《（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习第五章机械能实验四探究动能定理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习第五章机械能实验四探究动能定理课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大一轮复习讲义 实验四 探究动能定理 第五章 机械能 NEIRONGSUOYIN 内容索引 过好双基关 研透命题点 随堂测试 回扣基础知识 训练基础题目 细研考纲和真题 分析突破命题点 随堂检测 检测课堂学习效果 过好双基关 1 实验目的 探究功与物体速度变化的关系 2 实验原理 如图1所示 1 一根橡皮筋作用在小车上移动距离 s 做功为W 2 两根橡皮筋作用在小车上移动距离s 做功应为 3 三根橡皮筋作用在小车上移动距离s 做功应为 4 利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度 列表 作图 由图象可以确 定功与速度变化的关系 2W 图1 3W 3 实验器材 小车 木板 纸带 铁钉等 4 实验步
2、骤 1 垫高木板的一端 平衡 2 拉伸的橡皮筋对小车做功 用一条橡皮筋拉小车 做功W 用两条橡皮筋拉小车 做功2W 用三条橡皮筋拉小车 做功3W 3 测出每次做功后小车获得的 4 分别用各次实验测得的v和W绘制W v或W v2 W v3 图象 直到明 确得出W和v的关系 橡皮筋打点计时器 摩擦力 速度 5 实验结论 物体速度v与外力做功W间的关系W mv2 6 实验注意事项 1 将木板一端垫高 使小车的重力沿斜面向下的分力与 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做 运 动 找到长木板的一个合适的倾角 2 测小车速度时 应选纸带上的点迹均匀的部分 也就是选小车
3、做 运动 的部分 3 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 不必计算出具体数值 4 小车质量应大一些 使纸带上打的点多一些 摩擦阻力 匀速 匀速 研透命题点 例1 2018 淮安市 宿迁市等期中 用图2甲所示装置探究 做功与物体速度 变化的关系 A B是固定在长直木板上的两个铁钉 实验时 小车在橡皮筋 的作用下弹出 沿木板滑行 通过改变橡皮筋的条数改变做功的多少 再根 据纸带上的打点确定小车对应运动的速度 进而探究做功与物体速度变化的 关系 图2 命题题点一 教材原型实验实验 1 关于该实验的下列说法中 正确的有 A 需要测出小车的质量m B 需要选择相同的橡皮筋进
4、行实验 C 需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W D 改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放 BD 解析 此实验要验证的是W mv2 即W v2 则此实验中不需要测出小车的 质量m 选项A错误 为了保证每条橡皮筋对小车做的功都一致 实验中需要选择相同的橡皮筋进 行实验 选项B正确 实验中不需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W 选项C错误 改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放 选项D正确 2 实验中得到一根纸带如图乙所示 1 2 3 是按时间先后顺序标出的计数 点 每两个相邻计数点间还有4个打点未画出 造成图乙各计数点间距不相等 的原因可能是 由图乙所示的纸带可知 该小车达到最大速度时
5、 橡皮筋的伸长量 选填 大于零 或 等于 零 没有平衡摩擦或是没有完全平衡摩擦 大于零 解析 实验中若平衡了摩擦力 则小车在橡皮筋的作用下先加速运动 脱离 橡皮筋后做匀速运动 则造成题图乙各计数点间距不相等的原因可能是没有 平衡摩擦或是没有完全平衡摩擦 由题图乙所示的纸带可知 由于没有平衡 摩擦力或没有完全平衡摩擦 该小车达到最大速度时 加速度为零 此时橡 皮筋仍有弹力 即伸长量不为零 3 该小组用新 旧两组橡皮筋分别做实验 正确实验操作得到橡皮筋的条数n 与小车对应速度v的多组数据 作出v2 n的图象如图丙中的C D所示 则用 新橡皮筋得出的图象是 选填 C 或 D 根据该图象可以得出的结论
6、 是 C v2与n成正比 或v2与橡皮筋对小车所做的功成正比 解析 旧橡皮筋的弹力小于新橡皮筋 则用同样数量的新 旧橡皮筋做实验 时 新橡皮筋使小车得到的速度较大 由图象可知用新橡皮筋得出的图象是C 根据该图象可以得出的结论是 v2与n成正比 或v2与橡皮筋对小车所做的功 成正比 1 做功方式的创新 命题题点二 实验创实验创 新 2 测量方式的创新 例2 2018 苏锡常镇二模 某同学用图3甲所示的实验装置探究 恒力做功与 小车动能变化的关系 图3 1 为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功 本实验中 小车质量M 填 需要 或 不需要 远大于砂和砂桶的总质量m 需要 2 图乙为
7、实验得到的一条清晰的纸带 A B C D E F G是纸带上7个 连续的点 sAD cm 已知电源频率为50 Hz 则打点计时器在打D点时 纸带的速度v m s 计算结果保留两位有效数字 2 10 0 50 3 该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的 Ek W关系图象 由于 实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤 他得到的实验图线 实线 应该是 D 变式 2018 盐城市三模 某同学利用如图4所示的气垫导轨装置探究 恒力做 功与物体动能变化间的关系 在气垫导轨上安装了光电门 滑块上固定宽度 为d的遮光条 用细线绕过定滑轮将质量为M 200 g的滑块 含遮光条 与质量 为m 30 g的重物相连
8、 细线与导轨平行 实验时滑块每次都从同一位置A处由 静止释放 用x表示滑块从静止开始到通过光电门的位移大小 用t表示遮光条 通过光电门的时间 改变光电门在气垫导轨上的位置 测量不同x所对应遮光条 通过光电门的时间t 再分别计算拉力做的功W和滑块通过光电门时的动能Ek 图4 1 实验前调节气垫导轨水平的目的是 保证滑块重力不做功 2 将重物的重力视为滑块受到的拉力 取g 9 80 m s2 用W mgx计算出拉 力对滑块做的功W 并计算出滑块动能增量 Ek 计算结果见下表 W 10 3 J7 358 8210 2911 7613 2314 70 Ek 10 3 J6 397 678 9510 2
9、311 5012 78 W Ek 10 3 J0 961 151 341 531 731 92 实验结果表明 Ek总是小于W 你认为这是 选填 偶然 或 系 统 误差 简要说明你的理由 Ek总是小于W 而不是或大或小 是系统 误差 系统 进一步研究表明 拉力对小车做的功W和小车动能增量 Ek的差值 W Ek 随x增大而增大 用题中滑块和重物的质量可计算出 W Ek 与x的比值 N 计算结果保留两位有效数字 0 038 例3 2018 南京师大附中5月模拟 某研究小组设计了一种 用一把刻度尺测 量质量为m的小物块Q与平板P之间动摩擦因数 的实验方案 实验装置如图5 甲所示 命题题点三 实验实验
10、拓展 用动动能定理测动测动 摩擦因数 图5 AB是半径足够大的四分之一圆弧轨道 与水平固定放置P板的上表面BC在B点 相切 C点在水平地面的垂直投影为C 重力加速度为g 实验步骤如下 用刻度尺测量BC长度为L和CC 高度为h 先不放置平板P 如图乙 使圆弧AB的末端B位于C 的正上方 将物块Q在A 点由静止释放 在物块Q落地处标记其落地点D 重复步骤 共做10次 用半径尽量小的圆将10个落地点围住 用毫米刻度尺测量圆心到C 的距离 s 放置平板P 如图甲 将物块Q由同一位置A由静止释放 在物块Q落地处标 记其落地点D 重复步骤 共做10次 用半径尽量小的圆将10个落 地点围住 用毫米刻度尺测量
11、 圆心到C 的距离l 1 实验步骤 的目的是 减小误差 解析 实验步骤 的目的 是通过多次实验减小实验结果的误差 2 用实验中的测量量表示 物块Q滑到B点时的动能EkB 3 物块Q与平板P之间的动摩擦因数 4 已知实验测得的 值与实际值不等 其原因除了实验中测量的误差之外 其 他的原因可能是 写出一个可能的原因即可 见解析 解析 其原因除了实验中测量的误差之外 其他的可能是圆弧轨道存在摩擦 接缝B处不平滑 存在空气阻力等 随堂测试 1 2019 淮阴中学模拟 在 探究动能定理 的实验中 某实验小组采用如图6 甲所示的装置 在水平气垫导轨上安装了两个光电门M N 滑块上固定一遮 光条 细线绕过定
12、滑轮与滑块 力传感器相连 力传感器下方悬挂钩码 已 知遮光条的宽度为d 滑块和遮光条的总质量为m 123 图6 1 接通气源 滑块从A位置由静止释放 读出遮光条通过光电门M N的时间 分别为t1 t2 力传感器的示数为F 改变钩码质量 重复上述实验 为探究在M N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量 Ek 的关系 还需要测量的物理量为 写出名称及符号 123 两个光电门的间距L 解析 实验要求拉力F做的功 根据W FL 需要测量两个光电门的间距 利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为 解析 拉力F做的功 W FL 123 2 保持钩码的质量不变 改变光电门N的位置 重复实验
13、 根据实验数据作 出从M到N的过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度的二次方 v2的关系图象 如图乙所示 则图线的斜率表示 图线在横轴上的截距 表示 123 滑块经过光电门M时速度的二次方 123 当W 0时 有 v2 vM2 故图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时速 度的二次方 3 下列不必要的实验操作和要求有 A 测量钩码的质量 B 调节气垫导轨水平 C 调节滑轮细线与气垫导轨平行 D 保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 123 AD 解析 由于有力传感器直接测量力的大小 故不需要测量钩码质量 不需要 保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 故A D步骤不是必须的 调
14、节气垫导轨水平 可以保证合力等于拉力 故B步骤是必须的 调节滑轮细线与气垫导轨平行 保证拉力水平 故C步骤是必须的 2 2018 无锡市高三期末 利用图7所示的实验装置 探究合力做功与动能变化 的关系 1 为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影 响 需要平衡阻力 关于该操作环节 下列四种 装置图中正确的是 123 图7 B 2 甲小组同学正确平衡了阻力 选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质 量M 取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值 按正确操作得到图8所示的 一条纸带 在纸带上选取三个连续计时点A B C 测得它们到静止释放的起 始点O的距离分别为sA sB sC 打点计时器的工作频率为f
15、已知当地重力加 速度为g 从O到B的运动过程中 拉力对小车做功W 小车动能变 化量 Ek 123 mgsB 图8 3 乙小组同学也正确平衡了阻力 但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远 小于小车的质量M 在处理数据时 他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的 拉力值 并采用图象法进行数据分析 在纸带上选取多个计数点 测量静止 释放的起始点O到每个计数点的距离 并计算出每个计数点对应的小车速度v 以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W 他们作出的图线为 123 B 3 2018 盐城中学质检 我国的第三艘航空母舰正在建造之中 其舰载机将采 用弹射起飞方式 为了研究弹射器做功对飞机起飞速度的
16、影响 某研究性学 习小组用气垫导轨 光电门等器材做了如下实验 A 用橡皮筋模拟弹射器 由于橡皮筋做的功不易测量 他们运用了一种叫做 倍分法 的思想 使用同种规格的橡皮筋 先后用一根 两根 三根 去弹射滑块 每次都将橡皮筋拉伸到同一位置释放 这样橡皮筋对滑块做的 功分别为W0 2W0 3W0 123 B 如图9所示 测量出滑块弹射后遮光片通过光电门1的时间分别为t1 t2 t3 C 利用以上数据作出图象 确定橡皮筋做功对滑块弹射后的速度具体有什么 影响 123 图9 请回答下列问题 1 实验前需要调节气垫导轨水平 打开气源之后 给滑块一个初速度 使之 向左运动 发现遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间 为使气 垫导轨水平 应将气垫导轨 选填 左 或 右 端升高适当高度 123 右 2 采用图象法探究物理量间的规律时 需要选择合适的坐标系以得到直线图 象 为了得到直线图象 以弹力的功W为纵坐标 以 选填 t2 t t 1 或 t 2 为横坐标 t为遮光片通过光电门1的时间 123 t 2 3 实验发现 总是很难得到比较标准的直线 研究小组分析了四种误差原因 其中属于系统误差的是
