名校系列实验五探究动能定理（教学案）-2019年高考物理一轮复习精品资料word版含解析

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1、1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.2.体会探究过程和所使用的方法.重点知识梳理【实验目的】1.通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系.2.通过分析实验数据，总结岀做功与物体速度的平方的正比例关系.【实验原理】探究功与速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.【实验器材】小车（前面带小

2、钩）、100g〜200g祛码、长木板（两侧适当的对称位置钉两个铁钉），打点计时器及纸带、学生电源及导线（使用电火花计时器则不用学生电源）、5〜6条等长的橡皮筋、刻度尺.【实验步骤】1.按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力.2.先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度川，设此时橡皮筋对小车做的功为的，将这一组数据记入表格.3.用2条橡皮筋做实验，实验屮橡皮筋拉伸的长度与笫一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为“2,测出小车获得的速度吃，将数据记入表格.4.用3条、4条……橡皮筋做实验，用

3、同样的方法测出功和速度，记入表格.【数据处理】先对测量数据进行估计，或者作个w—卩草图，大致判断两个量可能是什么关系.如果认为可能是炉吃,对于每一个速度值算出它的二次方，然后以用为纵坐标、吃为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一条直线，说明两者关系真的就是F-吃.【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"'与橡皮筋的条数不成止比.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.利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带來误差.【注意事项】1.平衡摩擦力很关键

4、，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，由打点计时器丿打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板一个合适的倾角.2.测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点.3.橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值.这是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思想和手段.(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)高频考点突破高频热点一实验原理及数据

5、处理【例1】如图1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出，沿木板滑行的情形。这时，橡皮筋对小车做功记为"；当用2条、3条、…、77条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、第〃次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。小车每次实验屮获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图2甲为某次实验屮打出的纸带。—rz图1(1)除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有0(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

6、)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，应选用纸带的部分进行测量。(1)下面是本实验的数据记录及数据处理表。实验次数物理橡皮筋做飞勺功必（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As）小车获得的末速度/s）小车获得的末速度的平方记（m2/s2）1爪=W0.2000.21.001.002必=2〃0.2820.21.411.993风=3*0.3000.21.502.254禰=4倂0.4000.22.004.005届=5〃0.4580.22.245.02,请

7、你运用表中的数据从理论上讲，橡皮筋做的功他与物体获得的速度兀之I'可的关系是時在如图乙所示的坐标系中作出相应的图彖，以验证理论的正确性。乙图2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，除了题图中己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揀力。（3）小车最终做匀速运动，因此应选用相邻两计数点间隔相等的部分。（4）根据动能定理可知，从理论上讲，橡皮筋做的功氐与物体获得的速度必之间

8、的关系杲叱必臥礼为纵坐标，以劭横坐标，用描点作图法作图，图象是过原点的直线，说明答案（1）刻度尺（2）把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩揀力G）每相邻两点之间距离相等（或点分布均匀）（4）记图象如图所示【变式训练】“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图3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於当用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