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1、实验四 探究动能定理 误差分析 1 误误差的主要来源是橡皮筋的长长度 粗细细不一 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时倾角过过大也会造成误误差 3 利用打上点的纸带计纸带计 算小车车的速度时时 测测量不准带带来误误差 注意事项 1 平衡摩擦力 将木板一端垫垫高 使小车车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡 方法是轻轻推小车车 由打点计时计时器打在纸带纸带上的点的均匀程度判断小车车是否匀速 运动动 找到木板一个合适的倾倾角 2 选点测速 测测小车车速度时时 纸带纸带上的点应选应选均匀部分的 也就是选选小车车做匀速 运动动状态态的 3 橡皮筋的选择
2、橡皮筋规规格相同时时 力对对小车车做的功以一条橡皮筋做的功为单为单 位即可 不必计计算出具体数值值 1 实验实验中得到的一条如图图乙所示的纸带纸带 求小车获车获得的速度应选应选 填 AB 或 CD 段来计计算 图图1 2 关于该实验该实验 下列说说法中正确的有 A 通过过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对对小车车做的功成整数倍增加 B 通过过改变变小车质车质量可以改变变橡皮筋对对小车车做的功 C 每次实验实验中 橡皮筋拉伸的长长度必需保持一致 D 先接通电电源 再让让小车车在橡皮筋的作用下弹弹出 3 在该实验该实验 中 打点计时计时器正常工作 纸带纸带足够长够长 点迹清晰的纸带纸带上并没有 出现现
3、一段等间间距的点 造成这这种情况的原因可能是 写出一条即可 解析 1 应应取小车车匀速运动时计动时计 算小车车的速度 选选CD段计计算 2 橡皮筋的条数与做功多少成正比 选项选项 A正确 橡皮筋做功多少由橡皮筋决定 与小车质车质 量无关 选项选项 B错误错误 要保证证橡皮筋的势势能成倍增加 每次实验实验 橡皮筋 拉伸长长度应应相同 选项选项 C正确 先接通电电源 打点计时计时 器正常工作后释释放小车车 选项选项 D正确 3 若没有平衡摩擦力或平衡摩擦力过过度 小车车不匀速运动动 纸带纸带 上不会出现现等间间 距的点 答案 1 CD 2 ACD 3 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力过过度 或木板的倾倾
4、角过过大 或过过小 热点二 数据处理与分析 例2 2017 江苏单科 10 利用如图图2甲所示的实验实验装置探究恒力做功与物体 动动能变变化的关系 小车车的质质量为为M 200 0 g 钩码钩码的质质量为为m 10 0 g 打点 计时计时器的电电源为为50 Hz的交流电电 图图2 1 挂钩码钩码前 为为了消除摩擦力的影响 应调节应调节 木板右侧侧的高度 直至向左轻轻推小 车观车观察到 2 挂上钩码钩码 按实验实验要求打出的一条纸带纸带如图图3所示 选择选择某一点为为O 依次每 隔4个计时计时点取一个计计数点 用刻度尺量出相邻计邻计数点间间的距离 x 记录记录在纸带纸带 上 计计算打出各计计数点
5、时时小车车的速度v 其中打出计计数点 1 时时小车车的速度v1 m s 图图3 W 10 3J2 452 923 353 814 26 Ek 10 3J2 312 733 123 614 00 请请根据表中的数据 在方格纸纸上作出 Ek W图图象 4 实验结实验结 果表明 Ek总总是略小于W 某同学猜想是由于小车车所受拉力小于钩码钩码 重力造成的 用题题中小车车和钩码质钩码质 量的数据可算出小车车受到的实际实际拉力F N 3 根据表中的数据 在方格纸纸上描点 连线连线 如图图所示 答案 1 小车车做匀速运动动 2 0 228 3 见见解析 4 0 093 热点三 实验的改进与创新 1 实验器材
6、的改进 用拉力传传感器测测量拉力 用速度传传感器测测量速度 用光电门计电门计 算速度 2 实验方案的创新 1 利用自由落体运动动探究功和动动能的关系 2 研究小车车以不同的初速度沿粗糙水平面滑动动的距离 得出小车车的初动动能大小 与克服摩擦力做功的情况 也可探究动动能定理 3 让让小球从斜面上某高处滚处滚下 然后做平抛运动动等 例3 2017 江苏省盐城市高三第三次模拟考试 某同学利用如图图4所示的气垫垫 导轨导轨装置探究动动能定理 在气垫导轨垫导轨 上安装了光电门电门 滑块块上固定宽宽度为为D的 遮光条 用细线绕过细线绕过 定滑轮轮将质质量为为M的滑块块 含遮光条 与重物相连连 细线细线与
7、导轨导轨平行 实验实验中把重物的重力当做滑块块受到的牵牵引力 每次滑块块都从A处处由 静止释释放 此处处遮光条到光电门间电门间 距离为为L 重物的质质量用m表示 遮光条通 过过光电门电门的时间时间用t表示 1 实验实验前调调整气垫导轨垫导轨 水平 其目的是 2 实验实验中把重物的重力当做滑块块受到的牵牵引力 需满满足的条件是 图图4 3 实验实验中保持L不变变 通过过改变变 来改变牵变牵引力做的功 4 在处处理实验实验数据时时 四组组同学建立下列四种坐标标系 正确的是 解析 1 气垫导轨垫导轨 无摩擦力作用 要使滑块块重力不做功 应调节应调节 气垫导轨垫导轨 使之 水平 2 重物与滑块块的加速
8、度大小相等 假设细绳设细绳 的作用力为为T 则则有mg T ma T Ma 联联立两式有mg M m a 若要把重物的重力当做滑块块受到的牵牵引力 则应该则应该 有mg Ma 所以需满满足的条件是重物质质量m远远小于滑块质块质 量M 3 实验实验 中把重物的重力当做滑块块受到的牵牵引力 则牵则牵 引力做的功为为W mgL 保 持L不变变 则应则应 通过过改变变重物的质质量m来改变牵变牵 引力做的功 答案 1 使滑块块重力不做功 2 重物质质量m远远小于滑块质块质量M 3 重物的质质量m 4 C 2017 江苏省苏锡常镇高三第三次模拟考试 图图5是小明探究橡皮筋弹弹力做的功W与 小车动车动能变变
9、化 Ek间间的关系的装置图图 长长木板放在水平桌面上 橡皮筋的两端分 别别与小车车和挡挡板相连连 实验实验中 通过过增减橡皮筋的根数来改变弹变弹力所做的功 图图5 图图6 图图7 1 下列实验实验操作正确的是 A 实验时实验时 应应先释释放小车车 然后接通电电源 B 增加橡皮筋根数时时 应选应选取相同的橡皮筋 C 每次应应将小车车拉到相同的位置由静止释释放 D 实验实验前应应先平衡小车车在木板上所受的摩擦力 2 图图6是某次实验实验中的一条纸带纸带 相邻计邻计数点间时间间时间 T 0 02 s 为为得到本次实验实验 小车动车动能的变变化 你求得的小车车速度v m s 3 由实验实验数据画出的W
10、 Ek图图象如图图7所示 小明认为认为由图图象能得出 橡皮筋弹弹 力做的功等于小车动车动能变变化 的实验结论实验结论 你同意吗吗 填 同意 或 不同意 你的理由是 解析 1 本实验实验 通过过改变变橡皮筋的根数来改变变橡皮筋所做的功 设设一根橡皮筋所 做的功为为W0 则则n根相同的橡皮筋所做的功为为W nW0 选项选项 B正确 为为使每次每 根橡皮筋所做的功相同 每次都应应将小车车拉到相同的位置由静止释释放 选项选项 C正确 要使橡皮筋所做的功等于小车动车动 能的变变化 应应先平衡小车车在木板上的摩擦力 选项选项 D正确 实验实验 操作时时先接通电电源 后释释放小车车 选项选项 A错误错误 3 不同意 实验实验 中不能测测出橡皮筋弹弹力所做功的具体数据 答案 1 BCD 2 0 9 3 不同意 实验实验中不能测测出橡皮筋弹弹力所做功的具体数据
