高考物理一輪復習 實驗增分 專題5 探究動能定理課件

機械能及其守恒定律第第 五五 章章實驗五探究動能定理實驗五探究動能定理考綱要求考情分析命題趨勢探究動能定理2017北京卷，21高考對本實驗的考查主要側(cè)重于以下三個方面：1.對小車做功的計量方法的理解；2.通過打點紙帶研究小車的末速度、末動能；3.實驗誤差分析和實驗數(shù)據(jù)的處理(通過圖象處理實驗數(shù)據(jù))知識梳理知識梳理夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)核心考點核心考點分層突破分層突破對應演練對應演練遷移運用遷移運用欄目導航 一、實驗目的、原理、器材知識梳理知識梳理 夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ) 二、實驗步驟 1墊高木板的一端，平衡摩擦力 2拉伸的橡皮筋對小車做功： (1)用一條橡皮筋拉小車做功W； (2)用兩條橡皮筋拉小車做功2W； (3)用三條橡皮筋拉小車做功3W. 3測出每次做功后小車獲得的速度v. 4分別用各次實驗測得的v和W繪制Wv或Wv2、Wv3圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系 五、注意事項 1平衡摩擦力的方法是輕推小車，由打在紙帶上的點是否均勻判斷小車是否勻速運動 2測小車速度時，應選紙帶上點均勻分布的部分 3橡皮筋應選規(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，不必計算出具體數(shù)值 4小車質(zhì)量應大一些，使紙帶上打的點多一些 考點1實驗原理和實驗操作 例1某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等組裝的實驗裝置如圖所示核心考點核心考點 分層突破分層突破(1)若要完成該實驗，必需的實驗器材還有若要完成該實驗，必需的實驗器材還有_.刻度尺、天平刻度尺、天平(包括砝碼包括砝碼) (2)實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行他這樣做的目的是下列的哪個_.(選填字母代號) A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動 B可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰 C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動 D可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力 (3)平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決方法： _.D 可在小車上加適量的砝碼可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼或鉤碼) (4)他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些這一情況可能是下列哪些原因造成的_.(選填字母代號) A在接通電源的同時釋放了小車 B小車釋放時離打點計時器太近 C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力 解析(1)實驗要處理紙帶測小車的瞬時速度，需要刻度尺，要分析動能的變化，必須要測出小車的質(zhì)量，因此還需要天平CD (2)實驗中調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細繩的拉力等于小車所受的合力，如果不平行，細繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改變了摩擦力，就不能使細繩拉力等于小車所受的合力，選項D正確 (3)在所掛鉤碼個數(shù)不變的情況下，要減小小車運動的加速度，可以增大小車的質(zhì)量，即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼) (4)如果用鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，發(fā)現(xiàn)拉力做的功總比小車動能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用來增大小車動能，一部分用來克服阻力做功；也可能是鉤碼做加速運動，因此細繩的拉力小于鉤碼的重力，鉤碼的重力做的功大于細繩的拉力做的功，此同學將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，則拉力做的功大于小車動能的增量，選項C、D正確 考點2實驗數(shù)據(jù)處理 例2(2017江蘇卷)利用如圖所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系小車的質(zhì)量為M200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m10.0 g，打點計時器的電源為50 Hz的交流電(1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調(diào)節(jié)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到_.小車做勻速運動小車做勻速運動 (2)掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖所示選擇某一點為O，依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點(圖中間隔點未畫出)用刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離x，記錄在紙帶上計算打出各計數(shù)點時小車的速度v，其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1_m/s.0.228 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖丙中方格紙上作出EkW圖象 (4)實驗結(jié)果表明，Ek總是略小于W.某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F_N.0.093 答案(3)見圖 考點3實驗創(chuàng)新設(shè)計 本實驗可從下列兩個方面改進創(chuàng)新 1實驗器材的改進：用拉力傳感器測量拉力，用速度傳感器測量速度 2實驗方案的創(chuàng)新 (1)利用自由落體運動探究功和動能的關(guān)系 (2)研究小車以不同的初速度沿粗糙水平面滑動的距離，得出小車的初動能大小與克服摩擦力做功的情況，也可探究動能定理 (3)讓小球從斜面上某高處滾下，然后做平拋運動等 例3(2018江西南昌模擬)如圖甲所示，為驗證動能定理的實驗裝置，較長的小車的前端固定有力傳感器，能測出小車所受的拉力，小車上固定兩個完全相同的遮光條A、B，小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量為M，小車放在安裝有定滑輪和光電門的光滑軌道D上，光電門可記錄遮光條A、B通過它的擋光時間用不可伸長的細線將小車與質(zhì)量為m的重物相連，軌道放在水平桌面上，細線與軌道平行(滑輪質(zhì)量、摩擦不計) (1)用螺旋測微器測遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d_mm. (2)實驗過程中_(選填“需要”或“不需要”)滿足M遠大于m. (3)實驗主要步驟如下： 測量小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量M，測量兩遮光條間的距離L，按圖甲正確連接器材 由靜止釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄傳感器的示數(shù)F及遮光條A、B經(jīng)過光電門的擋光時間tA和tB，則驗證動能定理的表達式為 _.(用字母M、F、L、d、tA、tB表示)0.400(0.3990.401) 不需要不需要