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1、高考总复习物理第四单元 实验与探究第6课时 实验实验 ：探究动动能定理必修2 第六章 机械能和能源高考总复习物理高考总复习物理基础回顾1猜想与假设根据现有知识猜想，外力对物体做的功可能_物体动 能的变化量2实验原理实验装置如下图所示，在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘， 木块将在砝码盘对它的拉力及长木板对它的摩擦力作用下做匀 加速运动在纸带记录的物体运动的匀加速阶段，适当间隔地 取两个点A、B.只要取计算一小段位移的_即可确定A、 B两点各自的速度vA、vB，高考总复习物理再数出A、B两点的时间间隔t，根据a_算出加速 度a，根据牛顿第二定律F合ma算出F，在这段过程中物体运 动的距离s可通过运动
2、纸带测出，我们即可算出合外力做的功 (W_)另一方面，此过程中物体动能的变化量为 Ek_.通过比较W和Ek的值，就可以找出两者之 间的关系答案：1等于2平均速度 高考总复习物理要点深化1实验目的(1)通过实验，探究功与物体速度变化的关系(2)了解探究功与物体速度变化关系的原理2实验原理实验装置如上图所示，在砝码盘中加放砝码并释放砝码 盘，木块将在砝码盘对它的拉力及长木板对它的摩擦力作用 下做匀加速运动在纸带记录的物体运动的匀加速阶段，适 当间隔地取两个点A、B.只要取计算一小段位移的平均速度即 可确定A、B两点各自的速度vA、vB，再数出A、B两点的时 间间隔t，高考总复习物理根据a 算出加速
3、度a，根据牛顿第二定律F合ma 算出F合，在这段过程中物体运动的距离s可通过运动纸带测出 ，我们可即算出合外力做的功另一方面，此过程中物体动能的变化量为 通 过比较W和Ek的值，就可以找出两者之间的关系在木块运动到长木板的中间位置时，用手托住砝码盘， 砝码盘不再对木块有拉力木块将在长木板的摩擦力作用下 做匀减速运动，外力对物体做负功同样的，我们在纸带记 录的物体运动的匀减速阶段取两个有一定间隔的点C、D，测 出各自的速度vC、vD，高考总复习物理根据 求出加速度a，进而求出合外力F合，并算出外 力所做的功W，另一方面，物体动能的变化为 比较W和Ek的值，寻找两者的关系 3实验器材长木板(一端带
4、滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线 、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平4实验步骤及数据处理(1)用天平测出木块的质量把器材按图装置好纸带固 定在木块中间的方孔内(2)把木块放在打点计时器附近，用手按住往砝码盘中 加砝码接通打点计时器电源，让它工作放开木块，让它做 加速运动当木块运动到木板中点时，用手托住砝码盘，让木 块在木板摩擦力作用下做减速运动当木块到达定滑轮处(或 静止)时，断开电源高考总复习物理(3)取下纸带，在纸带上反映物体加速运动和减速运动的两 部分点迹中较理想的一段，如下图所示，分别各取两点(其间点 迹数不少于9点)量出sA、sB、sC、sD和sAB、sCD.由sA、sB、
5、sC、 sD及相应的时间间隔t(如0.08秒)，算出vA、vB，利用vA、vB和A 、B间的时间间隔tAB求出A、B间木块运动的加速度aAB；同法 求出aCD.则木块质量m与aAB、aCD的乘积分别表示在AB段和CD 段木块受的合力(4)根据实验结果填好下表，看W与Ek是否相等.高考总复习物理加速阶段减速阶段 物体的质量(kg)m_m_ 计数点附近的位移(m)sA_， sB_.sC_， sD_. 各计数点处的速度(m/s)vA_， vB_.vC_， vD_. 两记数点间的时间间 隔 (s)tAB_tCD_运动的加速度(m/s2)aAB_aCD_ 木块受的合力ma(N)FAB_FCD_ 计数点间
6、的位移(m)sAB_sCD_ 合外力的功W(J)W1_W2_ 木块的动能增量Ek(J)Ek1 _Ek2_高考总复习物理(5)重新取计数点，重复步骤(3)和(4)，再验证一次5误差分析(1)木块与桌面的粗糙程度不固定造成实验的误差(2)利用打点计时器上打出的纸带读位移或计算速度时，测量不准确带来误差高考总复习物理高考总复习物理题型一 实验原理探究 在“探究动能定理”的实验中，某同学按下列步骤进行 ：把实验器材按下图安装好高考总复习物理把木块放在打点计时器附近，用手按住往砝码盘中加砝码 接通打点计时器电源，待其正常工作后放开木块，让它做匀 加速运动当木块运动到木板长的1/2左右时，用手托住砝码盘
7、，让木块在摩擦力作用下做匀减速运动当木块到达定滑轮处( 或静止)时，断开电源取下纸带，在纸带上反映物体加速运动和减速运动的两部分 点迹中较理想的一段，分别各取两点(其间点迹数不少于9点)， 如图所示采集数据，利用纸带上提供的信息分析，得出结论高考总复习物理问题：(1)实验中需不需要用天平测出木块质量m的具体 数值？ _ _.(2)利用纸带上提供的信息进行分析时，若以A点为中 间时刻，量出包含A点的一小段时间t(如0.08s)内的位移为SA ，则vA_，同理可确定vB_.设从A至B的时间 为tAB，在木块加速过程中，加速度aAB_.木块所受 的合外力为FAB_.测量A、B间的位移SAB，试写 出
8、木块加速过程中外力做功与动能变化的可能关系式： _ _.高考总复习物理答案：(1)需要点评：实验原理探究，就是选择题给的装置探究物理关 系或利用题给设备科学分析测量物理量可能依据的原理，同 时进行实验设计的试题本题一定要掌握本实验的来龙去脉 ，才能对上述要求进行填空高考总复习物理题型训练 1上例中，假设在减速阶段也符合动能定理，试由纸带上 的信息写出计算木块与桌面间的动摩擦因数的表达式：答案：高考总复习物理题型二 利用橡皮筋做功探究动能定理如下图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功 和物体速度变化的关系”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，橡皮筋对小车做
9、的功记 为W. 当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行 第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放 . 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出高考总复习物理(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 _；(2)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 _ _；(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了 测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测 量；(4)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次 实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；高考总复习物理橡皮筋 做的功10个间隔 的距离 S(m)10个间隔 的时间 T(s)小车获得 的速
10、度 vn(m/s)小车速度 的平方 v(m/s)2 1W0.2000.2 20.2800.2 30.3400.2 40.4000.2 50.4500.2高考总复习物理(5)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的 关系应是Wn_. 请你运用数据表中测定的数据在下图 所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；(6)若在实验中你做出的图线与理论的推测不完全一 致，你处理这种情况的做法是：_高考总复习物理答案：(1)刻度尺 (2)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦 力 (3)点距均匀 (4)2W 3W 4W 5W(5)v2n 图象如下图所示：(6)分析误差来源或改进试验方案或测量手段，重
11、新进行试验高考总复习物理题型训练2在用如下图所示的装置做“探究动能定理”的实验中 ，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加速过程中获得的平 均速度高考总复习物理解析：因为条数增大到N条，当橡皮筋 被拉至同样的长度时，做功也增大到NW；若填成“长度”是错误的，因为长度成倍增 大，但夹角变了，力不是成倍增大，故无法 确定功；速度也不能填“平均”速度，因为 动能定理中做功对应的是动能的瞬时值，针 对其变化量改变橡皮筋的长度会改变两个拉 力
12、的夹角，这样无法确定后来拉力做的功答案：AC高考总复习物理题型三 利用自由落体探究动能定理物体在空中下落的过程中，重力 做正功，物体的动能越来越大，为了“ 探究重力做功和物体动能变化的定量关 系”，我们提供了如图所示的实验装置 (1)某同学根据所学的知识结合右 图设计一个本实验情景的命题：如图如示，质量为m的小球在重力 mg作用下从开始端自由下落至光电门 发生的_，通过光电门时的_ ，试探究重力做的功_与小球动能 变化量_的定量关系高考总复习物理请在空格处填写物理量的名称和对应符号；在 空格处填写数学表达式(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字用天平测定小球的质量为0.50 kg；
13、用游标尺测出小球的直径为10.0 mm；用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.80 cm；电磁铁先通电，让小球吸在开始端；电磁铁断电时，小球自由下落；在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电 门所用时间为2.50103s，由此可算得小球经过光电门的速 度为_m/s.高考总复习物理计算得出重力做的功为_J，小球动能变化量为 _J(g取9.8 m/s2，结果保留三位数字)(3)试根据(2)下好本实验的结论：_解析：(1)中根据动能定理的思想去填空；(2)中采用极 限思维法去计算速度，再结合以上公式计算，因小球直径 对计算的影响很小，故没有考虑结果也正确(3)的结论下 成重力做的功与物
14、体动能的变化量成正比也可答案：(1)位移s 瞬时速度v mgs (2)4.0 4.01 4.00 (3)在误差允许范围内，重力做的功等于物体 动能的变化量高考总复习物理题型训练3某同学在探究功与物体速度 变化的关系实验中，设计了如图甲 所示的实验将纸带固定在重物上 ，让纸带穿过打点计时器先用手 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，O点为计时器打下的 第1个点，该同学对数据进行了下列 处理：取OAABBC，并根据纸 带算出了A、B、C三点的速度分别 为vA0.12 m/s，vB0.17 m/s，vC 0
