高三物理大一轮复习实验五-探究动能定理课件.ppt

1、实验五探究动能定理实验五探究动能定理误差分析误差分析1误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，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误差3利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差差注意事项注意事项1平衡摩擦力：平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推小车，由打点计时器的分力与摩擦阻

2、力平衡方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角木板一个合适的倾角2选点测速：选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的的，也就是选小车做匀速运动状态的3规格相同：规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值 热点一对实验原理的理解热点一对实验原理的理解【典例【典例1】“探究功与速度变化的关系探究

3、功与速度变化的关系”的实验装置如图的实验装置如图1所所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为的功记为W；当用；当用2条、条、3条、条、4条条完全相同的橡皮筋完全相同的橡皮筋并在一起进行第并在一起进行第2次、第次、第3次、第次、第4次次实验时，橡皮筋实验时，橡皮筋对小车做的功记为对小车做的功记为2W、3W、4W每次实验中小车获得每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出 图图1(1)关于该实验，下列说法正确的是关于该实验，下列说法正确的是_A打点计时器可以用干电池供电打点

4、计时器可以用干电池供电B实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力C每次实验小车必须从同一位置由静止弹出每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功和橡皮筋做的功W，依次作出依次作出Wvm、Wv、Wv，W2vm、W3vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系(2)如图如图2所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为相

5、邻两点间的距离分别为AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，DE1.62 cm；已知相邻两点打点时间间；已知相邻两点打点时间间隔为隔为0.02 s，则小车获得的最大速度，则小车获得的最大速度vm_m/s.(结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)图图2答案答案(1)CD(2)0.81【跟踪短训】【跟踪短训】12013福建卷，福建卷，19(1)在在“探究恒力做功与动能改变的关探究恒力做功与动能改变的关系系”实验中实验中(装置如图装置如图3)：图图3下列说法哪一项是正确的下列说法哪一项是正确的_(填选项前字母填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上平衡摩擦力时

6、必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放图图4是实验中获得的一条纸带的一部分，选取是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打，则打B点时小车的瞬时速度大小为点时小车的瞬时速度大小为_ m/s(保留三位有效数字保留三位有效数字)图图4答案答案C0.653热点二实验数据处理热点二实验数据处理【典例【典例2】如图如图5所示是某研究性学习小组的同

7、学做探究所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡橡皮筋做功和物体速度变化的关系皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形这时，橡皮一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形这时，橡皮筋对小车做功记为筋对小车做功记为W.当用当用2条、条、3条、条、n条完全相同的条完全相同的橡皮筋并在一起进行第橡皮筋并在一起进行第2次、第次、第3次、次、第、第n次实验时，次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放小车每次实验中获每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出

8、，图6甲为某甲为某次实验中打出的纸带次实验中打出的纸带图图5(1)除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有有_(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是措施是_.(3)每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的，为每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的，为了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的_ _部分进行测量部分进行测量(4)下面是本实验的数据记录及数据处理表下面是本实验的数据记录及数据处理表.从理论上讲，橡皮筋做的功从理论上讲，橡

9、皮筋做的功Wn与物体获得的速度与物体获得的速度vn之间之间的关系是的关系是Wn_，请你运用表中的数据在如图乙，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象，以验证理论的正确性所示的坐标系中作出相应的图象，以验证理论的正确性乙乙图图6 解析解析(1)要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计数点间的距离，除了题图甲中已给出的实验器材和电源数点间的距离，除了题图甲中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材是刻度尺外，还需要的器材是刻度尺(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把放打点计时器

10、一端的木板垫起适当的高度以平衡措施是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力摩擦力图图7 (1)请以请以v2为纵坐标，以为纵坐标，以x为横坐标在坐标图为横坐标在坐标图8中作出中作出v2x图象若测出小车质量为图象若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求得小车，结合图象可求得小车所受合力的大小为所受合力的大小为_N.图图8(2)若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数，明显超出实验误差的正常范围你认为主要原因是读数，明显超出实验误差的正常范围你认为主要原因是_，实验操作中改进的措施是，实验操作中改进的措施是_解析解析(1)由由v2

11、v2ax可知可知v22ax，在在v2x图象中，斜率图象中，斜率k2a2.5，由由Fma，得，得F0.25 N.答案答案(1)图象如图所示图象如图所示0.25(2)小车滑行时所受摩擦阻力较大将木板左侧垫高，使小车滑行时所受摩擦阻力较大将木板左侧垫高，使木板倾斜一定的角度以平衡摩擦力木板倾斜一定的角度以平衡摩擦力探究高考命题视角探究高考命题视角视角视角1实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器如图如图9所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦力，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平擦力，拉力传感器

12、可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距离桌面上相距一定距离x的的A、B两点各安装一个速度传感两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过器，分别记录小车通过A、B时的速度大小，改变钩码的时的速度大小，改变钩码的数量，分别得到对应拉力的功数量，分别得到对应拉力的功W和和v2(即即vv)，也可验，也可验证得到证得到Wv2的结论的结论图图9 视角视角2实验方案的改进实验方案的改进利用自由落体运动探究功和动能的关系利用自由落体运动探究功和动能的关系视角视角3创新拓展创新拓展把探究功和动能关系的实验拓展为探究把探究功和动能关系的实验拓展为探究弹性势能和形变量关系的实验弹性势能和形变量关系的实验

13、【典例【典例3】(2013新课标全国卷新课标全国卷，22)某同学利用下述装置某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图10所所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能簧

14、被压缩后的弹性势能图图10回答下列问题：回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球与小球抛出时的动能抛出时的动能Ek相等已知重力加速度大小为相等已知重力加速度大小为g.为求得为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标填正确答案标号号)A小球的质量小球的质量mB小球抛出点到落地点的水平距离小球抛出点到落地点的水平距离sC桌面到地面的高度桌面到地面的高度hD弹簧的压缩量弹簧的压缩量xE弹簧原长弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示用所选取的测量量和已知量表示Ek，得，得Ek_.(3)图图

15、11中的直线是实验测量得到的中的直线是实验测量得到的sx图线从理论上图线从理论上可推出，如果可推出，如果h不变不变m增加，增加，sx图线的斜率会图线的斜率会_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)：如果：如果m不不变，变，h增加，增加，sx图线的斜率会图线的斜率会_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)由图由图11中给出的直线关系和中给出的直线关系和Ek的的表达式可知，表达式可知，Ep与与x的的_次方成正比次方成正比图图11【探究跟踪】【探究跟踪】利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，在气利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片

16、的滑块、滑块的一端与轻弹簧垫导轨上放置一带有遮光片的滑块、滑块的一端与轻弹簧贴近，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门贴近，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置固定在气垫导轨底座上适当位置(如图如图12所示所示)弹簧处于弹簧处于自然状态时，使滑块向左压缩弹簧一段距离，然后由静止自然状态时，使滑块向左压缩弹簧一段距离，然后由静止释放滑块，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过释放滑块，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间，则可计算出滑块离开弹簧后的速度光电门时的挡光时间，则可计算出滑块离开弹簧后的速度大小大小图图12实验步骤如下：

17、实验步骤如下：用游标卡尺测量遮光片的宽度用游标卡尺测量遮光片的宽度d.在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩x1，滑块由静止释，滑块由静止释放放由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间时间t1.(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺示数如图测量遮光片的宽度时游标卡尺示数如图13所示，读得所示，读得d_cm；图图13(3)根据图象得出结论是：弹性势能的大小与形变量根据图象得出结论是：弹性势能的大小与形变量x的二的二次方成正比次方成正比答案答案(1)1.02(2)见解析见解析(3)弹性势能的大小与形变量弹性势能的大小与形变量x的二次方成正比的二次方成正比