（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習 第五章 機械能 實驗四 探究動能定理課件.ppt

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1、,大一輪復(fù)習講義,實驗四探究動能定理,,第五章機械能,,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點,隨堂測試,回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,隨堂檢測 檢測課堂學習效果,,過好雙基關(guān),,,1.實驗?zāi)康?探究功與物體速度變化的關(guān)系. 2.實驗原理(如圖1所示) (1)一根橡皮筋作用在小車上移動距離 s做功為W. (2)兩根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功應(yīng)為 . (3)三根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功應(yīng)為 . (4)利用打點計時器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖象可以確定功與速度變化的關(guān)系.,2W,圖1,3W,3.實驗器材 、

2、小車、木板、 、紙帶、鐵釘?shù)? 4.實驗步驟 (1)墊高木板的一端，平衡 . (2)拉伸的橡皮筋對小車做功： 用一條橡皮筋拉小車做功W. 用兩條橡皮筋拉小車做功2W. 用三條橡皮筋拉小車做功3W. (3)測出每次做功后小車獲得的 . (4)分別用各次實驗測得的v和W繪制Wv或Wv2、Wv3圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系.,橡皮筋,打點計時器,摩擦力,速度,5.實驗結(jié)論 物體速度v與外力做功W間的關(guān)系W mv2. 6.實驗注意事項 (1)將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面向下的分力與 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做 運動，找

3、到長木板的一個合適的傾角. (2)測小車速度時，應(yīng)選紙帶上的點跡均勻的部分，也就是選小車做 運動的部分. (3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的.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(shù)值. (4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些.,摩擦阻力,勻速,勻速,,研透命題點,,,例1(2018淮安市、宿遷市等期中)用圖2甲所示裝置探究“做功與物體速度變化的關(guān)系”，A、B是固定在長直木板上的兩個鐵釘.實驗時，小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行，通過改變橡皮筋的條數(shù)改變做功的多少，再根據(jù)紙帶上的打點確定小車對應(yīng)運動的速度，進而探究做功與物體速度變化的關(guān)系.,圖2,,,,命題點一教材原型

4、實驗,(1)關(guān)于該實驗的下列說法中，正確的有______. A.需要測出小車的質(zhì)量m B.需要選擇相同的橡皮筋進行實驗 C.需要測出每根橡皮筋對小車所做的功W D.改變橡皮筋條數(shù)時小車必須從同一位置由靜止釋放,BD,解析此實驗要驗證的是W mv2，即Wv2，則此實驗中不需要測出小車的質(zhì)量m，選項A錯誤； 為了保證每條橡皮筋對小車做的功都一致，實驗中需要選擇相同的橡皮筋進行實驗，選項B正確； 實驗中不需要測出每根橡皮筋對小車所做的功W，選項C錯誤； 改變橡皮筋條數(shù)時小車必須從同一位置由靜止釋放，選項D正確.,(2)實驗中得到一根紙帶如圖乙所示，1、2、3是按時間先后順序標出的計數(shù)點(每兩個相鄰計

5、數(shù)點間還有4個打點未畫出)，造成圖乙各計數(shù)點間距不相等的原因可能是_________________________________.由圖乙所示的紙帶可知，該小車達到最大速度時，橡皮筋的伸長量________(選填“大于零”或“等于零”).,沒有平衡摩擦或是沒有完全平衡摩擦,大于零,解析實驗中若平衡了摩擦力，則小車在橡皮筋的作用下先加速運動，脫離橡皮筋后做勻速運動，則造成題圖乙各計數(shù)點間距不相等的原因可能是沒有平衡摩擦或是沒有完全平衡摩擦；由題圖乙所示的紙帶可知，由于沒有平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦，該小車達到最大速度時，加速度為零，此時橡皮筋仍有彈力，即伸長量不為零.,(3)該小組用新、舊兩

6、組橡皮筋分別做實驗，正確實驗操作得到橡皮筋的條數(shù)n與小車對應(yīng)速度v的多組數(shù)據(jù)，作出v2n的圖象如圖丙中的C、D所示，則用新橡皮筋得出的圖象是___(選填“C”或“D”)，根據(jù)該圖象可以得出的結(jié)論是______________________________________________.,C,v2與n成正比(或v2與橡皮筋對小車所做的功成正比),解析舊橡皮筋的彈力小于新橡皮筋，則用同樣數(shù)量的新、舊橡皮筋做實驗時，新橡皮筋使小車得到的速度較大，由圖象可知用新橡皮筋得出的圖象是C，根據(jù)該圖象可以得出的結(jié)論是：v2與n成正比(或v2與橡皮筋對小車所做的功成正比).,1.做功方式的創(chuàng)新,,,,命題點

7、二實驗創(chuàng)新,2.測量方式的創(chuàng)新,例2(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)某同學用圖3甲所示的實驗裝置探究“恒力做功與小車動能變化的關(guān)系”.,圖3,(1)為了能用砂和砂桶的總重力所做的功表示小車所受拉力做的功，本實驗中小車質(zhì)量M ______(填“需要”或“不需要”)遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量m.,需要,(2)圖乙為實驗得到的一條清晰的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點，sAD______ cm.已知電源頻率為50 Hz，則打點計時器在打D點時紙帶的速度v______ m/s(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).,2.10,0.50,(3)該同學畫出小車動能變化與拉力對小車所做的功的EkW關(guān)系圖象，由

8、于實驗前遺漏了平衡摩擦力這一關(guān)鍵步驟，他得到的實驗圖線(實線)應(yīng)該是____.,D,變式(2018鹽城市三模)某同學利用如圖4所示的氣墊導(dǎo)軌裝置探究“恒力做功與物體動能變化間的關(guān)系”.在氣墊導(dǎo)軌上安裝了光電門，滑塊上固定寬度為d的遮光條，用細線繞過定滑輪將質(zhì)量為M200 g的滑塊(含遮光條)與質(zhì)量為m30 g的重物相連，細線與導(dǎo)軌平行.實驗時滑塊每次都從同一位置A處由靜止釋放，用x表示滑塊從靜止開始到通過光電門的位移大小，用t表示遮光條通過光電門的時間.改變光電門在氣墊導(dǎo)軌上的位置，測量不同x所對應(yīng)遮光條通過光電門的時間t，再分別計算拉力做的功W和滑塊通過光電門時的動能Ek.,圖4,(1)實驗

9、前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平的目的是_____________________.,保證滑塊重力不做功,(2)將重物的重力視為滑塊受到的拉力，取g9.80 m/s2，用Wmgx計算出拉力對滑塊做的功W，并計算出滑塊動能增量Ek.計算結(jié)果見下表：,實驗結(jié)果表明，Ek總是小于W.你認為這是________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差，簡要說明你的理由：______________________________________ ______.,Ek總是小于W，而不是或大或小，是系統(tǒng),誤差,系統(tǒng),進一步研究表明，拉力對小車做的功W和小車動能增量Ek的差值(WEk)隨x增大而增大，用題中滑塊和重物的質(zhì)量可計算出

10、(WEk)與x的比值 ______ N.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),0.038,例3(2018南京師大附中5月模擬)某研究小組設(shè)計了一種“用一把刻度尺測量質(zhì)量為m的小物塊Q與平板P之間動摩擦因數(shù)”的實驗方案，實驗裝置如圖5甲所示.,,,,命題點三實驗拓展用動能定理測動摩擦因數(shù),圖5,AB是半徑足夠大的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置P板的上表面BC在B點相切，C點在水平地面的垂直投影為C.重力加速度為g.實驗步驟如下：,用刻度尺測量BC長度為L和CC高度為h； 先不放置平板P(如圖乙)使圓弧AB的末端B位于C的正上方，將物塊Q在A點由靜止釋放，在物塊Q落地處標記其落地點D； 重復(fù)步驟，

11、共做10次； 用半徑盡量小的圓將10個落地點圍住，用毫米刻度尺測量圓心到C的距離s； 放置平板P(如圖甲)，將物塊Q由同一位置A由靜止釋放，在物塊Q落地處標記其落地點D； 重復(fù)步驟，共做10次； 用半徑盡量小的圓將10個落 地點圍住，用毫米刻度尺測量 圓心到C的距離l.,(1)實驗步驟的目的是___________.,減小誤差,解析實驗步驟的目的，是通過多次實驗減小實驗結(jié)果的誤差；,(2)用實驗中的測量量表示：物塊Q滑到B點時的動能EkB________.,(3)物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)________.,(4)已知實驗測得的值與實際值不等，其原因除了實驗中測量的誤差之外，其他的原因可能

12、是_________(寫出一個可能的原因即可).,見解析,解析其原因除了實驗中測量的誤差之外，其他的可能是圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑，存在空氣阻力等.,,隨堂測試,,,1.(2019淮陰中學模擬)在“探究動能定理”的實驗中，某實驗小組采用如圖6甲所示的裝置，在水平氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個光電門M、N，滑塊上固定一遮光條，細線繞過定滑輪與滑塊、力傳感器相連，力傳感器下方懸掛鉤碼，已知遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m.,1,2,3,圖6,(1)接通氣源，滑塊從A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)為F，改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述實驗. 為探究在M

13、、N間運動過程中細線拉力對滑塊做的功W和滑塊動量增量Ek的關(guān)系，還需要測量的物理量為____________________(寫出名稱及符號)；,1,2,3,兩個光電門的間距L,解析實驗要求拉力F做的功，根據(jù)WFL，需要測量兩個光電門的間距；,利用實驗中直接測量的物理量表示需探究的關(guān)系式為__________________.,解析拉力F做的功：WFL，,1,2,3,(2)保持鉤碼的質(zhì)量不變，改變光電門N的位置，重復(fù)實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出從M到N的過程中細線拉力對滑塊做的功W與滑塊到達N點時速度的二次方v2的關(guān)系圖象，如圖乙所示，則圖線的斜率表示_____，圖線在橫軸上的截距表示_______

14、________________________.,1,2,3,滑塊經(jīng)過光電門M時速度的二次方,1,2,3,當W0時，有：v2vM2，故圖線在橫軸上的截距表示滑塊經(jīng)過光電門M時速度的二次方；,(3)下列不必要的實驗操作和要求有______. A.測量鉤碼的質(zhì)量 B.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平 C.調(diào)節(jié)滑輪細線與氣墊導(dǎo)軌平行 D.保證滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量,1,2,3,AD,解析由于有力傳感器直接測量力的大小，故不需要測量鉤碼質(zhì)量，不需要保證滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，故A、D步驟不是必須的； 調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，可以保證合力等于拉力，故B步驟是必須的； 調(diào)節(jié)滑輪細線與氣墊導(dǎo)軌平行，

15、保證拉力水平，故C步驟是必須的.,2.(2018無錫市高三期末)利用圖7所示的實驗裝置“探究合力做功與動能變化的關(guān)系”. (1)為了消除打點計時器和木板對小車阻力的影 響，需要平衡阻力.關(guān)于該操作環(huán)節(jié)，下列四種 裝置圖中正確的是______.,1,2,3,圖7,B,(2)甲小組同學正確平衡了阻力，選取的砝碼和盤的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M，取砝碼和盤的總重力值作為繩子的拉力值，按正確操作得到圖8所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個連續(xù)計時點A、B、C，測得它們到靜止釋放的起始點O的距離分別為sA、sB、sC，打點計時器的工作頻率為f，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，從O到B的運動過程中，拉力對小車做功W_

16、_____，小車動能變 化量Ek___________.,1,2,3,mgsB,圖8,(3)乙小組同學也正確平衡了阻力，但并未保證選取的砝碼和盤的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M.在處理數(shù)據(jù)時，他們也取砝碼和盤的總重力值作為繩子的拉力值，并采用圖象法進行數(shù)據(jù)分析：在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量靜止釋放的起始點O到每個計數(shù)點的距離，并計算出每個計數(shù)點對應(yīng)的小車速度v以及從O點到該計數(shù)點對應(yīng)的過程中繩子拉力所做的功W.他們作出的圖線為_____.,1,2,3,B,3.(2018鹽城中學質(zhì)檢)我國的第三艘航空母艦正在建造之中，其艦載機將采用彈射起飛方式，為了研究彈射器做功對飛機起飛速度的影響，某研究性學習小

17、組用氣墊導(dǎo)軌，光電門等器材做了如下實驗： A.用橡皮筋模擬彈射器，由于橡皮筋做的功不易測量，他們運用了一種叫做“倍分法”的思想：使用同種規(guī)格的橡皮筋，先后用一根、兩根、三根去彈射滑塊，每次都將橡皮筋拉伸到同一位置釋放，這樣橡皮筋對滑塊做的功分別為W0、2W0、3W0；,1,2,3,B.如圖9所示，測量出滑塊彈射后遮光片通過光電門1的時間分別為t1、t2、t3、； C.利用以上數(shù)據(jù)作出圖象，確定橡皮筋做功對滑塊彈射后的速度具體有什么影響.,1,2,3,圖9,請回答下列問題： (1)實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平：打開氣源之后，給滑塊一個初速度，使之向左運動，發(fā)現(xiàn)遮光片通過光電門1的時間小于通過光電門

18、2的時間，為使氣墊導(dǎo)軌水平，應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌____(選填“左”或“右”)端升高適當高度.,1,2,3,右,(2)采用圖象法探究物理量間的規(guī)律時，需要選擇合適的坐標系以得到直線圖象，為了得到直線圖象，以彈力的功W為縱坐標，以________(選填“t2”“t”“t1”或“t2”)為橫坐標(t為遮光片通過光電門1的時間).,1,2,3,t2,(3)實驗發(fā)現(xiàn)，總是很難得到比較標準的直線，研究小組分析了四種誤差原因，其中屬于系統(tǒng)誤差的是________. A.使用不同根數(shù)的橡皮筋彈射時，不同速度下空氣的阻力是不同的 B.使用不同根數(shù)橡皮筋實驗時，未能將橡皮筋拉至同一位置釋放 C.實驗所用的橡皮筋沒有做的規(guī)格真正相同，勁度系數(shù)略有差異 D.描點作圖時，由于標錯了標度，把所有的點描在了錯誤的位置,1,2,3,AC,(4)“倍分法”是一種很有用的實驗設(shè)計思想，下列科學研究中，科學家使用“倍分法”思想來幫助研究的是______. A.伽利略研究力與運動的關(guān)系 B.開普勒研究行星繞太陽運動軌道的半長軸與周期的關(guān)系 C.庫侖研究點電荷間相互作用力的規(guī)律 D.奧斯特研究電流的磁效應(yīng),C,1,2,3,