必修實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理

1、必修實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理第1頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系2通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系第2頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)原理1不是直接測(cè)量對(duì)小車做功，而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車做功W、2W、3W、.第3頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三2由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出這樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)第4頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分

2、，星期三3以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo),小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出Wv曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系第5頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)器材小車(前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長(zhǎng)木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源)、56條相同規(guī)格的橡皮筋、刻度尺第6頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)步驟1按圖551所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好同時(shí)平衡摩擦力圖551過(guò)程分析導(dǎo)引第7頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三2先用一

3、條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格3用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為W2，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格第8頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三4用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速度,記入表格.橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t/s速度v/(ms1)速度平方v2/(m2s2)第9頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)分析第10頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖552(2)數(shù)據(jù)記錄：把計(jì)算出

4、的速度填入上表中并算出v2值第11頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(3)數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上(如圖553)畫出Wv和Wv2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)第12頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖553第13頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系Wv2.第14頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三誤差分析1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比2沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差第15頁(yè)，共49

5、頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差第16頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三注意事項(xiàng)1平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角第17頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的部分3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值4小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一

6、些第18頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)速度可以使用速度傳感器直接采集，比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便快捷且誤差較??；小車受到的外力也可以用拉力傳感器采集以便于直接計(jì)算出合外力做功的大小；另外可以把長(zhǎng)木板換成氣墊導(dǎo)軌，省略平衡摩擦力的操作步驟，達(dá)到簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程的目的第19頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)典例探究實(shí)驗(yàn)原理及誤差分析例1 探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖554所示，實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下：第20頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖554第21頁(yè)，共49頁(yè)，2022年

7、，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W；(2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3；(3)作出Wv草圖；第22頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三第23頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三A.本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、所采用的方法是選用同樣的橡皮筋,并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致.當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W第24頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月

8、20日，10點(diǎn)15分，星期三B小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小第25頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算第26頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三【解析】放開(kāi)小車之后，小車在橡皮筋的作用下開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)本實(shí)驗(yàn)中測(cè)的速度是小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，而不是整個(gè)過(guò)程的平均速度，因此研究紙帶上打下的點(diǎn)

9、一定是那些均勻分布的點(diǎn)【答案】D第27頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例2 某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”如圖555所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水第28頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的速度大小，小車中可以放置砝碼第29頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖555第30頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分

10、，星期三(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；第31頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過(guò)A、B時(shí)的速度；在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作第32頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三第33頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(3)根據(jù)下表，請(qǐng)?jiān)趫D556中的方格紙上作出EW圖線第34頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三次數(shù)M/kgE/JF/NW/J10.

11、5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43數(shù)據(jù)記錄表第35頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖556第36頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三第37頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三第38頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三【答案】(1)小車接通電源后釋放小車改變鉤碼數(shù)量(2)0.6000.610(3)如圖557圖557第

12、39頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新例3第40頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三感器(用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度)在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的示數(shù)就行了，大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議第41頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三圖558第42頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體質(zhì)量的理由是什么？(2)讓物體分別從不同高度無(wú)初速度釋放，測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3

13、、L4,讀出物體每次通過(guò)速度傳感器Q的速度v1、v2、v3、v4，并繪制了如圖乙所示第43頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三的Lv圖象根據(jù)繪制出的Lv圖象，若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出()第44頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(3)本實(shí)驗(yàn)中,木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？第45頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星期三(2)由于題圖乙是關(guān)于“Lv”的圖象,該圖象為曲線，不便于直觀地看出L和v的變化關(guān)系，所以下一步應(yīng)作出“Lv2”圖象，應(yīng)選A.第46頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)15分，星