器采集以便于直接計(jì)算快捷且誤差較小；小車受到的外力也可以用拉力傳感器采集以便于直接計(jì)算出合外力做功的大??；另外可以把長(zhǎng)木板換成氣墊導(dǎo)軌，省略平衡摩擦力的出合外力做功的大??；另外可以把長(zhǎng)木板換成氣墊導(dǎo)軌，省略平衡摩擦力的操作步驟，達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過程的目的操作步驟，達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過程的目的實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題 (2009年高考安徽卷年高考安徽卷)探究力對(duì)原來靜止的探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖置如圖554所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下： 圖圖554A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W.所采用的方法所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致當(dāng)用是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用，用2條、條、3條、條、橡皮筋并橡皮筋并在一起進(jìn)行第在一起進(jìn)行第2次、第次、第3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3WB小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算【解析解析】由于橡皮筋松弛后，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度是小車的最大由于橡皮筋松弛后，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度是小車的最大速度，也是做功后的最終速度，故求此速度應(yīng)用勻速那一段的數(shù)據(jù)，而不應(yīng)速度，也是做功后的最終速度，故求此速度應(yīng)用勻速那一段的數(shù)據(jù)，而不應(yīng)該使用從第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的數(shù)據(jù)來算該使用從第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的數(shù)據(jù)來算D不正確不正確【答案答案】D (2009年高考廣東卷年高考廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理動(dòng)能定理”如圖如圖555所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小，小車中可以放置砝碼時(shí)的速度大小，小車中可以放置砝碼實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及數(shù)據(jù)處理例例2(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；圖圖555將小車停在將小車停在C點(diǎn)，點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過過A、B時(shí)的速度；時(shí)的速度；在小車中增加砝碼，或在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作，重復(fù)的操作(2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，與小車中砝碼質(zhì)量之和， 是兩是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差的絕對(duì)值，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差的絕對(duì)值，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是是拉力傳感器受到的拉力，拉力傳感器受到的拉力，W是是F在在A、B間所做的功表格中的間所做的功表格中的E3_，W3_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)下表，請(qǐng)?jiān)趫D根據(jù)下表，請(qǐng)?jiān)趫D556中的方格紙上作出中的方格紙上作出EW圖線圖線數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表圖圖556【解析解析】(1)在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對(duì)小車和傳感器做功使小車和傳感器在實(shí)驗(yàn)過程中拉力對(duì)小車和傳感器做功使小車和傳感器的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和傳感器的總質(zhì)量；通過控制變量法的動(dòng)能增加，所以需要測(cè)量小車和傳感器的總質(zhì)量；通過控制變量法只改變小車的質(zhì)量或只改變拉力大小得出不同的數(shù)據(jù)；只改變小車的質(zhì)量或只改變拉力大小得出不同的數(shù)據(jù)；【答案答案】(1)小車小車接通電源后釋放小車接通電源后釋放小車改變鉤碼數(shù)改變鉤碼數(shù)量量(2)0.600 J0.610 J(3)如圖如圖557圖圖557知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用