2020版高考物理一轮复习第5章实验5探究动能定理教学案新人教版

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1、实验五　探究动能定理1．实验目的(1)探究外力对物体做的功与物体速度变化的关系。(2)通过实验数据分析，总结出外力对物体做的功与物体速度的二次方成正比关系。2．实验原理(1)不是直接测量橡皮筋对小车做的功，而是通过改变橡皮筋条数确定橡皮筋对小车做的功W、2W、3W…(2)由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据。(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出Wv或Wv2图象。分析图象，可以得知橡皮筋对

2、小车做的功与小车获得的速度的定量关系。3．实验器材小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、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(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条规格相同的橡皮筋、刻度尺。4．实验步骤(1)按原理图将仪器安装好。(2)平衡摩擦力：在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止。(3)先用1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v1，设此时橡皮

3、筯对小车做的功为W，将这一组数据记入表格。(4)用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为2W，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格。(5)用3条、4条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格。5．注意事项(1)平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法：使小车连着纸带并接通电源，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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角。(2)选点测速：测小车的速度时，纸带上的点应选均

4、匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的部分。(3)橡皮筋的选择：橡皮筋应选规格一样的。力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。(4)先后顺序：开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再释放小车。(5)小车的选择：小车质量应适当大一些，使纸带上打的点多一些。考点一

5、实验原理与操作本实验原理与操作主要有三个环节(1)平衡摩擦力本实验要测量合力对小车做的功，通过平衡摩擦力，使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功。(2)功的测量本实验没有直接测量功的数值，通过改变橡皮筋条数改变弹力

6、做功，为保证橡皮筋对小车做的功与橡皮筋的条数成正比，必须使小车从同一位置由静止释放，使每次橡皮筋的伸长、小车的位移相同。(3)小车获得的速度本实验要测量的速度是橡皮筋做功结束时的速度，即小车做匀速运动的速度，应选用纸带上打点均匀的部分。1．如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题：(1)长木板稍微倾斜的目的是______________________，对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上____________；实验时，小车每次要被拉到________(选填“

7、不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的____________。(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(选填“A—F”或“F－I”)部分进行测量，速度大小为________m/s。(3)用图象法探究做功与物体速度变化的关系：分别试着画出W与v、W与v2、W与v3等之间关系的图象，有的是直线关系，有的是曲线关系，应找出图象是________(选填“直线”或“曲线”)的那一组，

8、从而确定功与速度的关系。解析：(1)实验中为了克服摩擦力的影响，要将放置打点计时器的一端适当垫高，使重力沿平行木板方向的分力与小车受到的摩擦力相抵消。实验时，通过改变橡皮筋的条数，来改变对小车的做功值，为了使橡皮筋对小车做的功与其条数成正比，应将小车每次拉到同一位置由静止释放。(2)小车的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度，此时小车做匀速直线运动，故应选F－I段。速度大小v＝m/s＝0.76m/s。(3)图象是直线才能直观地判断规律。答案：(1)用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力　匀速下滑　同一　橡皮筋

9、的条数　(2)F－I　0.76　(3)直线2．某实验小组用如图甲所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把沙和沙桶的总重力作为小车受到的合外力。甲(1)为了使实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下列做法必要的是________。A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B．实验操作时要先释放小车，后接通电源C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证沙和