高考物理总复习 第五章 机械能 实验五 探究动能定理学案-人教版高三全册物理学案.doc

11实验五探究动能定理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.利用打上点的纸带计算小车的速度时测量不准带来误差。注意事项1.平衡摩擦力：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打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动找到木板一个合适的倾角。2.选点测速：测小车速度时纸带上的点应选均匀部分的也就是选小车做匀速运动状态的点。3.橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时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。热点一教材原型实验【例1】(2017·温州模拟)如图1所示某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……橡皮筋重复实验时设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W…(1)图1中电火花计时器的工作电压是________V的交流电。(2)实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电源等还缺少的测量工具是________。(3)图1中小车上有一固定小立柱如图2中给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式为减小实验误差你认为最合理的套接方式是________。(4)在正确操作的情况下某次实验所打的纸带如图3所示。打在纸带上的点并不都是均匀的为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度应选用纸带的________部分进行测量(根据纸带中字母回答)小车获得的速度是________m/s。(结果保留2位有效数字)图3解析(1)电火花计时器的工作电压是220V的交流电。(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离因此还需要的器材是刻度尺。(3)橡皮筋最合理的套接方式是A以A的方式套接释放小车后橡皮筋不会影响小车的运动。(4)由图3的纸带可知GJ部分每两点间的距离相等小车做匀速直线运动因此应选用纸带的GJ部分；小车获得的速度v＝eq\f(xt)＝eq\f(0.01300.02)m/s＝0.65m/s。答案(1)220(2)刻度尺(3)A(4)GJ0.65【变式训练1】(2017·廊坊模拟)某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图4甲所示小车在橡皮筋的作用下弹出沿木板滑行。用1条橡皮筋时对小车做的功记为W当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出。图4(1)木板水平放置小车在橡皮筋作用下运动当小车速度最大时关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置下列说法正确的是________。A.橡皮筋仍处于伸长状态B.橡皮筋恰好恢复原长C.小车紧靠着打点计时器D.小车已超过两个铁钉的连线(2)如图乙所示是某次操作正确的情况下在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带为了测量小车获得的速度应选用纸带的________(选填“A～F”或“F～I”)部分进行测量速度大小为________m/s。(3)通过该实验的正确操作和正确处理数据应该得出合力做的功W和物体速度v变化的关系是________(用本问中的字母表达)。解析(1)平衡摩擦力后橡皮筋的拉力等于小车受到的合力橡皮筋做功完毕小车的速度最大。若不进行平衡摩擦力操作则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时速度最大本题中木板水平放置显然没有进行平衡摩擦力的操作因此当小车的速度最大时橡皮筋仍处于伸长状态故选项B、C、D错误A正确。(2)小车在橡皮筋的作用下先做加速运动橡皮筋做功完毕则速度达到最大此后做匀速运动因此匀速时的速度即为该过程中的最大速度故为了测量小车获得的速度应选用纸带点距均匀的部分进行测量即F～I所以速度为v＝eq\f(0.01520.02)m/s＝0.76m/s。(3)所以W与v2成正比即W∝v2。答案(1)A(2)F～I0.76(3)W∝v2热点二实验拓展创新1.装置时代化2.求解智能化(1)摩擦阻力问题：靠小车重力的下滑分力平衡摩擦力→自由下落阻力减少→气垫导轨减少摩擦力。(2)速度的测量方法：匀速运动速度→测量纸带上各点速度→光电门v＝eq\f(dΔt)→速度传感器直接显示速度大小。【例2】(2017·北京理综21)如图5所示用质量为m的重物通过滑轮牵引小车使它在长木板上运动打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图5(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)。A.直流电源B.交流电源(2)实验中需要平衡摩擦力和其他阻力正确操作方法是________(选填选项前的字母)。A.