2021届高考物理一轮复习 第五章 机械能 实验五 探究动能定理课件 粤教版.ppt

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(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LB.重物的质量mC.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。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。(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：________________________。解析(1)实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是细线的拉力，故A正确；实验操作时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故B错误；在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近则测量误差越大，故C错误；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，这样才能使得沙和沙桶的总重力近似等于细线对小车的拉力，故D正确。(2)本题的实验原理是验证沙桶和沙的总重力做的功等于小车动能的增加量，所以要测沙和沙桶的总质量、小车的质量，还要测纸带上各点的距离来求速度，所以所需的器材还应有天平和刻度尺。【例2】(2019·江苏卷，10)某兴趣小组用如图5所示的装置验证动能定理。(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是________(选填“甲”或“乙”)。(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如图6所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA＝________m/s。解析(1)电磁打点计时器打点计时时振针与纸带之间的摩擦较大；电火花打点计时器是电磁脉冲产生的电火花在纸带上打点，纸带所受阻力较小，故选B项。(2)由于刚开始运动，拉力克服最大静摩擦力，而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故平衡摩擦力的两种说法中，乙同学正确。(3)取与A点相邻的两点。用毫米刻度尺测出两点之间的距离，如图所示。答案(