2018年高考物理复习12-1-5

【解题法】
解决“探究动能定理”实验时注意以下几点
(1)正确理解实验原理，不同实验方法测量的量不同，但均是对比外力做功与动能变化的数值。 (2)要善于将类似实验方法进行迁移， 如本实验中“将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功”与验证牛 顿第二定律中钩码重力、拉力类似。
命题法 2 典例 2
实验数据的处理及误差分析 如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图
(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的 点，选取时间间隔为 0.1 s 的相邻计数点 A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为 0.2 N，小车的 质量为 0.2 kg。
请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 ΔEk， 补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。
命题法 1 典例 1
实验原理与操作 如图甲所示，某组同学借用“探究 a 与 F、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操
作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出 匀速直线 运动。 的纸带判断小车是否做______________
3.数据处理：在坐标纸上(如图所示)画出 Wv 或 Wv2 图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。
4．实验结论：从图象分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为 W∝v2。
二、误差分析
三、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，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的部分。
高考物理
专题十二
实验与探究
考点一
力学实验
实验五
探究动能定理
撬点· 基础点 重难点
基础点 1.实验装置图
2．实验目的 (1)探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。 (2)通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系。
3．实验原理 (1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功为 W。 (2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功应为 2W。 (3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功应为 3W。 (4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，由图象可以确定速度变化与功的关系。 4．实验器材 小车(前面带小钩)、100～200 g 砝码、长木板(在两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器、纸 带、学生电源(使用电火花计时器时不用学生电源)、导线、5～6 条等长的橡皮筋、刻度尺。
5．实验步骤 (1)按如图所示将实验仪器安装好。
(2)平衡摩擦力：在长木板的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，设此时橡皮筋对小车做的功 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。
撬法· 命题法 解题法
[考法综述]
本实验属高考相对冷点， 但因涉及利用图象法处理实验数据， 未来高考可能还会涉及，
且可能向原理的创新、方法的拓展方向发展，难度相对较低。复习本实验时应掌握以下几点： 1 种方法——数据处理方法 1 种思维——倍数思维，几根橡皮筋就是一根橡皮筋做功的几倍 2 种操作——打点计时器使用操作方法，平衡摩擦力操作
重难点 一、数据处理 1．测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做的功和小车速度的关系，需要 测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量：A1、A2 间的距离 x x，小车速度的表达式是 v＝T(T 为打点计时器打点的时间间隔)。
2．记录实验数据：把计算出的速度填入表格中并算出 v2 的值。
0.1115
0.1105
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 W＝ΔEk，与理论推导结果一致。
0.015 (3)实验前已测得托盘的质量为 7.7×10－3 kg， 实验时该/s2，结果保留至小数点后第三位)。
[解析] (1)为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车， xOG－xOE ＝ 2T
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，而是看是一根橡皮筋的多少倍，简化数据的测量和处理。 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．数据的处理：通过图象处理数据。我们无法直接由一些数据得出规律性的结论，故借助于图象分 析，而最容易想到的是 W 和 v 的关系，但得到的图象无法下结论，故再作 Wv2 图象，进而得出结论。 6．本实验中物体的初速度为零。 四、实验改进 1．本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小。 2．可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的操作步骤，达到简化实验过程的目的。
使小车做匀速直线运动。 (2)拉力做的功为 W＝FxOF＝0.2 N×0.5575 m＝0.1115 J，F 点的瞬时速度为 vF＝
0.6677 m－0.4575 m 1 1 2 ＝1.051 m/s，故 F 点的动能为 EkF＝ mv2 F＝ ×0.2×1.051 J＝0.1105 J。 2 2 2×0.1 s 1 (3)托盘和砝码整体受重力和拉力，从 O 到 F 过程运用动能定理有(m＋m0)gxOF＝ (M＋m＋m0)v2 F，代 2 入数据解得 m＝0.015 kg。