2012高考物理一轮能力提升 5-5实验探究动能定理考点+重点+方法.doc

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1、第五课时实验：探究功与物体速度变化的关系验证机械能守恒定律一、探究功与物体速度变化的关系【实验目的】1．通过实验，探究功与物体速度变化的关系．2．了解探究功与物体速度变化关系的思路．3．学习利用图象法处理实验数据．【实验原理】如图所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么第2次、第3次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次的2倍、3倍……如果把第1次实验时橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2

2、W、3W.……由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由打点计时器打出的纸带测出，这样进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．【实验步骤】1．按上图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板略微倾斜，作为补偿．2.先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理清纸带，接通电源，放开小车．3.换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次··…实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同．4.由纸带算出小车获得的速度，把各次实验获得的速度依次记人设计的表格中．5.对观测数据进行估计，

3、大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以护（或。、v3、石）为横坐标作图．【实验数据处理】在处理数据的时候，如果作出的功—速度曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W-v；如果不是直线，就需要根据测得的速度分别按v2、v3、……算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就是哪一种关系．二、验证机械能守恒定律【实验目的】1．进一步明确机械能的确切含义．2．验证机械能守恒定律【实验原理】-4-只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相

4、转化，但总的机械能守恒，利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h及计算出的瞬时速度v，从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量△P=mgh与物体动能的增加量△Ek=mv2/2相等思考1：实脸中为什么不必用天平测童重锤的质量？思考2：实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，能否用来验证机械能守恒定律？【实验步骤】1．把打点计时器按图安装在铁架台上，用导线将打点计时器与学生电源连接好．2．把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在

5、打点计时器附近．3．先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点．4．取下纸带，换上新的纸带重打几条（3-5条）．5．从打出的各纸带中挑出一条点迹清晰且第1，2两打点间距离接近2mm的纸带，在第一个打点上标出O，并从稍靠后的某一点开始，依次标出1,2,3,……并量出各点到位置O的距离h1,h2,h3,……并记人表格中，6．用公式vn=v中计算出各点对应的瞬时速度v1,v2,v3,v4……，并记录在表格中．7．计算打各点时重力势能的减少量mgh和动能的增

6、加量喜mv2/2并进行比较，看是否相等，将计算数值代人表格中．重点突破知识点一探究功与物体速度变化关系注意事项1．木板要略微倾斜，以平衡摩擦力（即摩擦力与重力的下滑分力力平衡）。2．实验中使用的橡皮筋应该是完全相同的橡皮筋．3．实验时使用不同条数的橡皮条时，小车应拉到同一位置由静止释放。知识点二验证机械能守恒定律注意事项1．实验中打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2．实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落．3．打点计时器必须接50Hz交流

7、低压电源．-4-4．手提纸带上端时，释放纸带时，保证重锤下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点．5．为减小测量h值的相对误差，选取的各个记数点要离起始点远些．纸带也不宜过长，约40cm即可．6.选取的纸带最好使第1,2两点间的距离接近2mm并且点迹清晰．因为打点计时器每隔0.02s打一次点，自由落体运动在最初0.02s内下落的距离2mm。所以，纸带第1,2两点间的距离接近2mm,意味着纸带是在打第1个点的瞬间开始下落．【应用1】在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电

8、源的频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.0kg，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、第2两点间的距离分别为0.10cm、0.19cm和0.25cm,则可肯定（选填“甲”、“乙”、“丙”）在操作上有错误，错误是。导示:因为打点计时器每隔0.02s打一次点，自由落体运动在最初0.02s内下落的距离2mm。所以，纸带第1,2两点间的距离接近2mm。故操作有错误的上甲、丙，它们第1，2两个点间距与2mm相差太大。第1，2两