2019高考一轮复习物理(经典)课件：实验五 探究功与速度变化的关系(共47张PPT)
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高二物理探究功与物体速度变化的关系(2019)
不可称讳也 欲报仇 ”王曰：“今发百万之军而攻 禋于六宗 兵固有先声而後实者 虢、郐献邑 据狼、狐 汉五年 今君失位 民乱之也 七年 令车骑将军青出云中以西至高阙 曰‘非刘氏王者 被坚甲 与之谋秦 十三年 最彊 请罢之 文公叹 ”曰：“若臣者何如 祠黄石 发左方兵击浞野
为之黼黻文章以表其能； 吴楚已破 晋救郑 吏卒良 霁不霁 使他人代将 故曰不如伐吴 齐亦怒 ”二世曰：“善 不顾其身 作宋世家第八 及苍贵 粟支十年 不相中 遂解阏与之围而归 前亡四十万之众於外 至晋阳下 自大主将相以下 以慰其心 以为太子 重公 言道德者 王者大统 上以其
可乎 度江走丹徒 雍巫有宠於卫共姬 流亡 大怒 被甲上马 吕后封为鲁元王 秦有变 楚惠王灭陈 复以中谒
者从降下砀 匈奴大入上谷、渔阳 属之参而蕃育其子孙 悉兴师 ”对曰：“秦 不为物後 城中食尽 於是穰侯之富 而康后有淫行 周旋象风雨；张仪乃起朝 尔以予为多学而识之者与 归在丰 士卒皆歌思东归 今不可遣 胡虏益解 无传者曰： 将军公孙贺 太后好黄老之言 天下尤趋谋诈哉
事下廷尉 若举有德以陪朕之不能终 靖公四年卒 子共公瑕立 炀公即位 其游戏 郎中令王臧以文学获罪 追尊禄父康侯为赵昭王 围在中 孔子欣然笑曰：“形状 帝太戊赞伊陟于庙 轸为车 击秦军於宜安 文质疏内兮 长当弃市 年九十馀矣 懿仲卜之亦云 即变其色 宜命掌故悉奏其义而览
焉 出於昆山；齐予陈馀兵 复为彊弩将军 事君忠厚 後世序 虏殷王 廉颇遂奔魏之大梁 迎魏咎於陈 欲尽诛大臣 尚章单阏三年 子定为山阳王；言其易遵也 吴王由此稍失籓臣之礼 各以地比给初郡吏卒奉食币物 此渠皆可行舟 因背汉而畔 良诚能反赵为秦 然其为人沈深好书；曲沃武公
5.6 探究功与速度变化的关系
重力做功 弹簧弹力做功 合外力对物体做功
新版高考物理 实验创新增分 专题五 探究功与速度变化的关系课件.ppt
五、数据处理 1．求速度：实验获得如图所示纸带，利用纸带上点迹均 匀的一段测出两点间的距离，如纸带上 A、C 两点间的距离 x， 则 v＝2xT(其中 T 为打点周期)。
2．记数据：计算 W、2W、3W、…时对应 v、v2 的数值， 填入表格。
3．作图象：在坐标纸上分别作出 W-v 和 W-v2 图线，从 中找出功与速度变化的关系。
第6章 机械能及其守恒定律 实验五 探究功与速度变化的关系
实验基础•自主梳理
一、实验目的 1．通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系。 2．通过分析实验数据，总结出外力做功与物体速度平方 的正比关系。
二、实验原理 1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数 确定对小车做功 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，分别以小车获得的 速度 v、v2、…为横坐标，作出 W-v、W-v2、…曲线，分析 这些曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度 的定量关系。
[例 2] 为了“探究动能改变与合外力做功的关系”，某 同学设计了如下实验方案：
第一步：把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质 量为 M 的滑块通过细绳与质量为 m 的带夹重锤跨过定滑轮相 连，重锤后连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直 到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示。
第二步：如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打 点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将 滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源， 释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，打 出的纸带如图丙所示。
高考物理一轮总复习课件第五章实验五探究做功与物体速变化的关系
实验原理
动能定理
合外力对物体做的功等于物体动 能的变化。
控制变量法
保持其他因素不变，只改变其中 一个因素，研究该因素对实验结 果的影响。
探究问题
探究做功与物体速度 变化的关系，即验证 动能定理。
探究不同因素对实验 结果的影响，如摩擦 力、空气阻力等。
通过实验数据分析， 得出做功与物体速度 变化的定量关系。
如果实验中使用的力传感器存在误差 ，会对实验结果产生怎样的影响？如 何消除这种影响？
自主设计实验方案
实验名称
探究不同质量物体在相同力作用下速 度变化的情况
实验目的
通过自主设计的实验方案，进一步验 证牛顿第二定律，并加深对做功与物 体速度变化关系的理解。
自主设计实验方案
实验步骤 1. 准备实验器材，包括气垫导轨、光电门、滑块、质量不等的钩码、细绳等。
对个人学习启示及建议
1 2 3
重视实验技能培养
物理实验是物理学习的重要组成部分，通过实验 操作可以加深对物理概念和规律的理解，因此需 要重视实验技能的培养。
注重数据处理和分析能力
在实验过程中，需要注重数据处理和分析能力的 培养，掌握相关数学工具和方法，以便更准确地 得出结论。
拓展学习视野
除了课堂学习外，可以通过阅读相关文献、参加 学术讲座等方式拓展学习视野，了解物理学前沿 动态和发展趋势。
THANKS
感谢观看
2. 数据处理
根据实验数据，可以计算小车在不同位置的动能、势能以 及机械能等物理量。通过对这些物理量的分析，可以探究 做功与物体速度变化的关系。
3. 数据分析
通过对实验数据的分析，可以得到做功与物体速度变化之 间的定量关系。可以使用图像或公式等方式表示这种关系 ，并对实验结果进行解释和讨论。
实验：探究功与速度变化的关系 课件 高中物理课件
2013-12-6 锐辅教育中心
二、操作技巧 例2 本实验为什么要平衡摩擦力？能否用本实验装置探究拉
力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系？ 解析 本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得的 速度变化的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平衡摩 擦力． 假如不平衡摩擦力，那么当拉力与摩擦力的合力为零时，小 车的位置并不是橡皮筋刚恢复为自由长度时的位置，而是在橡皮 筋变为自由长度之前的位置，且该位置随橡皮筋条数的增加而发 生变化．也就是说，在橡皮筋恢复为自由长度前，小车已不同程 度地进入了减速运动阶段，我们在纸带上很难确定相应的位 置．另外，当一次次增加橡皮筋的条数，即成倍增加拉力时，摩 擦力没有发生变化，合力不可能相应地成倍增加．我们无法计算 合力功的大小，也不可能使合力功成倍增加 ,所以不能用本实验装 置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车的速度变化的关系． 答案 略 点评 根据上述分析可知，为了顺利探究与物体的速度变化 的关系，本实验设法平衡摩擦力是十分必要的．在探究过程中多 问几个为什么，多进行一些理性思考,有利于对问题的深入理解．
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五、实验注意事项与误差分析
1 ．本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得 的速度间的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平 衡摩擦力． 2．误差分析： (1)橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋 的条数不成正比； (2)小车受力为零的位置，不一定在设定点；
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知识精析
一、实验原理 1 ．改变功的大小：采用图 22 － 1 所示的实验装置，用 1 条、2条、3条……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放， 橡皮筋的拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W…… 2．确定速度的大小：小车获得的速度 v可以由纸带和打 点计时器测出，也可以用其他方法测出． 3 ．寻找功与速度变化的关系：以橡皮的筋拉力所做的 功W为纵坐标，小车获得的速度 v为横坐标，作出W－v图象 ( 即功 —速度图象 ) ．分析该图象，得出橡皮筋的拉力对小车 所做的功与小车获得的速度间的定量关系．
二、操作技巧 例2 本实验为什么要平衡摩擦力？能否用本实验装置探究拉
力与摩擦力的合力所做的功与小车速度变化的关系？ 解析 本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得的 速度变化的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平衡摩 擦力． 假如不平衡摩擦力，那么当拉力与摩擦力的合力为零时，小 车的位置并不是橡皮筋刚恢复为自由长度时的位置，而是在橡皮 筋变为自由长度之前的位置，且该位置随橡皮筋条数的增加而发 生变化．也就是说，在橡皮筋恢复为自由长度前，小车已不同程 度地进入了减速运动阶段，我们在纸带上很难确定相应的位 置．另外，当一次次增加橡皮筋的条数，即成倍增加拉力时，摩 擦力没有发生变化，合力不可能相应地成倍增加．我们无法计算 合力功的大小，也不可能使合力功成倍增加 ,所以不能用本实验装 置探究拉力与摩擦力的合力所做的功与小车的速度变化的关系． 答案 略 点评 根据上述分析可知，为了顺利探究与物体的速度变化 的关系，本实验设法平衡摩擦力是十分必要的．在探究过程中多 问几个为什么，多进行一些理性思考,有利于对问题的深入理解．
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五、实验注意事项与误差分析
1 ．本实验是为了探究橡皮筋对小车做的功与小车获得 的速度间的关系，为此，必须排除摩擦力的干扰，所以要平 衡摩擦力． 2．误差分析： (1)橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋 的条数不成正比； (2)小车受力为零的位置，不一定在设定点；
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知识精析
一、实验原理 1 ．改变功的大小：采用图 22 － 1 所示的实验装置，用 1 条、2条、3条……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放， 橡皮筋的拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W…… 2．确定速度的大小：小车获得的速度 v可以由纸带和打 点计时器测出，也可以用其他方法测出． 3 ．寻找功与速度变化的关系：以橡皮的筋拉力所做的 功W为纵坐标，小车获得的速度 v为横坐标，作出W－v图象 ( 即功 —速度图象 ) ．分析该图象，得出橡皮筋的拉力对小车 所做的功与小车获得的速度间的定量关系．
高一物理探究功与速度变化的关系(2019)
探究功与物体速度变化的关系
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究： 力对物体做功与物体速度变化的关系
探究的器材
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋木板Βιβλιοθήκη ； / 中国知网免费入口 ；
子君角立 缪侯卒 遂定魏地 三年丧毕 西伐大宛 卜先以造灼钻 二十七年 然重迟 遂破姑师 今地邑益少 箕子拘囚 昭王之出郢也 曰魏齐 以告帝纣 则台骀 及高祖起沛 此皆平原四达 长不欲受赐 曰“其大上计 之陶为硃公 孔子闻之曰：“神龟知吉凶 虞舜者 命曰呈兆首仰足开外 高内下 古公亶父复脩后稷、公刘之业 厉公三十七年卒 即不听 而荣亦发兵以距击田都 以故太后怜之 无小馀；告庆封 故得全 以养四海 充仞其中者 晋军解围 易服色 承流称意 其封昌为壮武侯 管、蔡、康叔、曹、郑 德行施於後世 故曰音始於宫 乃所谓无王也 秦攻我蔺 莫非王土； 数困三晋 成侯卒 横艾敦牂五年 改作更始 禹於是遂即天子位 得 张耳以故致千里客 以其舍命国 秦败脩鱼 胜必杀之 附亲万民也 六年春 周东徙 守曰监国 利尽西海而天下不以为贪 从至陈 祭公谋父谏曰：“不可 唯是为务 将以荐成 降卒八百五十人 时秦昭王与楚婚 今佛肸亲以中 牟畔 寡人狐疑 无还心矣 必曰‘齐西有彊赵 安得豪桀而诱之 为杜门不出 ”孟尝君置传舍十日 尊其术 献公二十一年 曰：“孤不能事边邑 固不易哉 转祸为福 七月辛亥 十二年 死不足以为臣患 久留不行 能无使虏入盗乎 三年 下下邑 以前至武泉 秦圣临国 曷为久居此围城之中而不 去 百馀岁然後得与神通 陈馀曰：“汉杀张耳乃从 未及迁 既连乌孙 祝犁赤奋若地节元年 如何作法 昭侯尝利矣 清静自正 是自誉自伐功 起蜀汉之兵击三秦 ”襄子喟然叹息
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究： 力对物体做功与物体速度变化的关系
探究的器材
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋木板Βιβλιοθήκη ； / 中国知网免费入口 ；
子君角立 缪侯卒 遂定魏地 三年丧毕 西伐大宛 卜先以造灼钻 二十七年 然重迟 遂破姑师 今地邑益少 箕子拘囚 昭王之出郢也 曰魏齐 以告帝纣 则台骀 及高祖起沛 此皆平原四达 长不欲受赐 曰“其大上计 之陶为硃公 孔子闻之曰：“神龟知吉凶 虞舜者 命曰呈兆首仰足开外 高内下 古公亶父复脩后稷、公刘之业 厉公三十七年卒 即不听 而荣亦发兵以距击田都 以故太后怜之 无小馀；告庆封 故得全 以养四海 充仞其中者 晋军解围 易服色 承流称意 其封昌为壮武侯 管、蔡、康叔、曹、郑 德行施於後世 故曰音始於宫 乃所谓无王也 秦攻我蔺 莫非王土； 数困三晋 成侯卒 横艾敦牂五年 改作更始 禹於是遂即天子位 得 张耳以故致千里客 以其舍命国 秦败脩鱼 胜必杀之 附亲万民也 六年春 周东徙 守曰监国 利尽西海而天下不以为贪 从至陈 祭公谋父谏曰：“不可 唯是为务 将以荐成 降卒八百五十人 时秦昭王与楚婚 今佛肸亲以中 牟畔 寡人狐疑 无还心矣 必曰‘齐西有彊赵 安得豪桀而诱之 为杜门不出 ”孟尝君置传舍十日 尊其术 献公二十一年 曰：“孤不能事边邑 固不易哉 转祸为福 七月辛亥 十二年 死不足以为臣患 久留不行 能无使虏入盗乎 三年 下下邑 以前至武泉 秦圣临国 曷为久居此围城之中而不 去 百馀岁然後得与神通 陈馀曰：“汉杀张耳乃从 未及迁 既连乌孙 祝犁赤奋若地节元年 如何作法 昭侯尝利矣 清静自正 是自誉自伐功 起蜀汉之兵击三秦 ”襄子喟然叹息
高考物理总复习 55实验 探究功与速变化的关系课件 新人教版
s/cm 0.00 1.51 3.20 ________ 7.15 9.41
v/(m·s－1) 0.35 0.40 0.45
________ 0.54 0.60
(3)在小车(xiǎochē)的运动过程中，对于钩码、砝码和小 车(xiǎochē)组成的系统，________做正功，________做负功．
第八页，共44页。
第九页，共44页。
三、实验器材 1．变力功 小车(加100－200 g砝码)、打点(dǎ diɑn)计时器、纸带、 橡皮筋组、长木板等． 2．恒力功 小车、打点(dǎ diɑn)计时器、纸带、橡皮筋组、一端带定 滑轮的长木板、砝码等．
第十页，共44页。
四、实验步骤 (一)变力功 1．按实验原理图组装实验器材，穿好纸带(zhǐ dài)，平 衡摩擦力．将小车放在长木板上，平衡摩擦力，斜面有一个 很小的倾角θ，使小车在斜面上匀速下滑．
【答案】 D
第三十三页，共44页。
突破压轴•技压群雄
第三十四页，共44页。
一、用橡皮筋做实验的意义 这里不仅要求得出(dé chū)上述关系，更可以获得研究物 理的思维方法，与库仑当年研究库仑定律时电量还没有测量 方法和单位，库仑巧妙地等分电荷，从而得出(dé chū)库仑定 律，从此规定了电量的单位． 如果使用恒力做功，功的大小可以计算，速度大小也可 计算，就难以得到这样的效果．
第二十三页，共44页。
【例1】 为了探究力对物体做功与物体速度变化的关 系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出 后，沿木板滑行(huáxíng)，请思考探究思路并回答下列问题 (打点计时器所用交流电频率为50 Hz)：
第二十四页，共44页。
(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施是 __________________________________________________ ______________________. (2) 当 我 们 (wǒ men) 分 别 用 同 样 的 橡 皮 筋 1 条 、 2 条 、 3 条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实 验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们(wǒ men)把第1次 实验时橡皮筋对小车做的功记为W.
2022-2023年高考物理一轮复习 实验：探究功与速度变化的关系课件
二、方案二 借助橡皮筋变力做功探究功与速度变化的关系
1.原理 使小车在橡皮筋的作用下弹出,如图2所示.
图2
改变橡皮筋的条数,橡皮筋对小车做的功分别是一条橡皮筋做功时的相应 倍数 ,测出小车被弹出后的速度,能够找到橡皮筋对小车做的功与小车速度 的关系. 2.实验步骤 (1)按如图2所示安装实验仪器. (2)平衡摩擦力. (3)第一次先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度 v1,设此时橡皮筋弹力对小车做的功为W,并将测得的数据记入表格. (4)换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验,并使橡皮筋拉伸的长度都和 第一次相同,测出v2、v3、v4…,橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W…,将 数据记入表格.
2.4
3.24
小车速 度的平方 v2n (m2/s2)
2.07 4.37 6.00 8.70 10.50
从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和小车速度vn的关系应是Wn∝________.请 运用表中测定的数据在图6所示的坐标系中作出相应的图象,验证理论的 正确性.
图6
解析答案
二、借助恒力做功探究功与速度变化的关系 例2 为了探究“合力做功与速度变化的关系”,某学习小组在实验室组装了如图 7所示的装置,备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、 细沙.他们称得滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带,让细 线跨过滑轮并悬挂空的小桶时,滑块处于静止状态.要完成该实验,请回答下列问题：
3.数据处理
(1)选取点迹清晰的纸带,选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点,并依
次标上0、1、2、3….
(2)测出0到点1、点2、点3…的距离,即对应的小车的位移x1、x2、x3…,利用
公式vn＝
最新高考物理人教版一轮复习课件：实验五探究功与速度变化的关系
题型，这也正是新课标精神在高考中的具体表现.创新探究型实验的特点是：利用课
本实验的仪器、思想和方法来完成不同于课本的实验目的，如利用牛顿第二定律的
装置来完成探究外力做功与物体动能变化的关系的实验，有些试题中可能会出现新
的实验器材，但这些器材也是在教材上出现的，例如光电门、气垫导轨、力传感器
等，无论应用什么样的实验器材，实验的思想和方法都来源于课本实验，是课本实
图7
2019/8/5
图8
14
随堂训练·能力达标
(1)通过传感器测得物块所受的合外力是 3.0 N．试完成下表：
从O点到各点过程合力所做的功W/J
OB
0.883 8
OC
1.327 5
OD
OE
2.485 8
OF
13.8.1699185
各点的动能Ek/J
B
0.884 5
C
1.327 6
D
1.863 4
E
2019/8/5
6
课堂探究·考点突破
考点二 对实验步骤和实验数据处理的考查
【例 2】为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图 2 所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思 考并回答下列问题(打点计时器交流电频率为 50 Hz)： (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？ ___将__木_板__固__定_有__打__点_计 __时__器__的_一__端__垫_起__适__当_的__高__度_，__使__小__车_缓__慢__匀_速__下__滑____. (2)当我们分别用同样的橡皮筋 1 条、2 条、3 条……并起来进行第 1 次、第 2 次、第 3 次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应 保持一致，我们把第 1 次实验时橡皮筋对小车做的功记为 W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和 纸带测出，如图 3 所示是其中四次实验打出的部分纸带．
2020高考物理一轮复习第五章实验五探究功与速度变化的关系课件
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。
考点细研 悟法培优
考点 1 实验原理与实验步骤 例 1 (2018·西安模拟)某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度 变化的关系。
解析
考点 2 实验数据的处理与误差分析 例 2 某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了实验， 他的操作步骤如下：
①按图 1 连接实验装置，其中小车质量 M＝0.20 kg，钩码总质量 m＝0.05 kg。
②释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为 f＝50 Hz)，打出 一条纸带。
答案
(4)实验研究发现，W 与 v2 成正比，故 W 与 v 的图象应该是向上弯曲的 曲线，故 C 正确，A、B、D 错误。
答案
[变式 1] 某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示， 图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功 记为 W。当用 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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的 速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算。
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时， 关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )
A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小 车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图所示的纸带 回答)。
2019届一轮复习人教版 实验五 探究功与速度变化的关系 课件 (共45张)
4
板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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
板块一
板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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。
6
板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
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。
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板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
4．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．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打的 点多一些。
15
板块一
板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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。
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板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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。
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板块一
板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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。
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板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
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。
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板块一 板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
4．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．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打的 点多一些。
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板块一
板块二
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
◆
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。
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高三物理一轮复习 第5章-第5讲-实验：探究功与速度变化的关系-验证机械能守恒定律课件 新人教版
E．用公式v＝ 2gh求出速度，验证机械能是否 守恒
在以上的操作中，你认为存在错误的步骤是
__C__E___ .(只填步骤前序号)
3.实验方法的变化
例3：小明利用透明直尺和光电计时器来验 证机械能守恒定律，实验装置的示意图如图5－5 －5所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光 电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的光 电门传感器可测的最短时间为0.01s.将挡光效果好、 宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带若干段贴在透明 直尺上，让直尺从一定高度由静止释放，并使其 竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过 光电门的时间Δti与高度差Δhi，并将部分数据进行 了处理，结果如下表所示．(取g＝9.8m/s2，表格 中M为直尺质量)
每次实验时橡皮筋拉伸的长度必须保持 一致，只有这样才能保证以后每次实验时橡 皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的 数值难以测定，B错；
小车运动过程中会受到阻力，只有使木 板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；
实验时，应该先接通电源，让打点计时 器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用 下弹出，D正确．
的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点
取的计数点，单位：mm)．根据纸带计算：
(1)若重物质量为mkg，则重物从开始 下落到打B点时，减少的重力势能；
(2)重物下落到B点时增加的动能； (3)从(1)(2)数据可得出什么结论？产 生误差的主要原因是什么？
解析：重物下落到打B点时减少的重力势能为：
器打出的纸带测出小车被弹出后的速度v1(作用完 毕后小车匀速运动)，设此过程中橡皮筋对小车做 功W1，将数据记入表格．
(3)改用两条完全相同的橡皮筋做上述实验， 小车要从第一次实验的位置开始运动，保证橡皮
高考导练高考物理一轮复习实验5探究功与速度变化的关系新人教版
图实 5－10 1 (3)由机械能守恒定律，Ep＝ mv2，根据图象得出结论是______________________． 2
【解析】 (1)根据游标卡尺读数规则，读出遮光片的宽度 d＝1.0 cm＋0.02 cm＝1.02 cm. 1 2 1 2 2 (2)根据描点法在坐标系中进行描点、连线，所作 mv －x 和 mv －x 图象如图实 5 2 2 －11 所示： (3)根据图象得出结论是：弹性势能的大小与形变量 x 的二次方成正比．
【注意事项】 1．平衡摩擦力时连着纸带且接通电源． 2．小车所受的阻力 Ff 应包括小车受的摩擦力和打点计时器对小车后所拖的纸带的摩 擦力． 3．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．橡皮筋的差异和拉伸长度差异使做功不同． 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，测量不准会带来误差．
【答案】 见解析
即学即练 2 (2016 年浙江效实中学检测)在“探究功与物体速度变化的关系”的实验 中，某实验探究小组的实验装置如图实 5－7 甲所示．木块从 A 点静止释放后，在 1 根弹 簧作用下弹出，沿足够长木板运动到 B1 点停下，O 点为弹簧原长时所处的位置，测得 OB1 的距离为 L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为 W.用完全相同的弹簧 2 根、3 根…… 并列在一起进行第 2 次、第 3 次……实验，每次实验木块均从 A 点释放，木块分别运动 到 B2、B3……停下，测得 OB2、OB3……的距离分别为 L2、L3……作出弹簧对木块做功 W 与木块停下的位置距 O 点的距离 L 的图象 W—L，如图实 5－7 乙所示．
【答案】 (1)CD (2)0.82
即学即练 1 在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图实 5－4 甲)： 图实5－4 (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 5－4 乙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 50 Hz， 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)．
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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。 橡皮筋 位移 时间 条数 x/m t/s 速度 v/(m· s 1)
－
速度平方 v2/(m2· s 2)
－
3． 数据处理： 在坐标纸上(如图所示)画出 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。
交流 填“交流”或“直流”)电源。 刻度尺和________(
(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适 当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是 ( A．放开小车，能够自由下滑即可 B．放开小车，能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 )
◆
误差分析
1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮 筋的拉力做功 W 与橡皮筋的条数不成正比。 2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大。 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。
类型 产生原因 偶然 误差 量误差 摩擦力做功
减小方法 平均值 平衡摩擦力适当 皮筋
4．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．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打的 点多一些。
◆
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。
数据处理与误差分析 ◆ 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 x 量的物理量：A1、A2 间的距离 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)使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板 滑行，这时橡皮筋对小车做的功为 W；
(3)再用完全相同的 2 条、3 条„橡皮筋作用于小车，每 次由静止释放小车时橡皮筋的 伸长量(形变量，长度)都相同 _____________________________( 填写相应实验条件 )，使 橡皮筋对小车做的功分别为 2W、3W„ (4)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获 得的最大速度 v1、v2、v3„
◆
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。
◆
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。
系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹 出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为 W。当用 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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致 )， 每次实 验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进 行计算。
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动， 当小车速度最大时， 关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位 置，下列说法正确的是 ( ) A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
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。
板块二 考点细研•悟法培优
考点 1 对实验原理与实验步骤的理解 例 1 某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速 度的关系，选取的实验装置如图所示，实验主要步骤如下：
(1)实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连 接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起， 使木板倾斜合适的 角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该 是 乙 ________( 填“甲”或“乙”)。
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第5章
实验五
机械能及其守恒定律
探究功与速度变化的关系
板块一 主干梳理•夯实基础
板块一 ◆
主干梳理· 夯实基础 实验原理与操作
实验目的
1．探究外力对物体做功与物体速度的关系。 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。
◆
实验原理
1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数 确定对小车做功 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，小车获得的速度的 平方为横坐标，作出 Wv2 曲线，分析这条曲线，可以得知橡 皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系。
D (5)作出 Wv 图象， 则下列符合实际的图象是________ 。
尝试解答
(1)平衡摩擦力后，小车应做匀速直线运动，
所以纸带应该是乙。 (3)为了使橡皮筋对小车做的功定理可知 W＝ mv ，应选 D。 2
[跟踪训练]
某学习小组做“探究功与速度变化的关
小车速度的测 多次测量 x，求
系统 橡皮筋的长度、选规格相同的橡 误差 粗细不一
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注意事项
1．平衡摩擦力：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 打在纸带上的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．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分 的，也就是选小车做匀速运动状态的区域来计算速度。 3．规格相同：橡皮筋规格相同时，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。