高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理教学案-人教版高三全册物理教学案.doc

实验五探究动能定理1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.2.体会探究过程和所使用的方法．【实验目的】1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．2．通过分析实验数据总结出做功与物体速度的平方的正比例关系.【实验原理】探究功与速度变化的关系可通过改变力对物体做的功测出力对物体做不同的功时物体的速度为简化实验可将物体初速度设置为零可用图1所示的装置进行实验通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.【实验器材】小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器则不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．【实验步骤】1．按如图1所示将实验仪器安装好同时平衡摩擦力．图12．先用一条橡皮筋做实验用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1设此时橡皮筋对小车做的功为W1将这一组数据记入表格．3．用2条橡皮筋做实验实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同这时橡皮筋对小车做的功为W2测出小车获得的速度v2将数据记入表格．4．用3条、4条……橡皮筋做实验用同样的方法测出功和速度记入表格.【数据处理】先对测量数据进行估计或者作个W－v草图大致判断两个量可能是什么关系．如果认为可能是W∝v2对于每一个速度值算出它的二次方然后以W为纵坐标、v2为横坐标作图如果这样作出来的图象是一条直线说明两者关系真的就是W∝v2.【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．利用打点的纸带计算小车的速度时测量不准会带来误差．【注意事项】1．平衡摩擦力很关键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j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木板一个合适的倾角．2．测小车速度时应选纸带上点距均匀的部分也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡条筋做的功为单位即可不必计算出具体数值．这是本实验的技巧之一这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题这也是物理实验中常用的一种思想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)高频热点一实验原理及数据处理【例1】如图1所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形。这时橡皮筋对小车做功记为W。当用2条、3条、…、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、第n次实验时每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出图2甲为某次实验中打出的纸带。图1(1)除了图中已给出的实验器材和电源外还需要的器材有________。(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动应采取的措施是____________________。(3)每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的为了测量小车最终获得的末速度应选用纸带的________________部分进行测量。(4)下面是本实验的数据记录及数据处理表。橡皮筋做的功Wn(J)10个间隔均匀的点的距离s(m)10个间隔均匀的点的时间T(s)小车获得的末速度vn(m/s)小车获得的末速度的平方veq\o\al(2n)(m2/s2)1W1＝W0.2000.21.001.002W1＝2W0.2820.21.411.993W3＝3W0.3000.21.502.254W4＝4W0.4000.22.004.005W5＝5W0.4580.22.245.02从理论上讲橡皮筋做的功Wn与物体获得的速度vn之间的关系是Wn∝________请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象以验证理论的正确性。图2答案(1)刻度尺(2)把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力(3)每相邻两点之间距离相等(或点分布均匀)(4)veq\o\al(2n)图象如图所示【变式训练】“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图3所示当小车在一条橡皮筋作用下弹出时橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。图3(1)关于该实验下列说法正确的是________。A．打点计时器可以用干电池供电B．实验仪器安装时可以不平衡摩擦力C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W依次