《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件 第五章实验五 探究动能定理(56张ppt).ppt
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1、三维设计2014新课标高考物理一轮总复习课件 第五章实验五 探究动能定理(56张ppt)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 (2)由于橡皮筋做功而使小由于橡皮筋做功而使小车获车获得的速度可以由得的速度可以由纸纸带带和打点和打点计时计时器器测测出,也可以用其他方法出,也可以用其他方法测测出。出。这样这样,进进行若干次行若干次测测量,就得到若干量,就得到若干组组功和速度的数据。功和速度的数据。(3)以橡皮筋以橡皮筋对对小小车车做的功做的功为纵为纵坐坐标标,
2、分,分别别以小以小车车获获得的速度得的速度v、v2为为横坐横坐标标,作出,作出Wv、Wv2曲曲线线,分析,分析这这些曲些曲线线,可以得知橡皮筋,可以得知橡皮筋对对小小车车做做的功与小的功与小车获车获得的速度的定量关系。得的速度的定量关系。三、三、实验实验器材器材 小小车车(前面前面带带小小钩钩)、长长木板木板(两两侧侧适当的适当的对对称位置称位置钉钉两个两个铁钉铁钉)、打点、打点计时计时器及器及纸带纸带、学生、学生电电源及源及导线导线(使用使用电电火花火花计时计时器器时时不用学生不用学生电电源源)、56条相同的橡皮筋、刻条相同的橡皮筋、刻度尺。度尺。四、四、实验实验步步骤骤 (1)按按图实图实
3、51所示将所示将实验仪实验仪器安装好。器安装好。图实图实51 (2)平衡摩擦力:在平衡摩擦力:在长长木板的有打点木板的有打点计时计时器的一端下器的一端下面面垫垫一一块块木板,反复移木板,反复移动动木板的位置,直至小木板的位置,直至小车车上不挂上不挂橡皮筋橡皮筋时时,纸带纸带打出的点打出的点间间距均匀,即小距均匀,即小车车能匀速运能匀速运动动为为止。止。(3)分分别别用用1条、条、2条、条、3条、条、4条条橡皮筋做橡皮筋做实验实验,实验实验中橡皮筋拉伸的中橡皮筋拉伸的长长度都与第一次相同。度都与第一次相同。这时这时橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功分做的功分别为别为W、2W、3W,标记标记好每次好每
4、次实实验验得到的得到的纸带纸带。图实图实52五、数据五、数据处处理理(2)实验实验数据数据记录记录:橡皮筋条橡皮筋条数数位移位移x/m时间时间t/s速度速度v(ms1)速度平方速度平方v2(m2s2)(3)实验实验数据数据处处理及分析:理及分析:观观察法:当橡皮筋的条数成倍增加,即合外力做的察法:当橡皮筋的条数成倍增加,即合外力做的功成倍增加功成倍增加时时,观观察小察小车车的速度或速度的平方如何的速度或速度的平方如何变变化,有化,有何何变变化化规规律。律。图图象法:在坐象法:在坐标纸标纸上上(图实图实53)画出画出Wv或或Wv2图线图线(“W”以一根橡皮筋做的功以一根橡皮筋做的功为单为单位位)
5、。(4)实验结论实验结论:从:从图图象可知做功与物体速度象可知做功与物体速度变变化的关系化的关系为为Wv2。图实图实53 六、注意事六、注意事项项 (1)平衡摩擦力很关平衡摩擦力很关键键,将木板一端,将木板一端垫垫高,使小高,使小车车重力沿重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻轻推小推小车车,由打点,由打点计时计时器打在器打在纸带纸带上的点的均匀程度判断小上的点的均匀程度判断小车车是否匀速运是否匀速运动动,找到木板一个合适的找到木板一个合适的倾倾角。角。(2)测测小小车车速度速度时时,纸带纸带上的点上的点应选应选均匀部分的,也就是均匀部分的,也就是选选
6、小小车车做匀速运做匀速运动动状状态态的。的。(3)橡皮筋橡皮筋应选规应选规格一格一样样的。力的。力对对小小车车做的功以一条橡皮做的功以一条橡皮筋做的功筋做的功为单为单位即可,不必位即可,不必计计算出具体数算出具体数值值。(4)小小车质车质量量应应大一些,使大一些,使纸带纸带上打的点多一些。上打的点多一些。七、七、误误差分析差分析 (1)误误差的主要来源是橡皮筋的差的主要来源是橡皮筋的长长度、粗度、粗细细不一,使不一,使橡皮筋的拉力做功橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。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没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾时倾角角过过大。大。(3)
7、利用打上点的利用打上点的纸带计纸带计算小算小车车的速度的速度时时,测测量不准量不准带带来来误误差。差。实验原理与操作实验原理与操作 例例1“探究探究动动能定理能定理”的的实验实验装置如装置如图实图实54所示,当小所示,当小车车在两条橡皮筋作用下在两条橡皮筋作用下弹弹出出时时,橡皮筋,橡皮筋对对小小车车做的功做的功记为记为W0,当用,当用4条、条、6条、条、8条条完全相同的完全相同的橡皮筋并在一起橡皮筋并在一起进进行第行第2次、第次、第3次、第次、第4次次实验时实验时,橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功做的功记为记为2W0、3W0、4W0每次每次实实验验中由静止中由静止弹弹出的小出的小车获车获得的最
8、大速度可由打点得的最大速度可由打点计时计时器器所打的所打的纸带测纸带测出。出。图实图实54(1)关于关于该实验该实验,下列,下列说说法正确的是法正确的是 ()A打点打点计时计时器可以用直流器可以用直流电电源供源供电电,电压为电压为46 VB实验实验中使用的若干根橡皮筋的原中使用的若干根橡皮筋的原长长可以不相等可以不相等C每次每次实验实验中中应应使小使小车车从同一位置由静止从同一位置由静止弹弹出出 D利用每次利用每次测测出的小出的小车车最大速度最大速度vm和橡皮筋做的功和橡皮筋做的功W,依次作出依次作出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的的图图象,得出合力做功与物体速度象,得出合力做
9、功与物体速度变变化的关系化的关系 (2)如如图实图实55给给出了某次在正确操作情况下打出的出了某次在正确操作情况下打出的纸纸带带,从中截取了,从中截取了测测量物体最大速度所用的一段量物体最大速度所用的一段纸带纸带,测测得得O点点到到A、B、C、D、E各点的距离分各点的距离分别为别为OA5.65 cm,OB7.12 cm,OC8.78 cm,OD10.40 cm,OE11.91 cm。已。已知相知相邻邻两点打点两点打点时间间时间间隔隔为为0.02 s,则则小小车获车获得的最大速度得的最大速度vm_ m/s。图实图实55答案答案(1)CD(2)0.83题组演练题组演练1关于关于“探究探究动动能定理
10、能定理”的的实验实验,下列叙述正确的是,下列叙述正确的是()A每次每次实验实验必必须设须设法算出橡皮筋法算出橡皮筋对对小小车车做功的具体数做功的具体数值值B每次每次实验实验中,橡皮筋拉伸的中,橡皮筋拉伸的长长度没有必要保持一致度没有必要保持一致C放小放小车车的的长长木板木板应该应该尽量使其水平尽量使其水平D先接通先接通电电源,再源,再让让小小车车在橡皮筋的作用下在橡皮筋的作用下弹弹出出解析:本解析:本实验实验没有必要没有必要测测出橡皮筋做的功到底是多少焦出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要耳,只要测测出以后各次出以后各次实验时实验时橡皮筋做的功是第一次橡皮筋做的功是第一次实实验时验时的多少倍就已
11、的多少倍就已经经足足够够了,了,A不正确;每次不正确;每次实验实验橡皮橡皮筋伸筋伸长长的的长长度必度必须须保持一致,只有保持一致,只有这样这样才能保才能保证证以后各以后各次次实验时实验时,橡皮筋做的功是第一次,橡皮筋做的功是第一次实验时实验时的整数倍,的整数倍,B不正确;小不正确;小车车运运动动中会受到阻力,只有使木板中会受到阻力,只有使木板倾倾斜到一斜到一定程度,平衡掉摩擦力才能减小定程度,平衡掉摩擦力才能减小误误差,差,C不正确;不正确;实验实验时时,应该应该先接通先接通电电源,源,让让打点打点计时计时器开始工作,然后再器开始工作,然后再让让小小车车在橡皮筋的作用下在橡皮筋的作用下弹弹出,
12、出,D正确。正确。答案:答案:D2探究力探究力对对原来静止的物体做的功与物体原来静止的物体做的功与物体获获得的速度的得的速度的关系,关系,实验实验装置如装置如图实图实56所示,所示,实验实验主要主要过过程如程如下:下:(1)设设法法让让橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功分做的功分别为别为W、2W、3W图实图实56A本本实验设实验设法法让让橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功分做的功分别为别为W、2W、3W、所采用的方法是所采用的方法是选选用同用同样样的橡皮筋,并在每的橡皮筋,并在每次次实验实验中使橡皮筋拉伸的中使橡皮筋拉伸的长长度保持一致。当用度保持一致。当用1条橡皮条橡皮筋筋进进行行实验时实验时,橡皮
13、筋,橡皮筋对对小小车车做的功做的功为为W,用,用2条、条、3条条橡皮筋并在一起橡皮筋并在一起进进行第行第2次、第次、第3次次实验时实验时,橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功分做的功分别别是是2W、3WB小小车车运运动动中会受到阻力,中会受到阻力,补偿补偿的方法:可以使木板的方法:可以使木板适当适当倾倾斜。斜。C某同学在一次某同学在一次实验实验中得到一条中得到一条记录纸带记录纸带。纸带纸带上打出的点,上打出的点,两端密、中两端密、中间间疏。出疏。出现这现这种情况的原因可能是没有使木板种情况的原因可能是没有使木板倾倾斜或斜或倾倾角太小。角太小。D根据根据记录纸带记录纸带上打出的点,求小上打出的点,求小
14、车获车获得的速度的方法是以得的速度的方法是以纸带纸带上第一点到最后一点的距离来上第一点到最后一点的距离来进进行行计计算。算。解析:放开小解析:放开小车车之后,小之后,小车车在橡皮筋的作用下开始加速运在橡皮筋的作用下开始加速运动动,等到橡皮筋与小等到橡皮筋与小车车分离之后,小分离之后,小车车做匀速直做匀速直线线运运动动。本。本实验实验中中测测的速度是小的速度是小车车匀速运匀速运动动的速度,而不是整个的速度,而不是整个过过程的平均速度,程的平均速度,因此研究因此研究纸带纸带上打下的点一定是那些均匀分布的点。上打下的点一定是那些均匀分布的点。答案:答案:D数据处理与误差分析数据处理与误差分析 例例2
15、某同学用如某同学用如图实图实57所示的所示的实验实验装置探装置探究小究小车动车动能能变变化与合力化与合力对对它所做功的关系。它所做功的关系。图图中中A为为小小车车,连连接在小接在小车车后面的后面的纸带纸带穿穿过过打点打点计时计时器器B的限位孔,的限位孔,它它们们均置于水平放置的一端均置于水平放置的一端带带有定滑有定滑轮轮足足够长够长的木板上,的木板上,C为弹为弹簧簧测测力力计计,不,不计绳计绳与滑与滑轮轮的摩擦。的摩擦。实验时实验时,先接,先接通通电电源再松开小源再松开小车车,打点,打点计时计时器在器在纸带纸带上打下一系列点。上打下一系列点。图实图实57 该该同学在一条比同学在一条比较较理想的
16、理想的纸带纸带上,从点迹清楚的某上,从点迹清楚的某点开始点开始记为记为0点,点,顺顺次次选选取取5个点,分个点,分别测别测量量这这5个点到个点到0之之间间的距离,并的距离,并计计算出它算出它们们与与0点之点之间间的速度平方差的速度平方差v2(v2v2v02),填入下表:,填入下表:点迹点迹x/cmv2/(m2s2)0123451.603.606.007.009.200.040.090.150.180.23图实图实58 (1)请请以以v2为纵为纵坐坐标标,以,以x 为为横坐横坐标标在坐在坐标图实标图实58中作出中作出v2x 图图象。若象。若测测出小出小车质车质量量为为0.2 kg,结结合合图图象
17、可求得小象可求得小车车所受合力的大小所受合力的大小为为_N。(2)若若该该同学通同学通过计过计算算发现发现小小车车所受合力小于所受合力小于弹弹簧簧测测力力计读计读数,明数,明显显超出超出实验误实验误差的正常范差的正常范围围。你。你认为认为主主要原因是要原因是_,实验实验操作操作中改中改进进的措施是的措施是_。解析解析由由v2v022ax可知可知v22ax,在在v2x图图象中,斜率象中,斜率k2a2.5,由由Fma,得,得F0.25 N。答案答案(1)图图象如象如图实图实59所示所示0.25图实图实59(2)小小车车滑行滑行时时所受摩擦阻力所受摩擦阻力较较大将木板左大将木板左侧垫侧垫高,高,使木
18、板使木板倾倾斜一定的角度以平衡摩擦力斜一定的角度以平衡摩擦力题组演练题组演练3在在“探究恒力做功与探究恒力做功与动动能改能改变变的关系的关系”的的实验实验中,某中,某实验实验小小组组采用如采用如图实图实510所示的装置。所示的装置。实验实验步步骤骤如下:如下:图实图实510(1)把把纸带纸带的一端固定在小的一端固定在小车车的后面,另一端穿的后面,另一端穿过过打点打点计计时时器;器;(2)改改变长变长木板的木板的倾倾角,以重力的一个分力平衡小角,以重力的一个分力平衡小车车及及纸纸带带受到的摩擦力;受到的摩擦力;(3)用用细线细线将将长长木板上的小木板上的小车车通通过过一个定滑一个定滑轮轮与与悬悬
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