高考物理一轮复习 第五章 机械能 实验五 探究动能定理学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案.doc

实验五探究动能定理

误差分析
1.偶然误差：测量长度时会带来误差。
减小误差的办法：(1)测距离时都应从第一个计数点0量起；(2)多测几次取平均值。
2.系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量ΔEk必定稍小于重力做的功WG。
注意事项
1.为减小误差，应重复多次实验，从中挑选出打点清晰的一条纸带进行测量。
2.应尽可能减小各种阻力的影响，可采取如下措施：
(1)应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。
(2)打点计时器必须稳固安装在铁架台上，并且两个限位孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力。
(3)释放前将纸带拉至竖直且保证不与限位孔接触以减小纸带与限位孔间的摩擦。
3.实验时必须是先接通电源，打点计时器正常工作后再放开纸带让重物下落。
4.各点的速度不能用v＝gt来求解。

教材原型实验
命题角度实验原理与基本操作
【例1】(2020·广东省揭阳市高三二模)某实验小组采用图1所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小。

(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是___________________________________________________________。
(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验________影响(填“有”或“没有”)。
(3)实验时，下列物理量中必须测量的是________。
A.长木板的长度L
B.重物的质量m
C.小车的总质量M
(4)实验中，力传感器的示数为F，打出的纸带如图2。将打下的第一个点标为O，在纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为s1、s2、s3。则从打O点到打B点过程中，探究结果的表达式是：________________________(用题中所给字母表示)
解析(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使细线的拉力等于其合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力。
(2)由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，即对实验没有影响。
(3)由题可知，小车的合力即力传感器的示数，由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度，由F合s＝eq\f(1,2)Mv2－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)可知，一定要测量的物理量为小车的质量，故C正确。
(3)从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝Fs2，B点的速度vB＝eq\f(s3－s1,2T)，小车动能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s3－s1,2T)))eq\s\up12(2)，探究结果的表达式是：Fs2＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s3－s1,2T)))eq\s\up12(2)。
答案(1)平衡摩擦力(2)没有(3)C(4)Fs2＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s3－s1,2T)))eq\s\up12(2)
拓展训练1某实验小组用如图3所示的实验装置和实验器材做“探究做功与物体速度变化的关系”实验。在实验中，该小组同学把沙和沙桶的总重力当做小车受到的合外力。

图3
(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面的做法必要的是________(填选项前的字母)。
A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B.实验操作时要先释放小车，后接通电源
C.在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
D.在实验过程中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
(2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_______________________________________________。
(3)图4为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来：________________________。

图4
解析(1)实验前要对装置进行