新课标2019版高考物理一轮复习实验5探究动能定理课件.ppt

1、实验5探究动能定理,-2-,一、实验目的1.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,总结出合外力做功与物体速度二次方的正比关系。二、实验原理1.改变功的大小:采用如图所示的实验装置,用1条、2条、3条规格同样的橡皮筋将小车拉到同一位置由静止释放,橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W0、2W0、3W0、。,-3-,2.确定速度的大小:小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出。3.寻找功与速度变化的关系:以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标,小车获得的速度v为横坐标,作出W-v或W-v2图象。分析图象,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。三、

2、实验器材小车(前面带小钩)、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、学生电源及导线(若使用电火花计时器则不用学生电源)、若干条规格相同的橡皮筋、毫米刻度尺。,-4-,四、实验步骤1.按原理图将仪器安装好。2.平衡摩擦力:在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木板,反复移动木板的位置,直至小车上不挂橡皮筋时,轻推小车,纸带打出的点间距均匀,即小车能匀速运动。3.先用1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W0,将这一组数据记入表格。4.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,这时橡皮筋对小车做的功为2W0,测出小车获得

3、的速度v2,将数据记入表格。5.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。,-5-,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,即小车做匀速运动的速度,应在纸带上测量的物理量:A1、A2间的距离x,小车速度的表达式是v= (T为打点计时器打点的时间间隔)。2.记录实验数据:把计算出的速度填入表格中并算出v2的值。,-6-,3.数据处理:在坐标纸上画出W-v或W-v2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。,4.实验结论:合外力对物体做的功与物体速度变化的关系为Wv2。,-7-,六、误差分析

4、1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一致,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也会造成误差。3.利用打点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。,-8-,七、注意事项1.平衡摩擦力:将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法:使小车连着纸带并接通电源,轻推小车,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,找到长木板的一个合适的倾角。2.选点测速:测小车的速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动时的部分。3.橡皮筋的选择: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

5、,不必计算出具体数值。4.先后顺序:开始实验时,小车应靠近打点计时器,并且要先接通电源再释放小车。5.小车的选择:小车质量应适当大一些,使纸带上打的点多一些。,-9-,1.在该实验中是如何判断小车做匀速直线运动的?提示：根据纸带上的点是否均匀来判断,如果均匀,说明小车做匀速直线运动。2.如果把长木板换成气垫导轨,是否还需要平衡摩擦力?提示：不需要平衡摩擦力。,-10-,考点一,考点二,考点三,实验原理与操作例1某学习小组做探究功与速度变化的关系的实验如图所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致),每次实验中小车获得的速度根据打点计时器打在纸带上的点进行计算。,