高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)5 探究動(dòng)能定理課件.ppt

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,必考部分,第五章 機(jī)械能及其守恒定律,,實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 讀讀有底氣,重視實(shí)驗(yàn)操作 提高實(shí)驗(yàn)技巧,一、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好． (2)平衡摩擦力：在長木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直至小車上不掛橡皮筋時(shí)，紙帶打出的點(diǎn)間距均勻，即小車能勻速運(yùn)動(dòng)為止． (3)分別用1條、2條、3條、4條…橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都與第一次相同．這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W…，標(biāo)記好每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶．,,,,(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄： 把算出的速度填入表格中，并算出v2的值.,(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析 ①觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時(shí)，觀察小車的速度或速度的二次方如何變化，有何變化規(guī)律． ②圖象法：在坐標(biāo)紙上(如圖)畫出W－v或W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知做功與物體速度變化的關(guān)系為W∝v2.,,三、注意事項(xiàng) (1)平衡摩擦力很關(guān)鍵，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(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角． (2)測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的． (3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)據(jù)． (4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些．,四、誤差分析,研細(xì)核心點(diǎn) 練透實(shí)驗(yàn)題,[考點(diǎn)一] 數(shù)據(jù)處理與誤差分析,[試題調(diào)研],該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為0點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)量這5個(gè)點(diǎn)到0之間的距離，并計(jì)算出它們與0點(diǎn)之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v)，填入下表：,(1)請(qǐng)以Δv2為縱坐標(biāo)，以x為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)圖中作出Δv2－x圖象．若測(cè)出小車質(zhì)量為0.2 kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合力的大小為________ N. (2)若該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合力小于彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍．你認(rèn)為主要原因是_____________，實(shí)驗(yàn)操作中改進(jìn)的措施是_______________.,,[答案] (1)圖象如圖所示 0.25 (2)小車滑行時(shí)所受摩擦阻力較大 將木板左側(cè)墊高，使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力,,,名師歸納點(diǎn)題破疑,1－1.(2015·珠海模擬)某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟如下： (1)按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20 kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05 kg. (2)釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f＝50 Hz)，打出一條紙帶．,[類題練熟],,(3)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m…，他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能作為小車動(dòng)能的改變量，算得Ek＝0.125 J.,,(4)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是________． A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多 B．沒有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多 C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小 D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因,,,[調(diào)研2] 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示裝置，探究木塊在木板上滑動(dòng)至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時(shí)初速度的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)步驟如下：,[考點(diǎn)二] 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新,[試題調(diào)研],,A．將彈簧左端固定在平臺(tái)上，右端自然伸長到平臺(tái)右側(cè)O點(diǎn)，木板緊靠平臺(tái)，其上表面與P、O在同一水平面上．使木塊壓縮彈簧自由端至P點(diǎn)后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的B點(diǎn)，記下P點(diǎn)并測(cè)出OB間的距離L. B．去掉木板再使木板壓縮彈簧自由端至P點(diǎn)并由靜止釋放，測(cè)出木塊做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x. C．改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組L、x數(shù)據(jù)． D．用作圖象的辦法，探求L與x的關(guān)系，得出結(jié)論．,[解析] (1)實(shí)驗(yàn)中要保證木塊滑至O點(diǎn)的速度不變，A、B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點(diǎn)P的目的是保證木塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度與木塊滑上木板時(shí)的初速度相等； (2)木塊離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于拋出點(diǎn)的高度一定，木塊在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，木塊的水平位移與木塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度成正比，實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出平臺(tái)的高度h； (3)設(shè)木塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則木塊的水平位移x＝vt，則x2∝v2，由圖象知L∝x2，所以L∝v2，而W＝fL，f恒定，故有W∝L∝v2. [答案] (1)保證木塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度與木塊滑上木板時(shí)的初速度相等 (2)否 (3)見解析,用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖技巧 圖象法是物理實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，作圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)作圖一定要用坐標(biāo)紙，坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結(jié)果的需要來確定； (2)要標(biāo)明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標(biāo)明數(shù)值； (3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)盡量使數(shù)據(jù)點(diǎn)合理地分布在線的兩側(cè)； (4)作圖時(shí)常通過選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化，即“變曲為直”．,名師歸納點(diǎn)題破疑,2－1.某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝…他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來測(cè)量物體每次通過Q點(diǎn)的速度)．在剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的示數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議．,[類題練熟],,(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體質(zhì)量的理由是什么？ (2)讓物體分別從不同高度無初速度釋放，測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…讀出物體每次通過速度傳感器Q的速度v1、v2、v3、v4…并繪制了如圖乙所示的L－v圖象．根據(jù)繪制出的L－v圖象，若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出( ) (3)本實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？,,答案：(1)見解析 (2)A (3)不會(huì),