2019版高考物理總復習 第五章 機械能 5-5-1 實驗五 探究動能定理課件.ppt
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探究動能定理 01 02 03 04 課堂互動 flash課件 探究功與物體速度變化關系的方法 實驗五探究動能定理 課堂互動 課堂互動 誤差分析1 誤差的主要來源是橡皮筋的長度 粗細不一 使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數不成正比 2 沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差 3 利用打上點的紙帶計算小車的速度時 測量不準帶來誤差 注意事項1 平衡摩擦力 將木板一端墊高 使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡 方法是輕推小車 由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動 找到木板一個合適的傾角 2 選點測速 測小車速度時 紙帶上的點應選均勻部分的 也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的點 3 橡皮筋的選擇 橡皮筋規(guī)格相同時 力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可 不必計算出具體數值 題組剖析 熱點一教材原型實驗 例1 2017 溫州模擬 如圖1所示 某同學在做 探究功與速度變化的關系 的實驗 當小車在1條橡皮筋的作用下沿木板滑行時 橡皮筋對小車做的功記為W 當用2條 3條 橡皮筋重復實驗時 設法使每次實驗中橡皮筋所做的功分別為2W 3W 題組剖析 1 圖1中電火花計時器的工作電壓是 V的交流電 2 實驗室提供的器材如下 長木板 小車 橡皮筋 電火花計時器 紙帶 電源等 還缺少的測量工具是 3 圖1中小車上有一固定小立柱 如圖2中給出了4種橡皮筋與小立柱的套接方式 為減小實驗誤差 你認為最合理的套接方式是 4 在正確操作的情況下 某次實驗所打的紙帶如圖3所示 打在紙帶上的點并不都是均勻的 為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度 應選用紙帶的 部分進行測量 根據紙帶中字母回答 小車獲得的速度是 m s 結果保留2位有效數字 220 刻度尺 A GJ 0 65 題組剖析 變式訓練1 2017 廊坊模擬 某同學做探究合力做的功和物體速度變化的關系的實驗裝置如圖4甲所示 小車在橡皮筋的作用下彈出 沿木板滑行 用1條橡皮筋時對小車做的功記為W 當用2條 3條 完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次 第3次 實驗時 每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致 實驗中小車獲得的速度所打的紙帶求出 1 木板水平放置 小車在橡皮筋作用下運動 當小車速度最大時 關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置 下列說法正確的是 A 橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)B 橡皮筋恰好恢復原長C 小車緊靠著打點計時器D 小車已超過兩個鐵釘的連線 2 如圖乙所示是某次操作正確的情況下 在頻率為50Hz的電源下打點計時器記錄的一條紙帶 為了測量小車獲得的速度 應選用紙帶的 選填 A F 或 F I 部分進行測量 速度大小為 m s 3 通過該實驗的正確操作和正確處理數據 應該得出合力做的功W和物體速度v變化的關系是 用本問中的字母表達 題組剖析 A F I 0 76 W v2 題組剖析 題組剖析 熱點二實驗拓展創(chuàng)新1 裝置時代化 題組剖析 2 求解智能化 1 摩擦阻力問題 靠小車重力的下滑分力平衡摩擦力 自由下落阻力減少 氣墊導軌減少摩擦力 題組剖析 例2 2017 北京理綜 21 如圖5所示 用質量為m的重物通過滑輪牽引小車 使它在長木板上運動 打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況 利用該裝置可以完成 探究動能定理 的實驗 1 打點計時器使用的電源是 選填選項前的字母 A 直流電源B 交流電源 2 實驗中 需要平衡摩擦力和其他阻力 正確操作方法是 選填選項前的字母 A 把長木板右端墊高B 改變小車的質量 B A 題組剖析 在不掛重物且 選填選項前的字母 的情況下 輕推一下小車 若小車拖著紙帶做勻速運動 表明已經消除了摩擦力和其它阻力的影響 A 計時器不打點B 計時器打點 3 接通電源 釋放小車 打點計時器在紙帶上打下一系列點 將打下的第一個點標為O 在紙帶上依次取A B C 若干個計數點 已知相鄰計數點間的時間間隔為T 測得A B C 各點到O點的距離為x1 x2 x3 如圖所示 實驗中 重物質量遠小于小車質量 可認為小車所受的拉力大小為mg 從打O點到打B點的過程中 拉力對小車做的功W 打B點時小車的速度v B mgx2 題組剖析 4 以v2為縱坐標 W為橫坐標 利用實驗數據做出如圖7所示的v2 W圖象 由此圖象可得v2隨W變化的表達式為 根據功與能的關系 動能的表達式中可能包含v2這個因子 分析實驗結果的單位關系 與圖線斜率有關的物理量應是 5 假設已經完全消除了摩擦力和其它阻力的影響 若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件 則從理論上分析 下圖中正確反映v2 W關系的是 v2 4 8W 0 01 質量 A 題組剖析 題組剖析 題組剖析 變式訓練2某校物理興趣小組利用如圖所示裝置探究合力做功與動能變化的關系 在滑塊上安裝一遮光條 系輕細繩處安裝一拉力傳感器 可顯示出輕細繩的拉力 把滑塊放在水平氣墊導軌上A處 細繩通過定滑輪與鉤碼相連 光電門安裝在B處 氣墊導軌充氣 將滑塊從A位置由靜止釋放后 拉力傳感器記錄的讀數為F 光電門記錄的時間為 t 1 用螺旋測微器測量遮光條的寬度 如圖所示 則寬度為 mm 2 558 題組剖析 3 若正確選擇橫坐標所代表的物理量后 得出線性變化圖象的斜率為k 且已經測出A B之間的距離為s 遮光條的寬度為d 則滑塊質量 含遮光條和拉力傳感器 的表達式為M D 題組剖析 高考模擬演練 1 某學習小組在 探究功與速度變化的關系 的實驗中采用了如圖10所示的實驗裝置 1 將氣墊導軌接通氣泵 通過調平螺絲調整氣墊導軌使之水平 檢查是否調平的方法是 2 如圖11示 游標卡尺測得遮光條的寬度 d cm 實驗時 將橡皮條掛在滑塊的掛鉤上 向后拉伸一定的距離 并做好標記 以保證每次拉伸的距離恒定 現測得掛一根橡皮條時 滑塊彈離橡皮條后 經過光電門的時間為 t 則滑塊最后勻速運動的速度表達式為 用字母表示 3 逐根增加橡皮條 記錄每次遮光條經過光電門的時間 并計算出對應的速度 則畫出的W v2圖象應是 將滑塊輕置于氣墊導軌之上 看其是否滑動 或將滑塊輕置于氣墊導軌之上 輕推滑塊看是否勻速運動 其他方法正確均可 0 550 過坐標原點的一條傾斜直線 高考模擬演練 第二步 保持長木板的傾角不變 將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處 取下細繩和重錘 將滑塊與紙帶相連 使紙帶穿過打點計時器 然后接通電源 釋放滑塊 使之從靜止開始向下加速運動 打出紙帶 如圖乙所示 打出的紙帶如圖丙所示 高考模擬演練 第一步 把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起 把質量為M的滑塊通過細繩與質量為m的帶夾子的重錘跨過定滑輪相連 重錘下連一穿過打點計時器的紙帶 調整木板傾角 直到輕推滑塊后 滑塊沿木板向下勻速運動 如圖12甲所示 請回答下列問題 2 為了 探究動能改變與合外力做功的關系 某同學設計了如下實驗方案 高考模擬演練 1 已知O A B C D E F相鄰計數點間的時間間隔為 t 根據紙帶求滑塊運動的速度 打點計時器打B點時滑塊運動的速度vB 2 已知重錘質量為m 當地的重力加速度為g 要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊 寫出物理量名稱及符號 只寫一個物理量 合外力對滑塊做功的表達式W合 3 算出滑塊運動OA OB OC OD OE段合外力對滑塊所做的功W以及在A B C D E各點的速度v 以v2為縱軸 W為橫軸建立直角坐標系 描點作出v2 W圖象 可知該圖象是一條 根據圖象還可求得 下滑的位移x mgx 過原點的傾斜直線 滑塊的質量M 高考模擬演練 高考模擬演練 1 掛鉤碼前 為了消除摩擦力的影響 應調節(jié)木板右側的高度 直至向左輕推小車觀察到 2 掛上鉤碼 按實驗要求打出的一條紙帶如圖14所示 選擇某一點為O 依次每隔4個計時點取一個計數點 用刻度尺量出相鄰計數點間的距離 x 記錄在紙帶上 計算打出各計數點時小車的速度v 其中打出計數點 1 時小車的速度v1 m s 3 2017 江蘇單科 10 利用如圖13所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系 小車的質量為M 200 0g 鉤碼的質量為m 10 0g 打點計時器的電源為50Hz的交流電 小車做勻速運動 0 228 高考模擬演練 請根據表中的數據 在方格紙上作出 Ek W圖象 4 實驗結果表明 Ek總是略小于W 某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的 用題中小車和鉤碼質量的數據可算出小車受到的實際拉力F N 0 093 高考模擬演練
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