高考物理一轮复习第5章机械能实验5探究做功与物体速度变化的关系学案

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1、实验5　探究做功与物体速度变化的关系[考纲解读]　(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)体会探究的过程和所用的方法。实验原理为了探究功与速度变化的关系，需要测量功和初、末两个状态的速度。在方案一中，功的大小等于小车所受的合力与小车位移的乘积，当悬挂重物的质量远小于小车质量及小车所受的阻力已被平衡时，功的大小约等于重物重力与小车位移的乘积。在方案二中，不需要测量功的具体数值，分别用1根、2根、3根…相同的橡皮筋时，橡皮筋对小车做功的大小分别是W、2W、3W…。这两种方案中，小车获得的速度都可利用打点计时器测量，然后通过图象法找出功与速度

2、变化的关系。实验器材方案一：重物(小盘中放砝码或砂桶中盛砂)、打点计时器、小车、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、坐标纸、薄木板等。方案二：橡皮筋若干根(材质、长短、粗细均相同)、打点计时器、小车、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、铁钉、坐标纸等。实验步骤方案一：(1)用天平测出重物的质量m(m≪M车)，将数据记录在表中。(2)将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将长木板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后，恰能使小车拖着纸带在木板上做匀速运

3、动为止。(3)在小车前系好细线并通过滑轮挂上重物。将小车置于靠近打点计时器处。接通打点计时器电源，释放小车。(4)改变重物质量，重做上述实验。10(5)如图1所示，将纸带上的第一个点记为计数点O，再在纸带的后端选择连续的5个打印点分别记为计数点1、2、3、4、5。分别测出计数点1、2、3、4、5至计数点O的距离(即小车的位移l)，并利用打上点的纸带，测出打各计数点时小车的速度v，将实验数据记录在表中。图1(6)将计算得到的功W记录在表格中。(7)根据记录的W、v数据，在坐标纸上作出合适的图象。两次实验可以在同一坐标系中作出两条图线。(8)整理实验器材。方案二

4、：(1)将打点计时器固定在长木板的一端，纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将长木板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后，恰能使小车拖着纸带在长木板上匀速运动为止。(2)将橡皮筋的一端固定在长木板前端的铁钉上，另一端固定在小车前端的钩子上。将小车置于靠近打点计时器处，记下小车的位置。接通打点计时器的电源，释放小车。(3)用2根、3根、4根、5根相同的橡皮筋分别代替1根橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。(4)在上述实验中打出的5条纸带上分别找出小车近似做匀速运动的点，并分别求出匀速运动时的速度v

5、，将实验数据记录在表中。(5)根据记录的W、v数据，在坐标纸上作出合适的图象。(6)整理实验器材。注意事项1.平衡摩擦力很关键，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.测小车速度时，纸带上的点应选点迹均匀的部分，也就是选小车做匀速运动状态的部分。3.方案二中橡皮筋的功不需测量，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。方案一中需要利用绳拉力近似等于所挂钩码重力，然后乘以小车经过位移计算。4.小车质量应大一些，使纸带

6、上打的点多一些。5.方案一中要保证所挂钩码质量远远小于小车的质量。10热点一　教材原型实验【例1】　某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量“探究绳拉力做功与小车动能变化的关系”。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图2所示。图2(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有________________________________________________________。(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度

7、，使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)。A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：________________________________________________________________

8、__________________________