（課堂設(shè)計(jì)）2014-2015高中物理 4.4.2 研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系每課一練 教科版必修

1、第2課時(shí)研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系一、選擇題1在利用自由落體運(yùn)動(dòng)“探究物體做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量需要用工具直接測量的有()A重錘的質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度2在做“探究物體做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)重力做的功總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A選用的重錘質(zhì)量過大B選用的重錘質(zhì)量過小C空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不精細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確二、非選擇題3在“探究物體做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置已安裝完畢，請(qǐng)完成如下實(shí)驗(yàn)操作：(1)將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的_，紙帶下端固定在重錘

2、上，上端用手提住，紙帶不與限位孔接觸(2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源使它工作，讓紙帶從_狀態(tài)開始釋放，計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)(3)更換紙帶重復(fù)進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn)，從打出的幾條紙帶中挑選第1、2點(diǎn)距離接近_mm、并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行下面的測量(4)取紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記為O，在第1個(gè)點(diǎn)后距離較遠(yuǎn)處任意選取一點(diǎn)P，記P點(diǎn)為n，用刻度尺測出_的距離h.(5)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源頻率為50 Hz，則打點(diǎn)間隔時(shí)間為_s根據(jù)公式_計(jì)算出P點(diǎn)的速度v.(6)由上面的h和v分別計(jì)算_和_，看兩者_(dá)(7)在其他紙帶上再另選幾個(gè)點(diǎn)，重復(fù)步驟(4)、(5)、(6)4在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究“物體做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，

3、如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清晰，可舍去前面的比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)較為清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證，如圖1所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)間的間距已量出并標(biāo)在紙帶上，所用交流電的頻率為50 Hz，重物的質(zhì)量為m kg.圖1(1)打A點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vA_，重物動(dòng)能EkA_.(2)打F點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vF_，重物動(dòng)能EkF_(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自打下A點(diǎn)開始到打出F點(diǎn)，重物重力做的功為_，動(dòng)能的增加量為_(4)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重物從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)的過程中，得到的結(jié)論是_1 / 4_.5質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄下運(yùn)動(dòng)過程

4、，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源，如圖2所示，紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時(shí)打點(diǎn)的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm，重力加速度為9.8 m/s2，則圖2圖3(1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)速度并填入下表計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF速度(m·s1)(2)求出物體下落時(shí)從O點(diǎn)到圖中各點(diǎn)過程中重力所做的功.計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF功(J)(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖3中作出重力做的功與速度的相關(guān)量之間的關(guān)系圖圖中縱坐標(biāo)表示_，橫坐標(biāo)表示_，由

5、圖可得重力所做的功與_成_關(guān)系第2課時(shí)研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系1C2.C3(1)限位孔并在復(fù)寫紙下面經(jīng)過(2)靜止(3)2(4)O點(diǎn)到P點(diǎn)(5)0.02(6)重錘重力做的功WGmgh重錘動(dòng)能增加量Ekmv2是否近似相等解析為了在紙帶上留下清晰的點(diǎn)，(1)中應(yīng)填“限位孔并在復(fù)寫紙下面經(jīng)過”；在數(shù)據(jù)處理中需測量物體的下落高度，所以必須保證物體(紙帶)從“靜止”狀態(tài)開始釋放；開始下落的前兩個(gè)點(diǎn)間距離應(yīng)滿足hgT2×10 m/s2×(0.02 s)22 mm.所以(3)中應(yīng)填“2”；在計(jì)算下落過程中外力做功時(shí)需找到下落高度，即應(yīng)測出O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離h；由于交流電源的頻率為50

6、 Hz，則打點(diǎn)間隔為 s即0.02 s，測P點(diǎn)速度時(shí)，應(yīng)根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間的平均速度即為中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即v求得；在驗(yàn)證時(shí)應(yīng)計(jì)算出外力的功即重力做功mgh和下落對(duì)應(yīng)高度獲得的動(dòng)能mv2，然后看二者在誤差允許范圍內(nèi)是否相等4(1)1.30 m/s0.85m J(2)2.28 m/s2.60m J(3)1.75m J1.75m J(4)見解析解析本題考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理問題重物在各點(diǎn)的速度可由前后相鄰的兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度計(jì)算，再由Ekmv2計(jì)算出其動(dòng)能；測出相對(duì)應(yīng)的物體下落的高度h，便可求出重力的功，然后比較，便可得出本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論(1)vA m/s1.30 m/sEkAmvm×

7、1.32 J0.85 m J.(2)vF m/s2.28 m/sEkFmvm×2.282 J2.60m J.(3)WGmghAFm×9.8×(2.793.193.583.974.37)×102J1.75m J.EkEkFEkA2.60 m J0.85m J1.75m J(4)因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)WGEk，即重力做的功等于物體動(dòng)能的變化5(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)如下圖所示重力做的功WG速度的平方v2速度的平方v2正比解析(1)各點(diǎn)速度由公式v，求出vB m/s1.18 m/s同理vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，vE2.35 m/s，vF2.74 m/s