2015届高三物理大一轮复习：实验五探究动能定理

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1、实验五　探究动能定理误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差．3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差．注意事项1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角．2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的．3．规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功

2、为单位即可，不必计算出具体数值热点一　对实验原理的理解【典例1】“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出．图1(1)关于该实验，下列说法正确的是________．A．打点计时器可以用干电池供电B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋

3、做的功W，依次作出W－vm、W－v、W－v，W2－vm、W3－vm……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系．(2)如图2所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB＝1.48cm，BC＝1.60cm，CD＝1.62cm，DE＝1.62cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s.(结果保留两位有效数字)图2答案(1)CD(2)0.81【跟踪短训】1．[2013·福建卷，19(1)]在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如

4、图3)：图3①下列说法哪一项是正确的________．(填选项前字母)A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②图4是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为______________m/s(保留三位有效数字)．图4答案①C②0.653热点二　实验数据处理【典例2】如图5所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡皮筋做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

5、出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做功记为W.当用2条、3条、…、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、第n次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图6甲为某次实验中打出的纸带．图5(1)除了图中已给出的实验器材和电源外，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分布并不都是均匀的，为了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的____

6、____________部分进行测量．(4)下面是本实验的数据记录及数据处理表.从理论上讲，橡皮筋做的功Wn与物体获得的速度vn之间的关系是Wn∝________，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象，以验证理论的正确性．物理量数据实验次数橡皮筋做的功Wn(J)10个间隔均匀的点的距离s(m)10个间隔均匀的点的时间T(s)小车获得的末速度vn(m/s)小车获得的末速度的平方v(m2/s2)1W1＝W0.2000.21.001.002W1＝2W0.2820.21.411.993W3＝3W0.3000.21.502.254W4＝4W0.40

7、00.22.004.005W5＝5W0.4580.22.245.02乙图6解析(1)要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计数点间的距离，除了题图甲中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材是刻度尺．(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力．图7点迹x/cmΔv2/(m2·s－2)0——11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23(1)请以Δv2为纵坐标，以x为横坐标在坐标图8中作出Δv2－x图象．若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所

8、受合力的大小为________N.图8(2)若该同学通过计算发现小