高考物理一轮复习 实验 专题 探究动能定理导学案1-人教版高三全册物理学案.doc

实验：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。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。考点精练热点一实验原理和实验操作【例1】(2017·广东肇庆模拟)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上将细绳一端拴在小车上另一端绕过定滑轮挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图1所示。图1(1)若要完成该实验必需的实验器材还有____________________________________。(2)实验开始时他先调节木板上定滑轮的高度使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)。A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后当他用多个钩码牵引小车时发现小车运动过快致使打出的纸带上点数较少难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下请你利用本实验的器材提出一个解决方法：________________________。(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)。A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动钩码重力大于细绳拉力解析(1)根据实验原理可知需要验证mgx＝eq\f(12)Mv2同时根据运动学规律可知此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移故还需要的器材有：刻度尺和天平；(2)分析小车受力可知在平衡摩擦力的基础上使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力故选项D正确；(3)纸带上打出的点较少说明小车的加速度过大(即小车过快)故可知减小钩码质量或增加小车质量(在小车上加上适量的砝码)；(4)在此实验中根据牛顿第二定律可知钩码的重力大于细绳的拉力而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；如果实验未平衡或未完全平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量故选项C、D正确。答案(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD热点二数据处理与误差分析【例2】为了探究功与速度变化的关系现提供如图2所示的器材让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行请思考探究思路并问答下列问题。(打点计时器所接交流电频率为50Hz)图2(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为____________________________________。(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W。由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出如图3所示是其中四次实验打出的部分纸带。图3试根据以上信息填写下表。次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(m·s－1)v2(m2·s－2)从表中数据可得出结论：____________________________________________解析(1)为了消除摩擦力应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度使小车在不接橡皮筋时缓慢匀速下滑。(2)由匀速运动的速度公式v＝eq\f(xt)可求出小车的速度其中x可从题图中读出分别为2.00cm、2.83cm、3.46cm、4.00cm。交流电频率为50Hz故T＝0.02s。次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v/(m·s－1)1.001.421.732.00v2(m2·s－2)1.002.022.994.00在误差允许的范围内橡皮筋对小车做的功与小车速度的二次方成正比。答案见解析热点三实验的改进与创新1．实验器材的改进用拉力传感器测量拉力用速度传感器测量速度用光电门计算速度。2．实验方案的创新(1)利用自由落体