教案-全国-2019_2020版高考物理大一轮复习 第五章 实验五 探究动能定理讲义（含解析）教科版.docx

12实验五探究动能定理1．实验目的探究功与物体速度变化的关系．2．实验原理(如图1所示)图1(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功为W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为2W.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为3W.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋时的速度，列表、作图，由图像可以确定功与速度变化的关系．3．实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉、刻度尺等．4．实验步骤(1)垫高木板的一端，平衡摩擦力．(2)拉伸的橡皮筋对小车做功：①用一条橡皮筋拉小车——做功W.②用两条橡皮筋拉小车——做功2W.③用三条橡皮筋拉小车——做功3W.(3)测出每次做功后小车获得的速度．(4)分别用各次实验测得的v和W绘制W－v或W－v2、W－v3、……图像，直到明确得出W和v的关系．5．实验结论物体速度v与外力做功W间的关系W＝eq\f(1,2)mv2.1．实验注意事项(1)将木板一端垫高，使小车的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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角．(2)测小车速度时，应选纸带上的点迹均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分．(3)橡皮筋应选规格一样的．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．(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．2．实验探究的技巧与方法(1)不直接计算W的数值，而只是看第2次、第3次……实验中的W是第1次的多少倍，简化数据的测量和处理．(2)作W－v图像，或W－v2、W－v3图像，直到作出的图像是一条倾斜的直线.命题点一教材原型实验例1(2018·河南省周口市期末)某实验小组采用如图2甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系．图2(1)下列关于该实验的说法正确的是________．A．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力B．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值C．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同D．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________段进行测量(填“AB”、“BC”或“AC”)；若使用的交流电的频率为50Hz，则小车最终获得的速度是________m/s.答案(1)AD(2)BC0.65解析(1)实验时，由于小车与木板间有摩擦，需将长木板上有打点计时器的一端适当垫高，平衡摩擦力，故A正确；橡皮筋对小车做的功无法直接测量，所以是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故B、C错误；实验时先接通电源，再释放小车，故D正确；(2)为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分，即BC段，小车的最终速度v＝eq\f(x,T)＝eq\f(1.30×10－2,0.02)m/s＝0.65m/s.变式1(2018·宁夏银川一中一模)某同学利用如图3所示的装置探究做功与速度变化的关系．图3(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(1)，小物块落点分别记为M2、M3、M4……；(3)测量相关数据，进行数据处理．①为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A．小物块的质量mB．橡皮筋的原长xC．橡皮筋的伸长量ΔxD．桌面到地面的高度hE．小物块抛出点到落地点的水平距离L②将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、……，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…….若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、________为横坐标作图，才能得到一条直线．③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于______________(填“偶然误差”或“系统误差”)．答案(3)①ADE②L2③系统误差解析(3)①小物块离开桌面后做平抛运动，由桌面到地面的高度h＝eq\f(1,2)gt2，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L＝v0t，可计算出小物块离开桌面时的速度，根据动能的表达式Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(02,)，还需要知道小球的质量，故A、D、E正确，B、C错误．②根据h＝eq\f(1,2)gt2和L＝v0t，可得veq\o\al(02,)＝eq\f(g,2h)L2，因为功与速度的平方成正比，所以功与L2正比