高考物理必考实验精细精讲实验五探究动能定理学案

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1、实验五　探究动能定理目录课前预习·基础落实课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】探究外力做功与物体动能变化的关系。【实验原理】实验装置如图实Ⅴ－1所示，在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，小车将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速直线运动。在打出的纸带上适当间隔地取两个点A.B，用平均速度的方法确定出A.B两点速度vA.vB，求出此过程中物体动能的变化量为ΔEk，测量这段过程中物体运动的距离x，算出拉力做的功W，通过比较W和ΔEk的值，就可以找出两者之间的关系。【实验器材】长木板(一端带滑轮).刻度尺.打点计时器.纸带.导线.电源.小车.细线.砝码盘.砝

2、码.天平。【实验步骤】1.用天平测出小车质量及砝码盘的质量，记录小车的质量M及砝码盘的质量m。2.按图安装实验器材，只是不要挂砝码;要调整定滑轮的高度，使细线与木板平行。3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木块，并反复移动其位置，直到小车在斜面上匀速运动为止。4.挂上砝码(要使小车的质量远大于砝码的质量)，接通电源，放开小车，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带并标记使用的砝码质量。5.重复步骤4，打2～3条纸带。6.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤4.5，再做几次实验。【数据处理】从每次实验中选取点迹清晰的纸带，选取计数点A.B，进

3、行测量运算，填入下表:根据实验数据得出结论。【注意事项】1.砝码的质量要远小于小车的质量。2.平衡摩擦力时，不要加砝码，但应连接纸带且接通电源。3.小车所受的阻力f应包括小车受的摩擦力和打点计时器对小车后所拖纸带的摩擦力。4.小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源后再放手。#@【误差分析】1.实验的系统误差是绳对小车的拉力小于砝码的重力。2.平衡摩擦力不彻底或平衡过了也会造成误差。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。课堂互动·考点突破考点一　对实验原理的理解[例1]　(广州模拟)某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”

4、的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想:①W∝，②W∝v，③W∝v2。实验装置如图实Ⅴ－2甲所示，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的功记为W。当我们用2条.3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次.第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。(1)实验时为了使小车相当于只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是___________________;(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量;(

5、3)同学们设计了以下表格来记录数据。其中W1.W2.W3.W4…表示橡皮筋对小车做的功，v1.v2.v3.v4…表示小车每次获得的速度。他们根据实验数据绘制了如图乙所示的W－v图象，由图象形状得出结论W∝v2。他们的做法是否合适？请说明理由:__________________________。[解析]　(1)小车运动过程中要受到摩擦力等阻力的作用，为抵消阻力的作用，可将木板的一端适当垫高，设倾角为θ，只要满足F阻＝mgsinθ，便可认为小车只在橡皮筋作用下运动。(2)小车在橡皮筋作用下做加速运动，橡皮筋作用完后小车做匀速运动，此时纸带上的打点间距应是均匀

6、的。(3)因为W－v图象是曲线，不能确定W与v2的函数关系，所以不合适。[答案]　(1)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力(2)点距均匀(3)不合适。由曲线不能直接确定W.v2的函数关系，应进一步绘制W－v2图象[点评](1)实验中要通过倾斜木板平衡摩擦力，这与探究加速度与力.质量关系中平衡摩擦力的原因是一样的。#@(2)计算小车的速度时，应选纸带上点距均匀的部分进行测量。针对训练:(福建)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图实Ⅴ－3):(1)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

7、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)图实Ⅴ－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)。解析　(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，选项A错误;本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项B错误;实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确。(2)vB＝＝m/s＝

8、0.653m/s。答案　(1)C　(2)0.653考点二　实验数据