高三物理探究动能定理

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1、 二、实验原理探究功与物体动能变化的关系，可通过改变力 对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速 度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用如 图5-4-1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的 功成倍增加。再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v。图5-4-1一、实验目的探究外力对物体做功与物体动能变化的关系。三、实验器材小车(前面带小钩)、100 g200 g砝码、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(使用电火花计时器不 用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺。四、实验步骤1.按上图将实验仪器安装好。同时平衡摩擦力。

2、2.先用一条橡皮筋做实验，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W1，将这一组数据记入表格。3.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，这样橡皮筋对小车做的功 为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格。4.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.分析数据，得出结论。(1)测量小车的速度：实验获得如图5-4-2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度 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 物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量

3、表示)v=x/T(T 为打点计时器的时间间隔)。(2)实验数据记录(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(如图5-4-3)画出W-v或W-v2图线(“W”以一根橡皮筋做 的功为单位)。(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系Wv2。图5-4-2图5-4-3橡皮筋条数位移x/ m时间t/s速度v/(ms-1)速度平方v2/(m2s-2)五、注意事项1.平衡摩擦力实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研究的是橡 皮筋做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响，可采用将木板一端垫高的方法来 实现。将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消除摩擦

4、力的影响 。判断是否已平衡掉摩擦力的方法是，轻推一下小车，观察小车不受其他力时能在木板上做 匀速运动。2.我们用2条，3条橡皮筋进行第2次、第3次实验时，每次实验时橡皮筋伸长的 长度都应保持一致。3.实验数据处理时，以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，以 第一次实验时的功W为单位，作出W-v图象，分析这条图线，可以得知橡皮筋对小车做的功 W与小车获得的速度v的定量关系。4.打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀，应选间距均匀的那一段纸带来计 算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。六、误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减小它。为减小本实验的实验误

5、差，要注意以下几 个方面的问题：1.在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便 于处理，求出小车运动的速度。2.平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿，保证小车脱离橡皮筋后做匀速运动。3.小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车(或加砝 码)，以保证打出的点便于处理。【例1】在用图5-4-4所示装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是 ( ) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车

6、加速过程中获得的平均速度热点一 实验原理的考查【解析】实验通过增加橡皮筋的条数， 使橡皮筋对小车做的功成倍增加，故A正 确，B错误。小车的速度对应的是橡皮筋 对小车做功完毕时的情形，故C正确，D错误。A C图5-4-412009年高考安徽理综卷探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验 装置如图5-4-5所示，实验主要过程如下： (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、； (2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、； (3)作出W-v草图； (4)分析W-v图象。如果W-v图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W

7、等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是 _。A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、。B.小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C.某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D.根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来

8、进行计算的。D图5-4-5【例2】为了探究动能定理，现提供如图5-4-6所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50 Hz)(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？_.(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应都保持一致，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5-4-7所示是其中四次实验打出的部分纸带。(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表。从表中数据可得出结论：_

9、。热点二 实验数据的处理【解析】(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。(4)由匀速运动的速度公式v=x/t，其中x从图上读出分别为2.00 cm，2.83 cm，3.46 cm、4.00 cm。 t=T=1/f=0.02 s，即可求出小车的速度。橡皮筋对小车所做的功与小车速度的平方成正比。图5-4-6图5-4-7橡皮筋条数1234橡皮筋对小车做功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)橡皮筋条数1234橡皮筋对小车做功2W3W4W小车速度v( m/s)1.01.4151.732.0v2(m2/s2)1.02.03.04.022009年高考广东物理卷某试验小组

10、利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图5-4- 8，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉 力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感 器，记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。 (1)实验主要步骤如下： 测量_和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。 将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。 在小车中增加砝码，或_，重复的操作。 (2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与

11、小车中砝码质量之和，|v22-v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E,F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功。表格中的E3=_，W3=_。(结果保留三位有效数字)数据记录表(3)根据上表，请在图5-4-9中的方格纸上作出E-W图线。图5-4-8图5-4-9小车、砝码然后释放小车减少砝码0.6000.610次数M/kg|v12-v22|/(m/s)2E/JF/NW/J 10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W3 41.0002.401.202.4201.21

12、 51.0002.841.422.8601.43； http:/ 时时计划群 hxh69kyd 在的，帕子好歹是乐韵拿出来“我不清楚。”宝音摇摇头，“不过秀姐姐，你知道笙儿为何来得晚了些吗？”“为何？”明秀呼吸急促 了一些。她只知这是宝音回屋的必经之路，而且没什么人，估算宝音一定会回屋整装，就于此处守株待兔。说起来，宝音过来得是晚了些， 有什么特殊原因吗？“笙儿听到一个消息，文大娘在找一个私相授受的人。”宝音露出一点点狡黠的笑意。第六十六章 胜负已分看星芒(4) “！”明秀等着宝音说下去。宝音果然没有令明秀失望：“据说文大娘接到线报，外头有个小厮，写了本帐簿传进来。比什么没有拷边 、没有刺绣的

13、棉布，更能找到主人哦！那簿子上有字，有笔迹可核对，肯定是那小厮写的。写的什么呢？看来是鬼画符中夹杂着几行无关痛 痒的文字，实则每行头上几个字连起来读，”羞赧的咬咬嘴唇，“是女孩家不宜看、不宜说的话。”“”明秀回想簿子上的内容。她良 好的记忆力帮助她拼出了这句话：想再亲你小嘴。“！”明秀面上血红。这么露骨，这么无耻，这么的岂有此理！那些村话果然不是宝 音写的罢？那是谁？是乐韵出府探父病时，托人写的？“所以呢，”宝音慢条斯理继续道，“笙儿本以为四姐姐没有时间在这里的，毕 竟喜事近了，还是尽快回去收拾一下比较好。”明秀心砰砰快要跳出腔子。她从没被人逼到这步田地。她，苏明秀！一不小心，那么点点儿 失察

14、，竟然被暗算，简直不能容忍！怒火中烧，她真想把玉笙掐死在这里，但又忽生出一种奇异的感觉，确认一句：“我想文大娘现在，应 该不在我的院子里？”“应该不在。”宝音柔和道，“大娘忙着，笙儿想不出她现在为何要找到姐姐院子里去。”明秀顿了顿：“你为什么 这样做？”既已把簿子送到明秀手里，本可做得更绝一些，至少赶紧让文大娘人赃并获，反正她不敢说出用染了自己药渍的帕子威胁筱筱背 主的事，恐怕要壮士断腕、牺牲筱筱。这样对宝音不好吗？为什么让给明秀烧掉簿子的时间！换了明秀，就绝不会给对手留这样的余地。再 回想开去，木屐里的那块石子，要是搁到明秀碗里，说不定戳破明秀的嘴、硌掉明秀的牙！宝音也没有那样尝试，只是放在布套上让她看见 ，给她一个警告。为什么，步步留情？如果宝音可以老实说的话，会告诉明秀：“因为这就是宝音的风格。我很抱歉，下不去狠手。这一点 叫我自己也很遗憾。”可惜在明秀逼视的目光下，宝音只能柔声道：“因为我们是姐妹啊。”明秀“切”了一声，意颇不屑。亲生姐妹尚且 可以争得你死我活呢！何况这种表亲，虽说一处长大，叫着姐姐妹妹“我们是一处长大的。”宝音诚恳的张着眼睛，“姐姐，我们是一 样的人，流着一样的血。”明秀没有马上回答，起身，踱了