2018届高三物理一轮复习实验五探究动能定理课件
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18届高考物理一轮总复习实验5探究动能定理课件
• (3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所 示．把打下的第一个点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点 间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点的距离分别为d1 ＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6 ＝0.480 m，…，他把钩码的重力(当地重力加速度g＝10 m/s2)作为小车 所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留 3位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)，打第5点时小车的动能Ek＝ ________(用相关数据前字母列式)，把打下第5点时小车的动能作为小 车动能的改变量，算得Ek＝0.125 J.
mgs2 【答案】(1)ABC (2) (3)减小 增大 二 4h
【解析】(1)小球离开桌面后做平抛运动，设桌面到地面的高度为 h，小球抛出 点到落地点的水平距离为 s，则有 1 2 s g h＝ gt ，s＝v0t，解得 v0＝ ＝s 2 t 2h 1 2 mgs2 所以 Ek＝ mv0＝ 2 4h 由此可知需要测量的量有 m，s，h，故选 ABC．
• 思路剖析：(1)电磁打点计时器使用的电源有什么要求？(2)如何明确是 否平衡摩擦力？(3)木板水平放置，小车速度最大时，合外力为零，此 时橡皮筋什么状态？(4)小车的末状态如何确定？
• 【答案】(1)交流 (2)D (3)B (4)GJ • 【解析】(1)打点计时器使用的是交流电源． • (2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸 带的小车，小车能够匀速下滑即可，D项正确． • (3)水平放置木板，放开小车后，小车做加速运动，当橡皮 筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时 橡皮筋仍处于伸长状态，小车没过两个铁钉的连线，选项B 正确，A、C、D错误． • (4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸 带的GJ段进行测量．
全国用2018版高考物理大一轮复习第五章机械能实验五探究动能定理课件
答案
5.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关 系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装臵，图中A为小车，B为打 点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的 足够长的木板水平放臵，不计绳与滑轮的摩擦.实验时，先接通电源再 松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点.
记为M1；
②在钉子上分别套上2条、3条、4条„„同样
的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤①，小物
块落点分别记为M2、M3、M4„„；
③测量相关数据，进行数据处理.
(1) 为 求 出 小 物 块 抛 出 时 的 动 能 ， 需 要 测 量 下 列 物 理 量 中 的
答案 解析 ________(填正确答案标号 ).
Δ .d Δt
(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对 过坐标原点的一条倾斜直线 应的速度.则画出的W－v2图象应是 __________________________.
答案 解析
1 由动能定理可知，W＝ mv2，故画出的W－v2图象应是过坐标原点的 2 一条倾斜直线.
4.某同学利用如图所示的装臵探究功与速度变化的关系. ①小物块在1条橡皮筋的作用下弹出，沿水平 桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点
答案
橡皮筋 做的功 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 W 10个间距的 10个间距的时 小车获得的速 小车速度的平 距离x(m) 0.200 0.280 0.300 0.400 0.450 间T(s) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 度vn 方vn2
2W 3W
4W 5W
(4) 从 理 论 上 讲 ， 橡 皮 筋 做 的 功 Wn 和 物 体 速 度 vn 变 化 的 关 系 应 是 2 v Wn∝_____ ，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相 n 应的图象验证理论的正确性答案 .
5.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关 系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装臵，图中A为小车，B为打 点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的 足够长的木板水平放臵，不计绳与滑轮的摩擦.实验时，先接通电源再 松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点.
记为M1；
②在钉子上分别套上2条、3条、4条„„同样
的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤①，小物
块落点分别记为M2、M3、M4„„；
③测量相关数据，进行数据处理.
(1) 为 求 出 小 物 块 抛 出 时 的 动 能 ， 需 要 测 量 下 列 物 理 量 中 的
答案 解析 ________(填正确答案标号 ).
Δ .d Δt
(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对 过坐标原点的一条倾斜直线 应的速度.则画出的W－v2图象应是 __________________________.
答案 解析
1 由动能定理可知，W＝ mv2，故画出的W－v2图象应是过坐标原点的 2 一条倾斜直线.
4.某同学利用如图所示的装臵探究功与速度变化的关系. ①小物块在1条橡皮筋的作用下弹出，沿水平 桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点
答案
橡皮筋 做的功 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 W 10个间距的 10个间距的时 小车获得的速 小车速度的平 距离x(m) 0.200 0.280 0.300 0.400 0.450 间T(s) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 度vn 方vn2
2W 3W
4W 5W
(4) 从 理 论 上 讲 ， 橡 皮 筋 做 的 功 Wn 和 物 体 速 度 vn 变 化 的 关 系 应 是 2 v Wn∝_____ ，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相 n 应的图象验证理论的正确性答案 .
2018届高考物理(人教新课标)总复习课件：实验5探究动能定理(35PPT)
第10页，共35页。
(2)图 2 给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了 测量物体最大速度所用的一段纸带，测得 O 点到 A、B、C、D、E 各点的距离分别为 OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD ＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为 0.02 s，则 小车获得的最大速度 vm＝________m/s.
第16页，共35页。
(3)丁图中 W－v2 图线是过原点的直线，我们可以直接得出功与 速度的平方成正比，但由丙图我们只能得出功随速度增大而增大， 无法得出功与速度的明确关系．
【答案】 (1)平衡摩擦力 使钩码质量远小于滑块质量 (2)Δx22＋TΔx3 位移 (3)B
第17页，共35页。
【点评】 本例是利用“探究加速度和力、质量的关系”实验 装置来验证动能定理，这是高考实验题的命题方式之一．解决此类 问题的思路是：从实验原理出发，结合原实验器材的功能，对所给 问题予以分析解决．
第15页，共35页。
A．丙的分析正确，丁的分析不正确 B．丙的分析不正确，丁的分析正确 C．丙和丁的分析都正确 D．丙和丁的分析都不正确 【解析】 (1)本例中实验装置与“探究加速度和力、质量的关 系”实验相同，并且要求相同，即用钩码的重力表示滑块受到的合 外力，所以须首先平衡摩擦力．为了减少系统误差，需要让钩码的 总质量远小于滑块质量． (2)打 C 点时滑块的瞬时速度等于它在 B、D 两点的平均速度， 所以 vC＝Δx22＋TΔx3.求力做的功还必须求位移．
第18页，共35页。
1．关于探究动能定理的实验中，下列叙述正确的是( ) A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)图 2 给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了 测量物体最大速度所用的一段纸带，测得 O 点到 A、B、C、D、E 各点的距离分别为 OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD ＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为 0.02 s，则 小车获得的最大速度 vm＝________m/s.
第16页，共35页。
(3)丁图中 W－v2 图线是过原点的直线，我们可以直接得出功与 速度的平方成正比，但由丙图我们只能得出功随速度增大而增大， 无法得出功与速度的明确关系．
【答案】 (1)平衡摩擦力 使钩码质量远小于滑块质量 (2)Δx22＋TΔx3 位移 (3)B
第17页，共35页。
【点评】 本例是利用“探究加速度和力、质量的关系”实验 装置来验证动能定理，这是高考实验题的命题方式之一．解决此类 问题的思路是：从实验原理出发，结合原实验器材的功能，对所给 问题予以分析解决．
第15页，共35页。
A．丙的分析正确，丁的分析不正确 B．丙的分析不正确，丁的分析正确 C．丙和丁的分析都正确 D．丙和丁的分析都不正确 【解析】 (1)本例中实验装置与“探究加速度和力、质量的关 系”实验相同，并且要求相同，即用钩码的重力表示滑块受到的合 外力，所以须首先平衡摩擦力．为了减少系统误差，需要让钩码的 总质量远小于滑块质量． (2)打 C 点时滑块的瞬时速度等于它在 B、D 两点的平均速度， 所以 vC＝Δx22＋TΔx3.求力做的功还必须求位移．
第18页，共35页。
1．关于探究动能定理的实验中，下列叙述正确的是( ) A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
高三物理一轮复习优质课件1：实验五 探究动能定理
【答案】 D
考点二 实验步骤和数据处理 [例2] 为了探究力对物体做的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，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？ ___________________________________________
7．实验数据记录 橡皮筋条数 位移 x/m 时间 t/s
速度 v/(m·s－1)
速度平方 v2/(m2·s－2)
8.实验数据处理及分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线 (“W”以一条橡皮筋做的功为单位)．
9．实验结论：由图象可知外力对物体做功与物体速度 变化的关系为W∝v2.
注意事项 1．平衡摩擦力很关键，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 车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角． 2．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． 3．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． 4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
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
速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以 得知橡皮筋对小车做小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板，两侧 适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生 电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条 等长的橡皮筋、刻度尺． 实验步骤 1．按图中所示将实验仪器安装好．
(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表.
考点二 实验步骤和数据处理 [例2] 为了探究力对物体做的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，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？ ___________________________________________
7．实验数据记录 橡皮筋条数 位移 x/m 时间 t/s
速度 v/(m·s－1)
速度平方 v2/(m2·s－2)
8.实验数据处理及分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线 (“W”以一条橡皮筋做的功为单位)．
9．实验结论：由图象可知外力对物体做功与物体速度 变化的关系为W∝v2.
注意事项 1．平衡摩擦力很关键，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 车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角． 2．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． 3．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． 4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
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
速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以 得知橡皮筋对小车做小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板，两侧 适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生 电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条 等长的橡皮筋、刻度尺． 实验步骤 1．按图中所示将实验仪器安装好．
(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表.
高考物理一轮复习：实验【5】探究动能定理ppt课件
实验基础 自主梳理
考点突破 题型透析
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实验基础 自主梳理
实验目的 1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系． 2．通过分析实验数据，总结出做功与物体速度的平方的正比例关 系． 实验原理 探究功与速度变化的关系，可通内容 过改变力对物体做的功，测出力 对物体做不同的功时物体的速度， 为简化实验可将物体初速度设置为 零，可用如图所示的装置进行实验， 通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过 打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.
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，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．
实验基础 自主梳理
考点突破 题型透析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验基础 自主梳理
考点突破 题型透析
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实验基础 自主梳理
实验器材
小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板(两侧适当的对称位 置钉两个铁钉)，打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花 计时器则不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．
实验步骤 1．按原理图将仪器安装好． 内容
高实三验基物础理一轮复习
自主梳理
实验五 探究动能定理
内容 考点一 实验原理及操作
考
考点二 实验数据的处理及误差分析
点 考点三 创新实验设计
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。 1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具 体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简 单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义 。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义， 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释 概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转 盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。
2018版高考物理大一轮复习实验五探究动能定理课件
的宽度 d＝________cm.
(3)实验主要步骤如下： ①测量木板、遮光条的总质量 M，测量两遮光条的距离 L； 按图甲正确连接器材. ②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细 线拉动下运动，记录弹簧测力计示数 F 及遮光条 B、A 先后经 过光电门的时间为 t1、t2.则遮光条 B、A 通过光电门的过程中木 板动能的变化量 ΔEk＝_____________，合外力对木板做功 W＝ __________，(用字母 M、t1、t2、d、L、F 表示). ③在小桶中增加沙子，重复②的操作. ④比较 W、ΔEk 的大小，得出实验结论.
图 S5-5
橡皮筋 位移 条数 s/m
时间 t/s
速度
速度平方
v/(m·s－1) v2/(m2·s－2)
(2)实验数据记录：建立上述表格，求出 v2 值. (3)在坐标纸上分别作出 W-v 和 W-v2 图线，以 1 条橡皮筋 做的功为单位.
2.误差分析 (1)橡皮筋的粗细不一致，导致做的功与条数不成正比； (2)平衡摩擦力时，木板倾角过大或过小； (3)测量纸带上各点之间的间距时有误差； (4)纸带上的点没有对应小车匀速运动时刻.
(4)若在本实验中轨道水平放置，其他条件和实验步骤不 变，假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ.测得多组 F、t1、t2 的数据，并得到 F 与t122－t121的关系图象如图丙所示.已知图象在纵 轴上的截距为 b，直线的斜率为 k，求解μ＝__________(用字母 b、d、L、k、g 表示).
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做匀速运动，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.
(3)实验主要步骤如下： ①测量木板、遮光条的总质量 M，测量两遮光条的距离 L； 按图甲正确连接器材. ②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细 线拉动下运动，记录弹簧测力计示数 F 及遮光条 B、A 先后经 过光电门的时间为 t1、t2.则遮光条 B、A 通过光电门的过程中木 板动能的变化量 ΔEk＝_____________，合外力对木板做功 W＝ __________，(用字母 M、t1、t2、d、L、F 表示). ③在小桶中增加沙子，重复②的操作. ④比较 W、ΔEk 的大小，得出实验结论.
图 S5-5
橡皮筋 位移 条数 s/m
时间 t/s
速度
速度平方
v/(m·s－1) v2/(m2·s－2)
(2)实验数据记录：建立上述表格，求出 v2 值. (3)在坐标纸上分别作出 W-v 和 W-v2 图线，以 1 条橡皮筋 做的功为单位.
2.误差分析 (1)橡皮筋的粗细不一致，导致做的功与条数不成正比； (2)平衡摩擦力时，木板倾角过大或过小； (3)测量纸带上各点之间的间距时有误差； (4)纸带上的点没有对应小车匀速运动时刻.
(4)若在本实验中轨道水平放置，其他条件和实验步骤不 变，假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ.测得多组 F、t1、t2 的数据，并得到 F 与t122－t121的关系图象如图丙所示.已知图象在纵 轴上的截距为 b，直线的斜率为 k，求解μ＝__________(用字母 b、d、L、k、g 表示).
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做匀速运动，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.
高三物理一轮复习 第五章 机械能 实验五 探究动能定理课件
图实-5-3
解析
2．(2014·天津高考)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 置如图实-5-4 所示。
实 验 五 探究动能定理
一、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。 二、实验器材 小车(前面带小钩)、100～200 g 砝码、 长木板 及两侧适 当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导 线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6 条等长的橡皮筋、 刻度尺。
图实-5-4
(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________。 (2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，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
(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有_刻__度__尺__；
实验器材的选用 只要应用电磁打点计时器打纸带的实验，与打点计时器 相关的器材，如：学生电源、导线、复写纸、纸带必须 有，处理纸带时，为测量计时点间距，还应有刻度尺。
(2)平衡摩擦后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．打点计时器可以用干电池供电 B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力 C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度 vm 和橡皮筋做的功 W，依 次作出 W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm……的图像， 得出合力做功与物体速度变化的关系
解析
2．(2014·天津高考)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 置如图实-5-4 所示。
实 验 五 探究动能定理
一、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。 二、实验器材 小车(前面带小钩)、100～200 g 砝码、 长木板 及两侧适 当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导 线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6 条等长的橡皮筋、 刻度尺。
图实-5-4
(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________。 (2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，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
(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有_刻__度__尺__；
实验器材的选用 只要应用电磁打点计时器打纸带的实验，与打点计时器 相关的器材，如：学生电源、导线、复写纸、纸带必须 有，处理纸带时，为测量计时点间距，还应有刻度尺。
(2)平衡摩擦后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．打点计时器可以用干电池供电 B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力 C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度 vm 和橡皮筋做的功 W，依 次作出 W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm……的图像， 得出合力做功与物体速度变化的关系
高考物理一轮总复习 实验五：探究动能定理课件
B．木块的质量 m1
D．重物的质量 m3
F．AB 段的距离 lAB
H．秒表
第二十二页，共23页。
解析：(1)匀减速运动相邻两计数点间的距离变小，所以运 动从 B 到 A，纸带的右端与木块连接，交流电频率为 50 Hz，则 周期 T＝0.02 s，两计数点间的时间 t＝0.10 s，则
vA＝6.84＋70.4.28×10－2 m/s＝0.72 m/s vB＝9.41＋100..026×10－2 m/s＝0.97 m/s. (2)由动能定理得 WAB＝12mv2A－12mv2B，所以要测木块的质量， 需用到天平．
不成正比；②平衡摩擦力时，木板倾角过大或过小；③测量纸 带上的各点之间间距时有误差；④纸带上的点没有对应小车匀
速运动时刻．
第五页，共23页。
6．注意事项
(1)平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车的重力沿 斜面(xiémiàn)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(2合)测适的小倾车角．速度时，纸带(zhǐ dài)上的点应选均匀部分的，也就是选 小车做匀速运动(yúnsùyùndòng)状态的．
(3)橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以 1 条橡皮筋
做的功为单位即可，不必计算出具体数值．
(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
第六页，共23页。
【跟踪(gēnzōng)训练】
1．为了探究功与物体速度(sùdù)变化的关系，现提供如图 S5－3 所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，
50 Hz)
请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时器交流电频率为
图 S5－3
高三物理一轮复习 第5章第5课时 实验：探究动能定理课件
B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．
请回答下列问题：
(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是________；
(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于________________________；
(3)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为O点，顺次选取5个点， 分别测量这5个点到O之间的距离，并计算出它们与O点之间的速度平方差：Δv2(Δv2＝v2 －v)，填入下表：
(对应学生用书第 68～69 页)
一、实验原理
探究恒力做功与物体动能改变的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做 不同的功时物体动能的变化，从而得到恒力做功与物体动能改变的关系．
二、实验器材
附有定滑轮的长木板，薄木块，小车，细线，砝码，打点计时器，低压交流电源、导 线、天平(带一套砝码)，毫米刻度尺、纸带及复写纸等． 三、实验步骤
(3)由动能定理可得 mgL＝12Mv22－12Mv21.
答案：(1)天平、刻度尺 (2)砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量 (3)mgL＝12Mv22－12Mv21
平衡摩擦力
(对应学生用书第 243 页)
【测控导航】
考点 1.实验器材 2.实验原理 3.数据处理
题号 1
2、3 4
1.在探究恒力做功与物体的动能改变量的关系的实验中备有下列器材： A．打点计时器；B.天平；C.秒表； D．低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车； H．薄木板． (1)其中多余的器材是________(填字母代号)，缺少的器材是________． (2)测量时间的工具是________；测量质量的工具是________________________． 解析：(1)计算小车的速度是根据打点计时器所打点的纸带，故不需秒表，电磁打点计时 器使用低压交流电源，故不需电池，纸带上的数据需用刻度尺测量，故缺刻度尺． (2)打点计时器是测时间的工具，天平是测质量的工具． 答案：(1)C、E 刻度尺 (2)打点计时器 天平
高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理课件
知
识 整
可求出小车的速度.
合
重
次数
1 2 34
落 实
·
橡皮筋对小车做功
2W 3W 4W
深
析
化
典 例
小车速度 v(m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0
学 习
·
考
v2(m2/s2)
1.0 2.0 3.0 4.0
点
突
由表中数据可得出结论：橡皮筋对小车做的功与小车速
破
度的平方成正比．
菜单
览 精 要
·
知
直线运动．
识
整 合
(2)从纸带上的 O 点到 F 点，W＝F·OF ＝0.2×0.557 5 J 重
落
实
＝0.111
5
J，打
F
点时速度
vF＝
EG 2T
＝0.667
7－0.457 0.2
5
m/s
·
深
析
化
典 例
＝1.051 m/s
学 习
·
考 点
ΔEk＝12Mv2F＝12×0.2×1.0512 J≈0.110 5 J.
·
知 识 整 合
【答案】 见解析
析 典 例
·
考 点 突 破
菜单
高三总复习·物理
重 落 实
·
深 化 学 习
高三总复习·物理
览 精
考点二 探究动能定理的创新实验设计
要
·
【例 2】 (2013·四川高考)如图实-5-3 所示，某组同学借
知
识 整
用“探究 a 与 F、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原
·
深
析 典
2018版高考物理一轮复习第5章机械能实验5探究动能定理课件
• 五、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，小车速度的表 达式是v＝(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。
(3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？
• 解题探究：(1)物体从斜面滑下，合力做功 与动能增量表达式分别是怎样的？ • (2)做实验研究问题，从理论上来说，画出 的图线最好是直线还是曲线？
1 2 答案：(1)W＝mg(sinθ－μcosθ)l，ΔEk＝2mv 。 (2)直线。
1 x2＋x3 2 1 x1＋x2 2 mgx2＝2M( 2T ) －2M( 2T ) 学表达式为________________________________(用题中的字母表示，重力加速度
为 g，打点计时器所接交变电流的周期为 T)。
[解析] (1)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相 等，需要保证沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即 M≫m；实验时首先要平 衡滑块受到的摩擦力。 (2)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻 x1＋x2 x2＋x3 的瞬时速度，则 A 点的速度 vA＝ 2T ，B 点的速度 vB＝ 2T 。 1 2 1 2 1 x2＋x3 2 1 x1＋x2 2 由动能定理得 mgx2＝2MvB－2MvA＝2M( 2T ) －2M( 2T ) ，则实验最终 1 x2＋x3 2 1 x1＋x2 2 要验证的数学表达式为 mgx2＝2M( 2T ) －2M( 2T ) 。
• [解析] (1)只要应用电磁打点计时器打纸带的实验，与打点计时器 相关的器材，如：学生电源、导线、复写纸、纸带必须有，处理纸带时， 为测量计时点间距，还应有刻度尺。 • (2)纸带上点间距相等部分对应橡皮筋松弛后小车获得的末速度。 • (3)因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的长度，故橡皮筋对小车做的 总功与橡皮筋条数成正比。 • (4)①利用图象探究物理量间的关系时，首先确定横、纵坐标轴对 应的物理量及单位。 • ②根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度。 • ③认真描写各坐标点。 • ④连线时要注意连线原则，偏离直线较远的点要舍去。
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5.小车的选择:小车质量应适当大一些,使纸带上打的 点多一些。
热点一 对实验原理的考查 【典例1】(2017·温州模拟)如图甲所示,某同学在做 “探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在1条橡 皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为 W。当用2条、3条…橡皮筋重复实验时,设法使每次实 验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W… 世纪金榜导学 号42722122
平衡摩擦力适当 多次测量x,求平均值
【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。 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。 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。
实验五 探究动能定理
【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。
【实验原理】 1.改变功的大小:采用如图所示的实验装置,用1条、2 条、3条……规格同样的橡皮筋将小车拉到同一位置由 静止释放,橡皮筋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或W-v2 图象。分析图象,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小 车获得的速度的定量关系。
【实验器材】 小车(前面带小钩)、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、导线(若 使用电火花计时器则不用学生电源)、5条同规格的橡 皮筋及毫米刻度尺。
(4)由图丙的纸带可知,GJ部分每两点间的距离相等,小 车做匀速直线运动,因此应选用纸带的GJ部分;小车获 得的速度v= x＝0.013=00m.65m/s。
t 0.02 s
答案:(1)220 (2)刻度尺 (3)A (4)GJ 0.65
【强化训练】 1.(2017·广元模拟)某实验小组探究力对物体做功与 物体获得的速度的关系,选取的实验装置如图甲所示。 实验主要步骤如下:
【解题指导】 (1)命题立意:本题意在考查探究功与速度变化的关系 的原理。 (2)解题关键: ①橡皮筋对小车做功使小车获得最大速度后,小车能够 自由运动。 ②小车获得的速度是指橡皮筋做功后小车匀速运动的 速度。
【解析】(1)电火花计时器的工作电压是220V的交流 电。 (2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离,因此 还需要的器材是刻度尺。 (3)橡皮筋最合理的套接方式是A,以A的方式套接释放 小车后,橡皮筋不会影响小车的运动。
(1)图甲中电火花计时器的工作电压是________V的交 流电。 (2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、 电火花计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是 __________。
(3)图甲中小车上有一固定小立柱,如图乙中给出了4种
橡皮筋与小立柱的套接方式,为减小实验误差,你认为最合 理的套接方式是________。 (4)在正确操作的情况下,某次实验所打的纸带如图丙所示。 打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后 小车获得的速度,应选用纸带的__________________部分 进行测量(根据纸带中字母回答),小车获得的速度是 __________m/s。(结果保留两位有效数字)
(3)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…,作出W-v图象,则图乙中符 合实际图象的是________(选填字母序号)。
【解析】(1)小车下滑时受到重力、橡皮筋的拉力、支 持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力沿长 木板方向的分力来平衡摩擦力。故可以将长木板的一 端垫高来平衡小车所受的摩擦力,让小车的重力沿长木 板的分力与摩擦力平衡,即mgsinθ=μmgcosθ。
(3)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。
【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= x (其中T为打点周期)。
2T
2.记数据: 计算W、2W、3W、…时对应v、v2的数值,填入表格。
W vn
v v2
W 2W 3W 4W 5W
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。
4.得结论: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。
【误差分析】
产生原因 橡皮筋的长度、粗细不同
摩擦力做功 小车速度的测量误差
减小方法 选择规格相同的橡皮条
【实验过程】 1.仪器安装: (1)按实验原理图将仪器安装好。 (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。 (2)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。
(1)实验时,在未连接橡皮筋时将长木板的左端用小木 块垫起,不断调整使长木板倾斜合适的角度,轻推小车, 使小车匀速下滑,这样做的目的是________________。
(2)使小车在1条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出沿 木板滑行,橡皮筋对小车做的功为W;再用完全相同的2 条、3条…橡皮筋同时作用于小车,每次均由静止从 ________(选填“相同”或“不同”)位置释放小车,使 橡皮筋对小车做的功分别为2 W、3 W…