2022年（老高考）人教版物理一轮复习课件：实验6 探究动能定理.pptx

1、第五章 机械能机械能 实验六 探究动能定理 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 一一、实验目的实验目的 1探究外力对物体做功与物体速度变化的关系探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。 2通过实验数据分析通过实验数据分析，总结出做功与物体速度二次方的正比关总结出做功与物体速度二次方的正比关 系系。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 二二、实验原理实验原理 1不是直接测量对小车做功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而是通过改变橡皮筋条数确定对小 车做功车做功W、2

2、W、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 测出测出，也可以用其他方法测出也可以用其他方法测出。这样这样，进行若干次测量进行若干次测量，就得到若干组就得到若干组 功和速度的数据功和速度的数据。 3以橡皮筋对小车做的功为纵坐标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小车获得的速度为横坐标， 作出作出Wv曲线曲线，分析这条曲线分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车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获得的速度的定量关系。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 三三、实验器

3、材实验器材 小车小车(前面带小钩前面带小钩)、100200 g砝码砝码、长木板长木板(两侧适当的对称位置两侧适当的对称位置 钉两个铁钉钉两个铁钉)、打点计时器及纸带打点计时器及纸带、学生电源及导线学生电源及导线(使用电火花计时器使用电火花计时器 不用学生电源不用学生电源)、56条等长的橡皮筋条等长的橡皮筋、_。 刻度尺刻度尺 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 四四、实验步骤实验步骤 1按图所示将实验仪器安装好按图所示将实验仪器安装好，同时同时_。 2先用先用1条橡皮筋做实验条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速用打点计时器和纸带测出小车获得的速 度度v1，设此时橡皮筋

4、对小车做的功为设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格将这一组数据记入表格。 平衡摩擦力平衡摩擦力 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3用用2条橡皮筋做实验条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋实验中橡皮筋_与第一次相与第一次相 同同，这时橡皮筋对小车做的功为这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度测出小车获得的速度v2，将数据记将数据记 入表格入表格。 4用用3条条、4条条橡皮筋做实验橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度用同样的方法测出功和速度， 记入表格记入表格。 拉伸的长度拉伸的长度 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 五五、数据处理数据处理 1测量

5、小车的速度：实验获得如图所示的纸带测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹为探究橡皮筋弹 力做的功和小车速度的关系力做的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需要测量弹力做功结束时小车的速度，即即 小车做匀速运动的速度小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量：应在纸带上测量的物理量：A1、A2或或A2、A3间间 的距离的距离x，小车速度的表达式是小车速度的表达式是v_(T为打点计时器打点的时间间为打点计时器打点的时间间 隔隔)。 x T 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2记录实验数据：把计算出的速度填入表格中并算出记录实验数据：把计算出的速度填入

6、表格中并算出v2的值的值。 橡皮筋橡皮筋 条数条数 位移位移 x/m 时间时间 t/s 速度速度 v/(m s 1) 速度二次方速度二次方 v2/(m2 s 2) 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3数据处理：在坐标纸上画出数据处理：在坐标纸上画出 Wv或或Wv2图线图线(“W”以一条橡皮以一条橡皮 筋做的功为单位筋做的功为单位)。 4实验结论：从图像分析外力实验结论：从图像分析外力 对物体做功与物体速度变化的关系对物体做功与物体速度变化的关系 为为Wv2。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 六六、误差分析误差分析 1误差的主要来源是橡皮筋的长度和粗细不完全相同误差

7、的主要来源是橡皮筋的长度和粗细不完全相同，使橡皮筋使橡皮筋 的拉力做功的拉力做功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时倾角过大也会造成误差没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。 3利用打点的纸带计算小车的速度时利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差测量不准带来误差。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 七七、注意事项注意事项 1平衡摩擦力很关键平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下使小车重力沿斜面向下 的分力与摩擦阻力平衡的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车方法是轻推小车，由打点计

8、时器打在纸带上的由打点计时器打在纸带上的 点的均匀程度判断小车是否做匀速运动点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板一个合适的倾角找到木板一个合适的倾角。 2测小车速度时测小车速度时，应选纸带上应选纸带上_的部分的部分，也就是选小车也就是选小车 做匀速运动时打在纸带上的点做匀速运动时打在纸带上的点。 3橡皮筋应选规格一样的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力对小车做的功以一条橡皮筋做的功 为单位即可为单位即可，不必计算出具体数值不必计算出具体数值。这是本实验的技巧之一这是本实验的技巧之一，这里通过这里通过 转换单位的方法巧妙地解决了这一难题转换单位的方法巧妙地解决了这一

9、难题，这也是物理实验中常用的一种这也是物理实验中常用的一种 思想和手段思想和手段。 点距均匀点距均匀 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2020 广西期中广西期中)在在“探究小车所受外力做功与动能变化关探究小车所受外力做功与动能变化关 系系”的实验中的实验中，现有如图甲现有如图甲、乙两种方案乙两种方案。 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)实验操作过程中可能用到如下步骤实验操作过程中可能用到如下步骤，两套装置必须同时用到的实两套装置必须同时用到的实 验步骤是验步骤是_。 A平衡摩擦力平衡摩擦

10、力 B测量小车质量测量小车质量 C通过纸带计算速度时通过纸带计算速度时，选用点迹均匀部分选用点迹均匀部分 D重复实验时重复实验时，小车从靠近打点计时器的同一位置释放小车从靠近打点计时器的同一位置释放 (2)某同学利用图乙的装置某同学利用图乙的装置，按正确步骤进行实验按正确步骤进行实验，给制给制WEk的的 图像时图像时，_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)测量测量W的具体数值的具体数值。 A 不需要不需要 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)某同学利用图甲的装置平衡摩擦力后进行实验某同学利用图甲的装置平衡摩擦力后进行实验，小车质量为小车质量为M、 钩码的总质量为钩码的总质

11、量为m(mM)，打出的纸带如图丙所示打出的纸带如图丙所示，计算出打计算出打B、E点时点时 小车的速度分别为小车的速度分别为vB、vE，重力加速度为重力加速度为g，探究从探究从B到到E过程中小车所过程中小车所 受外力做功与动能变化关系受外力做功与动能变化关系，若外力做功与小车动能变化相等若外力做功与小车动能变化相等，则数学则数学 表达式为表达式为_。(用用M、m、g、s、vB、vE表示表示) mgs1 2Mv 2 E 1 2Mv 2 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (4)利用图甲的装置利用图甲的装置，某小组实验结果显示某小组实验结果显示，合外力做功总是略小于合外力做功总是略小

12、于 小车动能的变化小车动能的变化，请分析出现这种情况的可能原因是请分析出现这种情况的可能原因是_。 解析解析 (1)两套装置中都应保持钩码或橡皮筋的拉力为小车所受的合两套装置中都应保持钩码或橡皮筋的拉力为小车所受的合 外力外力，所以都应平衡摩擦力所以都应平衡摩擦力，故故A正确；题图乙中探究小车所受的合外力正确；题图乙中探究小车所受的合外力 做功与小车动能的变化时做功与小车动能的变化时，不需测量小车的质量不需测量小车的质量，故故B错误；题图甲小车错误；题图甲小车 做匀加速直线运动做匀加速直线运动，题图乙小车先加速后匀速题图乙小车先加速后匀速，所以计算速度时所以计算速度时，只有只有 题图乙中小车选

13、用点迹均匀部分题图乙中小车选用点迹均匀部分，故故C错误；重复实验时错误；重复实验时，题图甲小车靠题图甲小车靠 近打点计时器处释放近打点计时器处释放，并不一定要从同一位置释放并不一定要从同一位置释放，故故D错误错误。 平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)题图乙的装置中小车所受的合力即为橡皮筋的弹力，只要将相同题图乙的装置中小车所受的合力即为橡皮筋的弹力，只要将相同 规格橡皮筋条数加倍，探规格橡皮筋条数加倍，探究小车的动能如何改变即可，并不需要测量究小车的动能如何改变即可，并不需要测量 W 的具体数值。的具体数值。 (3)用题图甲装置进行实验时钩码的

14、质量远小于小车的质量，所以小用题图甲装置进行实验时钩码的质量远小于小车的质量，所以小 车所受的合力近似等于钩码的总重力，所以小车从车所受的合力近似等于钩码的总重力，所以小车从 B 到到 E 外力做的功为外力做的功为 mgs， 小车从， 小车从 B 到到 E 动能的变化为动能的变化为 Ek1 2Mv 2 E 1 2Mv 2 B， 若外力做功与小 ， 若外力做功与小 车动能变化相等，则数学表达式为车动能变化相等，则数学表达式为 mgs1 2Mv 2 E 1 2Mv 2 B。 。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (4)合外力做功总是略小于小车动能的变化合外力做功总是略小于小车动能的变

15、化，说明除了拉力对小车做说明除了拉力对小车做 功外还有其他力对小车做功功外还有其他力对小车做功，可知小车的重力沿斜面向下的分力大于摩可知小车的重力沿斜面向下的分力大于摩 擦力擦力，即平衡摩擦力过度即平衡摩擦力过度。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)计算法：在确定了橡皮筋对小车所做的功并测出了小车获得的速计算法：在确定了橡皮筋对小车所做的功并测出了小车获得的速 度后度后，可采用计算的方法可采用计算的方法，分别按分别按Wv、Wv2等算出相应的数值等算出相应的数值，来来 确定功与速度的关系确定功与速度的关系。 (2)图像法：根据实验测得的数据图像法：根据实验测得的数据，分别作出

16、分别作出Wv、Wv2等图等图 线线，判断功与速度的关系判断功与速度的关系。 两种处理探究动能定理实验数据的方法两种处理探究动能定理实验数据的方法 方法总结方法总结 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练1(2021 云南月考云南月考)某学习小组做某学习小组做“探究功与物体速度探究功与物体速度 变化关系变化关系”的实验装置如图甲所示的实验装置如图甲所示。打点计时器的工作频率为打点计时器的工作频率为50 Hz。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)实验中实验中，小车会受到摩擦阻力的作用小车会受到摩擦阻力的作用，可以将木板靠近打点计时可以将木板靠近打点计时

17、 器的一侧适当垫高来平衡摩擦阻力器的一侧适当垫高来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是则下面操作正确的是_。 A放开小车放开小车，能够自由下滑即可能够自由下滑即可 B放开小车放开小车，能够匀速下滑即可能够匀速下滑即可 C放开拖着纸带的小车放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可能够自由下滑即可 D放开拖着纸带的小车放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可能够匀速下滑即可 D 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)实验中甲实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功 的变化的变化。 甲同学：把多余相同的橡皮筋并在一起甲同学：把多余相同

18、的橡皮筋并在一起，把小车拉到相同的位置释把小车拉到相同的位置释 放；放； 乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为你认为_(填填“甲甲”或或“乙乙”)同学的方法可行同学的方法可行。 甲甲 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)如图乙所示是某次打出的部分纸带如图乙所示是某次打出的部分纸带，A、B、C、D、E、F、G点点 是打点计时器依次打出的点是打点计时器依次打出的点，已知已知s13.59 cm，s24.21 cm，s34.73 cm，s45.20 cm，s55.20 cm，s65.20 cm，可求得小车被橡皮筋弹出可

19、求得小车被橡皮筋弹出 后获得的最大速度为后获得的最大速度为_ m/s。 2.60 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (4)根据多次测量的数据根据多次测量的数据，可作出可作出Wv图像图像，下列下列Wv图像符合实图像符合实 际的是际的是_。 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 本题考查探究动能定理实验中的数据处理及图像处理本题考查探究动能定理实验中的数据处理及图像处理。 (1)平衡摩擦力时平衡摩擦力时，使木板适当倾斜使木板适当倾斜，小车拖着纸带小车拖着纸带，能够匀速下能够匀速下 滑滑，就表明已平衡好摩擦力就表明已平衡好摩擦力，选项选项D正确正确，A、B、C错

20、误错误。 (2)实验时实验时，要保证橡皮筋的形变量相同要保证橡皮筋的形变量相同，改变相同规格橡皮筋的条改变相同规格橡皮筋的条 数数，以改变橡皮筋对小车所做的功以改变橡皮筋对小车所做的功，橡皮筋的形变量相同橡皮筋的形变量相同，每条橡皮筋每条橡皮筋 对小车做的功相同对小车做的功相同，可以用橡皮筋的条数代表橡皮筋对小车做的功可以用橡皮筋的条数代表橡皮筋对小车做的功，若若 改变橡皮筋形变量实现做功的变化改变橡皮筋形变量实现做功的变化，无法确定橡皮筋对小车做功的数量无法确定橡皮筋对小车做功的数量 关系关系，故甲同学的方法可行故甲同学的方法可行。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)当橡

21、皮筋恢复原长后，小车速度最大，且小车做匀速直当橡皮筋恢复原长后，小车速度最大，且小车做匀速直 线运动，则小车获得的最大速度线运动，则小车获得的最大速度 vm5.20 10 2 m 0.02 s 2.60 m/s。 (4)由动能定理知由动能定理知 W1 2mv 2，选项 ，选项 B 正确，正确，A、C、D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 装置创新装置创新 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创新 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 高考一轮总复习 物理 第五章

22、机械能 返回导航 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 例例2 小明通过研究发现，劲度系数为小明通过研究发现，劲度系数为 k、压缩量为、压缩量为 x 的弹簧在的弹簧在 恢复到原长的过程中恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为对外做的功可以表示为 W1 2kx 2，于是设计了如图 ，于是设计了如图 所示的装置探究功与速度变化的关系。所示的装置探究功与速度变化的关系。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 将弹簧固定在带有刻度的水平气垫导轨上将弹簧固定在带有刻度的水平气垫导轨上，左端固定左端固定，自然状态时自然状态时 右端在右端在O点；在点；在O点右侧的点右侧的B、C位置各安装

23、一个光电门位置各安装一个光电门，计时器计时器(图中未图中未 画出画出)与两个光电门相连与两个光电门相连。将带有遮光片的滑块将带有遮光片的滑块(可视为质点可视为质点)压缩弹簧到压缩弹簧到 某位置某位置A由静止释放由静止释放，计时器显示遮光片从计时器显示遮光片从B运动到运动到C所用的时间为所用的时间为t，在在 刻度尺上读出刻度尺上读出A、O之间的距离之间的距离x。改变改变A点的位置点的位置，重复上述操作重复上述操作，可可 以记录多组数据以记录多组数据。忽略所有阻力忽略所有阻力，完成下列填空完成下列填空。 (1)若要计算滑块离开弹簧时的速度若要计算滑块离开弹簧时的速度v，还需要测量的物理量有还需要测

24、量的物理量有 _(填名称与符号填名称与符号)。计算速度的表达式为计算速度的表达式为v_(用用 符号表示符号表示)。 B、C之间的距离之间的距离L L t 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)小明在实验中记录的数据如表所示小明在实验中记录的数据如表所示。 x/cm 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 x2/cm2 1.00 4.00 9.00 16.00 25.00 t/10 2 s 5.98 2.99 1.99 1.50 1.20 1 t /s 1 16.7 33.4 50.3 66.7 83.3 1 t2/s 2 280 1 119 2 525 4 444 6

25、 944 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 分析可知分析可知，弹簧弹力做的功弹簧弹力做的功W与滑块获得的速度与滑块获得的速度v之间的关系是之间的关系是 _。 AW与与v成正比成正比 BW与与v2成正比成正比 CW2与与v成正比成正比 DW2与与v 2成正比 成正比 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)关于此实验关于此实验，下列说法正确的是下列说法正确的是_。 A适当增大两光电门间的距离会增大实验误差适当增大两光电门间的距离会增大实验误差 B适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差 C用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变

26、化的关系必须测出滑用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系必须测出滑 块的质量块的质量 D用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需要测量用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需要测量 滑块的质量滑块的质量 BD 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)由于忽略所有阻力，所以滑块离开弹簧后在气垫导轨上由于忽略所有阻力，所以滑块离开弹簧后在气垫导轨上 做匀速直线运动，已知滑块通过做匀速直线运动，已知滑块通过 B、C 所需要的时间，所以还需测量所需要的时间，所以还需测量 B、 C 之间的距离之间的距离 L，由，由 vL t 可求得速度。可求得速度。 (2)

27、弹簧弹力做的功全部转化为滑块的动能，有弹簧弹力做的功全部转化为滑块的动能，有1 2kx 2 1 2mv 2，从表中 ，从表中 数据分析可知在误差允许的范围内，数据分析可知在误差允许的范围内，x2与与 1 t2成正比，即 成正比，即 W 与与 v2成正比，成正比， 故故 B 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)适当增大两光电门间的距离适当增大两光电门间的距离，可以增加滑块运动的时间可以增加滑块运动的时间，使测量使测量 数据误差减小数据误差减小，研究弹簧弹力做功与动能变化关系时不需要测量滑块的研究弹簧弹力做功与动能变化关系时不需要测量滑块的 质量质量，因为劲度系数因

28、为劲度系数k、滑块质量滑块质量m都是定值都是定值，只需证明只需证明x2与与v2成正比即成正比即 可证明弹力做功与动能变化之间的关系可证明弹力做功与动能变化之间的关系，故故B、D正确正确。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 分析此类问题分析此类问题，应从以下几个方面考虑：应从以下几个方面考虑：(1)寻找物体位移；寻找物体位移；(2)分析分析 物体受力物体受力，求外力做功；求外力做功；(3)根据功能关系列式；根据功能关系列式；(4)代入数据求出未知代入数据求出未知 量量，或确定图线上斜率和截距的意义或确定图线上斜率和截距的意义，求相关物理量求相关物理量。 动能定理的其他应用动能定理的

29、其他应用 方法技巧方法技巧 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练2(2021 贵州贵州 模拟模拟)如图甲所示是探究如图甲所示是探究“恒力恒力 做功与物体动能改变的关系做功与物体动能改变的关系”的的 实验装置实验装置，主要实验步骤如下：主要实验步骤如下： 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 用天平测出滑块用天平测出滑块(含滑轮含滑轮)质量质量M240 g，并安装好实验装置；并安装好实验装置； 适当垫高长木板不带滑轮的一端适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳滑块不挂轻绳，挂上纸带挂上纸带，轻轻 推滑块使滑块沿长木板匀速运动；推滑块使滑块沿长木板匀速运动

30、； 轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器一端挂在拉力传感器 上上，另一端挂质量为另一端挂质量为m100 g的钩码的钩码，两轻绳与木板平行；两轻绳与木板平行； 接通打点计时器电源接通打点计时器电源，释放滑块释放滑块，打出一条点迹清晰的纸带打出一条点迹清晰的纸带，如如 图乙所示图乙所示，相邻计数点间时间间隔为相邻计数点间时间间隔为0.1 s，并记录拉力传感器示数并记录拉力传感器示数F 0.39 N。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 回答下列问题：回答下列问题： (1)滑块从滑块从B运动到运动到D的过程中的过程中，合力对滑块所做

31、的功合力对滑块所做的功W_ J，滑块动能的增量滑块动能的增量Ek_ J；(计算结果均保留计算结果均保留2位有效数字位有效数字) (2)多次实验发现合力对滑块所做的功多次实验发现合力对滑块所做的功W总略大于滑块动能的增量总略大于滑块动能的增量 Ek，可能的原因是可能的原因是_。 A滑有满足滑块质量远大于钩码质量滑有满足滑块质量远大于钩码质量 B平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度 C滑轮摩擦影响滑轮摩擦影响 0.14 0.13 C 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有：利用该实验装置还可以完成的物理实验有： _ _(写出一种即可写出一种即可)。 研究

32、匀变速直线运动的规律研究匀变速直线运动的规律(探究加速度与质量探究加速度与质量、合力的关系；测量合力的关系；测量 滑块与长木板间的动摩擦因数等滑块与长木板间的动摩擦因数等) 解析解析 (1)由题图知，合外力对滑块做的功为由题图知，合外力对滑块做的功为 W2FxBD0.14 J； 根据匀变速直线运动的规律可求：根据匀变速直线运动的规律可求：vBxAC 2t 0.6 m/s，vDxCE 2t 1.2 m/s，所以滑块动能的增量所以滑块动能的增量 Ek1 2Mv 2 D 1 2Mv 2 B 0.13 J； 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)因有拉力传感器测量绳上的拉力因有拉力传感

33、器测量绳上的拉力，故不需要满足滑块质量远大于故不需要满足滑块质量远大于 钩码质量钩码质量，A错误；若平衡摩擦力过度错误；若平衡摩擦力过度，会有重力做正功会有重力做正功，动能的增量动能的增量 应大于合力做的功应大于合力做的功，B错误；滑轮有摩擦错误；滑轮有摩擦，需克服摩擦做功需克服摩擦做功，有一部分有一部分 能量转化为内能能量转化为内能，动能的增量略小于合力做的功动能的增量略小于合力做的功，C正确；正确； (3)有打点计时器有打点计时器、纸带纸带，可研究匀变速直线运动的规律；也可测量可研究匀变速直线运动的规律；也可测量 滑块与长木板间的动摩擦因数；加速度滑块与长木板间的动摩擦因数；加速度、质量质

34、量、合外力均可测合外力均可测，故也可故也可 以研究加速度与质量以研究加速度与质量、合力的关系合力的关系。 3 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 1(2020 全国卷全国卷)(1)某同学利用图某同学利用图(a)所示装置验证动能定理所示装置验证动能定理。调调 整木板的倾角平衡摩擦阻力后整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码挂上钩码，钩码下落钩码下落，带动小车运动并带动小车运动并 打出纸带打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示所示。 图图(a) 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 已知打出图已知打出图(b)中相邻

35、两点的时间间隔为中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图从图(b)给出的数据给出的数据 中可以得到中可以得到，打出打出B点时小车的速度大小点时小车的速度大小vB_m/s，打出打出P点时小点时小 车的速度大小车的速度大小vP_ m/s。(结果均保留结果均保留2位小数位小数) (2)若要验证动能定理若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还还 需要从图需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为给出的数据中求得的物理量为_。 0.36 1.80 图图(b) B、P之间的距离之间的距离 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)由匀变

36、速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度 vB 4.00 2.56 10 2 0.04 m/s0.36 m/s vP 57.86 50.66 10 2 0.04 m/s1.80 m/s。 (2)验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所 以还需要测量对应的以还需要测量对应的 B、P 之间的距离。之间的距离。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2 (2019 江苏，江苏， 10)某兴趣小组用如题图某兴趣小组用如题图 1 所示的装置验证动能定理。所示的装置验证动能定理。

37、 (图图 1) (1)有两种工作频率均为有两种工作频率均为 50 Hz 的打点计时器供实验选用：的打点计时器供实验选用： A电磁打点计时器电磁打点计时器 B电火花打点计时器电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_(选填选填“A”或或“B”)。 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)保持长木板水平保持长木板水平，将纸带固定在小车后端将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器纸带穿过打点计时器 的限位孔的限位孔。实验中实验中，为消除摩擦力的影响为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子在砝码盘中慢慢加入沙子， 直到小车开始运

38、动直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙同学乙 认为还应从盘中取出适量沙子认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动直至轻推小车观察到小车做匀速运动。 看法正确的同学是看法正确的同学是_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)。 乙乙 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电 源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如题图源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如题图 2

39、所 示 。 图 中 纸 带 按 实 际 尺 寸 画 出 ， 纸 带 上所 示 。 图 中 纸 带 按 实 际 尺 寸 画 出 ， 纸 带 上 A 点 的 速 度点 的 速 度 vA _m/s。 (图图 2) 0.31(0.300.33都算对都算对) 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (4)测出小车的质量为测出小车的质量为 M，再测出纸带上起点到，再测出纸带上起点到 A 点的距离为点的距离为 L。小。小 车动能的变化量可用车动能的变化量可用 Ek1 2Mv 2 A算出。砝码盘中砝码的质量为 算出。砝码盘中砝码的质量为 m，重力，重力 加速度为加速度为 g。实验中，小车的质量应。实验

40、中，小车的质量应_(选填选填“远大于远大于”“”“远小远小 于于”或或“接近接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可 用用 WmgL 算出。多次测量，若算出。多次测量，若 W 与与 Ek均基本相等则验证了动能定均基本相等则验证了动能定 理。理。 远大于远大于 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)电磁打点计时器打点计时时振针与纸带之间的摩擦较电磁打点计时器打点计时时振针与纸带之间的摩擦较 大；电火花打点计时器是电磁脉冲产生的电火花在纸带上打点大；电火花打点计时器是电磁脉冲产生的电火花在纸带上打点，纸带所纸

41、带所 受阻力较小受阻力较小，故选故选B项项。 (2)由于刚开始运动由于刚开始运动，拉力克服最大静摩擦力拉力克服最大静摩擦力，而最大静摩擦力略大而最大静摩擦力略大 于滑动摩擦力于滑动摩擦力，故平衡摩擦力的两种说法中故平衡摩擦力的两种说法中，乙同学正确乙同学正确。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)取与取与 A 点相邻的两点。点相邻的两点。 用毫米刻度尺测出两点之间的距离，如图所示。用毫米刻度尺测出两点之间的距离，如图所示。 用平均速度表示用平均速度表示 A 点的瞬时速度，点的瞬时速度，vA x 2T 12.4 10 3 20.02 m/s0.31 m/s。 (4)本实验要验证

42、的表达式是本实验要验证的表达式是 mgL1 2Mv 2 A， 用砝码的重力表示拉力的 ， 用砝码的重力表示拉力的 前提是前提是 mM。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3(2020 广西模拟广西模拟)如图甲所示是某同学验证动能定理的实验装如图甲所示是某同学验证动能定理的实验装 置置。他的步骤如下：他的步骤如下： a易拉罐内盛上适量细沙易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车小车 连接纸带连接纸带。合理调整木板倾角合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑让小车沿木板匀速下滑。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 b取下轻绳和易拉罐

43、取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量及小车质量M。 c取下轻绳和易拉罐后取下轻绳和易拉罐后，换一条纸带换一条纸带，让小车由静止释放让小车由静止释放，打出打出 的纸带如图乙的纸带如图乙(中间部分未画出中间部分未画出)，O为打下的第一个点为打下的第一个点。已知打点计时已知打点计时 器的打点频率为器的打点频率为f，重力加速度为重力加速度为g。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)步骤步骤c中小车所受的合外力为中小车所受的合外力为_。 (2)为验证从为验证从O到到C过程中小车所受合外力做功与小车动能变化的关过程中小车所受合外力做功与小车动能变化的

44、关 系系，测出测出B、D间的距离为间的距离为x0，O、C间的距离为间的距离为x1，则则C点对应的小点对应的小车速车速 度度为为_。需要验证的关系式为需要验证的关系式为_(用所测物理量的符号表用所测物理量的符号表 示示)。 mg x0 f 2 mgx1Mx 2 0 f 2 8 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 本题考查根据改进实验探究动能定理的数据处理。本题考查根据改进实验探究动能定理的数据处理。 (1)小车沿木板匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，由平小车沿木板匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，由平 衡条件知，小车所受合外力为零；撤去拉力后衡条件知，小车所受合外力为零；撤去拉力后，其余力不变，故小车所，其余力不变，故小车所 受合外力等于撤去的易拉罐和细沙的重力受合外力等于撤去的易拉罐和细沙的重力 mg。 (2)由中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，可知由中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，可知 C 点对应的点对应的 小车速度小车速度 vC x0 2T x0 f 2 ，小车动能的增量，小车动能的增量 Ek1 2Mv 2 C Mx 2 0 f 2 8 ，合外力，合外力 对小车做的功为对小车做的功为 Wmgx1，故需要验证的关系式为，故需要验证的关系式为 mgx1Mx 2 0 f 2 8 。 谢谢观看