(新課標(biāo)安徽專版)《金版新學(xué)案》高三物理一輪復(fù)習(xí)-實(shí)驗(yàn)：探究動能定理課件

第4講實(shí)驗(yàn)(shíyàn)五探究動能定理第一頁，共38頁。第4講實(shí)驗(yàn)(shíyàn)五探究動能定理第一頁，共38頁1．通過實(shí)驗(yàn)探究外力對物體做功(zuògōng)與物體速度的關(guān)系．2．通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功(zuògōng)與物體速度平方的正比關(guān)系．第二頁，共38頁。1．通過實(shí)驗(yàn)探究外力對物體做功(zuògōng)與物體速度的1．不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做功W、2W、3W、…….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)器測出，也可以用其他方法(fāngfǎ)測出．這樣，進(jìn)行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)．3．以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出W－v曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系．第三頁，共38頁。第三頁，共38頁。小車(前面帶小鉤)、100～200g砝碼、長木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ(duìchèn)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)、5～6條等長的橡皮筋、刻度尺．第四頁，共38頁。第四頁，共38頁。1．按如圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好．同時(shí)平衡摩擦力．2．先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)(cǐshí)橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．第五頁，共38頁。第五頁，共38頁。3．用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得(huòdé)的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格．第六頁，共38頁。3．用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，4．用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和速度，記入表格．5．分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．(1)測量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功(zuògōng)和小車速度的關(guān)系，需要測量彈力做功(zuògōng)結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動的速度，應(yīng)在紙帶上測量的物理量是(用字母表示)：A1、A2間的距離x，小車速度的表達(dá)式是(用測量的物理量表示)v＝(T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔)．第七頁，共38頁。4．用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和速度，(2)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)第八頁，共38頁。(2)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析(fēnxī)：在坐標(biāo)紙上(如下圖所示)畫出W－v和W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．第九頁，共38頁。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析(fēnxī)：在坐標(biāo)紙上(如下圖所(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體(wùtǐ)速度變化的關(guān)系W∝v2.第十頁，共38頁。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體(wùtǐ)速度變化的關(guān)系1．誤差的主要來源是橡皮筋的長度、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．沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大也會造成誤差．3．利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度(sùdù)時(shí)，測量不準(zhǔn)帶來誤差．第十一頁，共38頁。第十一頁，共38頁。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，找到木板一個(gè)合適的傾角．2．測小車速度時(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)動狀態(tài)的．3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格(guīgé)一樣的．力對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)多一些．第十二頁，共38頁。第十二頁，共38頁。 關(guān)于探究動能定理(dònɡnénɡdìnɡlǐ)的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是 ()A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致第十三頁，共38頁。第十三頁，共38頁。C．放小車的長木板(mùbǎn)應(yīng)該盡量使其水平D．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出第十四頁，共38頁。C．放小車的長木板(mùbǎn)應(yīng)該盡量使其水平第十四頁，【解析】本實(shí)驗(yàn)沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸(lāshēn)的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)；小車運(yùn)動中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確．【答案】D第十五頁，共38頁?！窘馕觥勘緦?shí)驗(yàn)沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要為了探究恒力作用時(shí)的動能定理，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到(dédào)下表所示幾組數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組123456v/(m·s－1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442第十六頁，共38頁。數(shù)據(jù)組123456v/(m·s－1)00.160.190.2(1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)(shùjù)，作出x－v圖象如下圖甲所示．觀察該圖象，該同學(xué)作出如下推理：根據(jù)x－v圖象大致是一條拋物線，可以猜想x可能與v2成正比．請?jiān)趫D乙所示坐標(biāo)紙上選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸作出圖線驗(yàn)證該同學(xué)的猜想．第十七頁，共38頁。(1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)(shùjù)，作出x－v圖象如下圖(2)根據(jù)你所作的圖象，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關(guān)系是________．【解析】(1)做出x－v2圖線如圖所示．(2)由圖可以(kěyǐ)看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比．即x∝v2.【答案】(1)見解析(2)x∝v2第十八頁，共38頁。(2)根據(jù)你所作的圖象，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)(tóngxué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：第十九頁，共38頁。第十九頁，共38頁。(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________________________________________________________________________．(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了(wèile)保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是____________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是________________________________________________________________________．第二十頁，共38頁。(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有第二十頁，共38頁。(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dàidòng)滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1<v2)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量)．第二十一頁，共38頁。(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶第二十二頁，共38頁。第二十二頁，共38頁?！敬鸢?dáàn)】(1)天平刻度尺(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力第二十三頁，共38頁。第二十三頁，共38頁。1．在用下圖所示裝置做“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法(shuōfǎ)正確的是 ()第二十四頁，共38頁。第二十四頁，共38頁。①通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值②通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值③通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定(cèdìng)小車加速過程中獲得的最大速度④通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定(cèdìng)小車加速過程中獲得的平均速度A．①③B．②③C．①④ D．②④第二十五頁，共38頁。①通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值第二十五頁，共38頁【解析】本題主要(zhǔyào)考查本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，考查考生的理解能力．實(shí)驗(yàn)通過增加橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功成倍增加，故①正確，②錯(cuò)誤．小車的速度對應(yīng)的是橡皮筋對小車做功完畢時(shí)的情形，故③正確，④錯(cuò)誤．所以選項(xiàng)A正確．【答案】A第二十六頁，共38頁?！窘馕觥勘绢}主要(zhǔyào)考查本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，考查2．如下圖所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于(guānyú)橡皮筋做的功，下列說法中正確的是 ()第二十七頁，共38頁。2．如下圖所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)A．橡皮筋做的功可以(kěyǐ)直接測量B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以(kěyǐ)使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加C．橡皮筋在小車運(yùn)動的全程中始終做功D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍第二十八頁，共38頁。A．橡皮筋做的功可以(kěyǐ)直接測量第二十八頁，共38頁【解析】橡皮筋的功等于橡皮筋所釋放的彈性勢能，但無法直接(zhíjiē)測量，橡皮筋的條數(shù)成倍增加，彈性勢能也會成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在釋放彈性勢能的一段時(shí)間內(nèi)才做功，故A、C錯(cuò)，B對；橡皮筋的彈性勢能與形變量的平方成正比，當(dāng)拉伸為原來的兩倍時(shí)，功變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯(cuò)．【答案】B第二十九頁，共38頁。【解析】橡皮筋的功等于橡皮筋所釋放的彈性勢能，但無法直接(3．在“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)是用下面的方法和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的：放在長木板上的小車，由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運(yùn)動，小車?yán)瓌庸潭ㄔ谒厦娴募垘?，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列(xiàliè)說法中不正確的是 ()第三十頁，共38頁。第三十頁，共38頁。A．長木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動中受到的阻力B．重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然用到橡皮筋的條數(shù)(tiáoshù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同C．利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計(jì)算D．利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算【答案】C第三十一頁，共38頁。A．長木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動中受到的阻力第三十一頁，4．(2009年安徽)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……；(2)分析打點(diǎn)(dǎdiɑn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、……；(3)作出W－v草圖；第三十二頁，共38頁。4．(2009年安徽)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得(4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮(kǎolǜ)是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系．第三十三頁，共38頁。第三十三頁，共38頁。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是()A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、….所采用的方法是選用同樣(tóngyàng)的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對小車做的功為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)，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、……第三十四頁，共38頁。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是第三十四頁，共38頁B．小車運(yùn)動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當(dāng)(shìdàng)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，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小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)的距離來進(jìn)行計(jì)算【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的是探究橡皮筋做的功與小車獲得