高考物理一轮复习 第五章 第5课 实验 探究动能定理练习-人教版高三全册物理试题.doc
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1、第5课实验:探究动能定理一、实验目的1探究外力对物体做功与物体速度的关系2通过实验数据分析,总结出做功与物体速度平方的正比关系二、实验原理1不是直接测量对小车做功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W,2W,3W.2由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据3以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出Wv曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系三、实验器材小车(前面带小钩)、100200 g砝码、长木板,两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源
2、及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺四、实验步骤1按如图所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力2先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据记入表格3用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格4用3条、4条橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格五、数据处理1测量小车的速度:实验获得如图所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系,需要测量弹力做功结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度应在纸带上测量的物理量是
3、(用字母表示):A1、A2间的距离x,小车速度的表达式为(用测量的物理量表示)v(T为打点计时器的时间间隔)2实验数据记录:橡皮筋条数位移x/m时间T/s速度v/(ms1)速度平方v2/(m2s2)3.实验数据处理及分析:(1)观察法:当橡皮筋的条数成倍增加,即合外力做的功成倍增加时,观察小车的速度或速度的平方如何变化,有何变化规律(2)图象法:在坐标纸上(如图)画出Wv或Wv2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)4实验结论:从图象可知做功与物体速度变化的关系为Wv2.六、注意事项1平衡摩擦力很关键将木板一端垫高,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
4、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橡皮筋应选规格一样的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4小车质量应大一些使纸带上打的点多一些七、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,测量不准带来误差如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是(B)A橡皮筋做的功可以直接测量B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车
5、做的功成整数倍增加C橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错,B对橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比,当拉伸为原来的两倍时,功变为原来的4倍,故D错课时作业1如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,下列说法正确的是(BD)A为减小实验误差,长木板应水平放置B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动,当橡
6、皮筋恢复原长后小车做匀速运动D应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度2在探究“功与物体速度变化的关系”的实验中,小车在运动中会受到阻力作用这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功这样便会给实验带来误差我们在实验中想到的办法是:使木板略微倾斜对于木板的倾斜程度,下面的说法中正确的是(BC)A木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格要求B木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件:重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的D其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的3在“探究恒力做功与物体的动能改变
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