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1、菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 实验五 探究动能定理 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 一、实验原理及过程 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 二 、实验注意事项与误差分析 1 注意事项 (1) 平衡摩擦力：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 (2) 选点测速：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 (3) 规格
2、相同：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 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 2 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) 利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差 . 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 【例 1 】 为了探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，现提供如图实 5 1 所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下
3、弹出后， 图实 5 1 沿木板滑行，请思考并回答下列问题 ( 打点计时器交流电频率为 50 ： (1) 为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？ _ _ _ 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 (2) 当我们分别用同样的橡皮筋 1 条、 2 条、 3 条 并起来进行第 1 次、第 2 次、第 3 次 实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第 1 次实验时橡皮筋对小车做的功记为 W . ( 3) 由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图实 5 2 所示是其中四次实验打出的部分纸带 菜 单 析典例 考点突破 高三
4、总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 图实 5 2 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 (4) 试根据 (2) 、 (3) 中的信息，填写下表 . 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做的功 W 小车速度 v (m /s) v2(m2/ 从表中数据可得出结论： _. 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 【解析】 该题综合考查了本实验的注意事项、数据处理及结论，对考生的能力要求较高 (1) 将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重
5、落实 深化学习 览精要 知识整合 (4) 由匀速运动的速度公式 v 中 x 从图上读出分别为 t T 1f s ，即可求出小车的速度 . 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 2 W 3 W 4 W 小车速度 v (m /s) v2(m2/ 由表中数据可得出结论：橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 【答案】 见解析 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 考点二 探究动能定理的创新实验设计 【例 2 】 ( 2013 四川高考 ) 如图实 5 3 所示，某组同学借用
6、“ 探究 a 与 F 、 m 之间的定量关系 ” 的相关实验思想、原理及操作，进行 “ 研究合外力做功和动能变化的关系 ” 的实验： 图实 5 3 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 图实 5 3 (1) 为 达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做 _ _ 运动 (2) 连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图 5 5 8 所示的纸带纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 0.1 s 的相邻计数点 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、G . 实验时小车所受拉力
7、为 ，小车的质量为 0.2 k g. 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 填表中空格 ( 结果保留至小数点后第四位 ). O B O C O D O E O F W /J 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 W 理论推导结果一致 (3) 实验前已测得托盘质量为 10 3k g ，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为 _ _k g( g 取 9.8 m/ 果保留至小数点后第三位 ) 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 【解析】 (1) 若已平衡摩擦力，
8、则小车在木板上做匀速直线运动 (2) 从纸带上的 O 点到 F 点， W F 0. 2 J 1 5 J ，打 F 点时速度 s 1 . 0 5 1 m / s 2M 2 0 5 J. 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 (3) 打 B 点时小车的速度为 s 0 . 6 5 5 5 m / s ，所以小车的加 速度 a 4 0 . 9 9 m / 小车所受的拉力 F ( m )( g a ) ，所以盘中砝码的质量 m a 10 3k g 5 k g. 【答案】 (1) 匀速直线 ( 或匀速 ) (2) 1 5 0 5 (3)菜 单 析典例 考点突破 高
9、三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 借题发挥 高考命题角度分析 一、本题 创新点分析 1 真题溯源：本题的实验装置来源于 “ 探究 a 与 F 、 只是两实验的目的不同，通过改变测量的量达到了创新的效果 2 创新亮点：该题通过纸带数据的处理，能够计算出拉力功的数值、动能的数值，从而比较明显的说明合外力做功和动能变化的关系 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 二、本实验的其他改进创新思路 ( 一 ) 实验器材的创新 1 如果提供速度传感器和力电传感器，该实验应如何操作？ 【提示】 如图所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦力，拉
10、力传感器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 L 的 A 、 B 两点各安装一个 速度传感器，分别记录小车通过 A 、 B 时的速度大小，改变钩码的数量，分别得到对应拉力的功 W 和 即 ，也可验证得到 W 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 2 如果提供铁架台、打点计时器、重物、纸带，该实验又如何操作？ 【提示】 如图甲所示将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或电磁打点计时器先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方然后接通电源，松开纸带，让重物
11、自由下落，计时器就在纸带上打下 一系列小点得到的纸带如图乙所示 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 甲 乙 O 点为计时器打下的第 1 个点，在纸带上取相等距离的点 A 、 B 、 C ，运算得到 ，重物从 O 到 A 、B 、 C 重力所做的功分别为 W 、 2 W 、 3 W ，由此，也可验证得 W 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 ( 二 ) 数据处理 1 在数据处理时，可用小车的动能增量 E k 作为纵轴，小车拉力的功 W 作横轴作出 E k W 图象 2 因小车合力一定时，合力的功 W 与小车位移 L 成正比，因此可以做出 L E k 图象 . 菜 单 析典例 考点突破 高三总复习 物理 重落实 深化学习 览精要 知识整合 考点三 与动能定理有关的其他创新实验 【 例 3 】 (2013 全国大纲卷 ) 测量小物块 Q 与平板 P 之间 的动摩擦因数的实验装置如图实 5 4 所示 半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平 图实 5 4 固定放置的 P 板
