高考物理一轮复习实验六探究动能定理课件
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3．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W2，测 出小车获得的速度v2，将 数据记入表格． 4．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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基础再现·深度思考
【数据处理】
先对测量数据进行估 计，或者作个W－v草 图，大致判断两个量 可能是什么关系．如 果认为可能是W∝v2， 对于每一个速度值算 出它的二次方，然后 以W为纵坐标、v2为横 坐标作图，如果这样 作出来的图象是一条 直线，说明两者关系 真的就是W∝v2.
【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．
本讲栏目开关
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基础再现·深度思考
【实验步骤】
1．按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力． 2．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，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数 据记入表格．
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基础再现·深度思考
【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 过大也会造成误差． 3．利用打点的纸带计算小车的速度时，测量 不准会带来误差．
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基础再现·深度思考
【注意事项】
1．平衡摩擦力很关键，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j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．测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也 就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点． 3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条 橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．这 是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙 地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思 想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)
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实验六 探究动能定理
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基础再现·深度思考
实验目的 实验原理 实验器材
实验步骤 注意事项 实验视频
基础再现·深度思考
【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.
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基础再现·深度思考
随堂训练·能力达标
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1．用如图6所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列
说法正确的是
(B )
①为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，
使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运
动
②每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
③可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
随堂训练·能力达标
次数 1 2 3 4 5
M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000
|v12－v22| /(m/s)2 0.760 1.65 2.40 2.40 2.84
ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42
F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860
③在小车中增加砝码，或__减__少__砝__码____，重复②的操作．
(2)下面的表格中是他们测得的几组数据，其中 M 是 M1 与小车中砝 码质量之和，|v2 2－v1 2| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以 据此计算出动能变化量 ΔE，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是 F 在
A、B 间所做的功．表格中 ΔE3＝_0_._6_0_0_，W3＝_0_._6_1_0_.(结果保留三 位有效数字)
…
他们根据实验数据绘制了如图乙所示的 L－v 图象，并得出 结论 W∝v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？ _不__合__适__，__应__进__一__步__绘__制__L_－__v_2_图__象_______ 在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小__不__会___(填“会”
或“不会”)影响探究出的结果．
图甲
课堂探究·突破考点
(2)若根据多次测量数据画出的W－v草图如图乙所示，根据
图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确
的是____A____．
①W∝ v ②W∝1v ③W∝v2 A．①② B．②③ C．①③
④W∝v3 D．②④
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图乙
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课堂探究·突破考点
【例 4】 某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外 力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下 几种猜想：①W∝ v，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图 5 甲所示，PQ 为一块倾斜放置的木板，在 Q 处固定一个速度传 感器(用来测量物体每次通过 Q 点时的速度)，每次实验，物体从 不同初始位置处由静止释放．
【实验原理】
探究功与速度变化的关系，可通过改变力 对物体做的功，测出力对物体做不同的功 时物体的速度，为简化实验可将物体初速 度设置为零，可用图1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.
图1
基础再现·深度思考
【例2 】 某实验小组采用如图2甲所示的装置探究功与速 度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑 行，打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验中木板略微倾斜，这样做______C______(填答案前
的字母)． A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力 C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
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4. 某实验小组利用拉力传感器和速度传感
器探究 “动能定理”．如图 10 所示，他
们将拉力传感器 固定在小车上，用不可
伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相
连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大 小．在水平桌面上相距 50.0 cm 的 A、B
图10
两点各安装一个速度传感器，记录小车通过 A、B 时的速度大小．小车
④可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
⑤实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
⑥通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的
最大速度
⑦通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的
平均速度
A. ① ② ③ ④ B. ① ② ③ ⑥
C.① ② ⑤ ⑥ D. ② ③ ⑤ ⑦
图6
随堂训练·能力达标
中可以放置砝码．
(1)实验主要步如下：
①测量_小__车_、__砝__码__和拉力传感器的总质量 M1；把细线的一端固定在拉 力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在 C 点，_释__放___小__车__，小车在细线拉动下运动，记录细线
拉力及小车通过 A、B 时的速度．
图5 同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中 L1、L2、L3、L4…代 表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感 器的距离，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过 Q 点的速度.
课堂探究·突破考点
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实验次数 L v
1
2
3
4
…
L1
L2
L3
L4
…
v 1
v 2
v 3
v 4
W/J 0.200 0.420
W3 1.21 1.43
(3)根据表格，请在 图11中的方格纸上 作出ΔE－W图线.
ΔE/J
1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25
图11
0
W/J 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
课堂探究·突破考点
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【例1 】 关于“探究动能定理”的实验中，
下列叙述正确的是
D
() 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
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课堂探究·突破考点
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基础再现·深度思考
【数据处理】
先对测量数据进行估 计，或者作个W－v草 图，大致判断两个量 可能是什么关系．如 果认为可能是W∝v2， 对于每一个速度值算 出它的二次方，然后 以W为纵坐标、v2为横 坐标作图，如果这样 作出来的图象是一条 直线，说明两者关系 真的就是W∝v2.
【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．
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【实验步骤】
1．按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力． 2．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，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数 据记入表格．
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【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 过大也会造成误差． 3．利用打点的纸带计算小车的速度时，测量 不准会带来误差．
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【注意事项】
1．平衡摩擦力很关键，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j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．测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也 就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点． 3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条 橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．这 是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙 地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思 想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)
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实验目的 实验原理 实验器材
实验步骤 注意事项 实验视频
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【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.
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1．用如图6所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列
说法正确的是
(B )
①为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，
使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运
动
②每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
③可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
随堂训练·能力达标
次数 1 2 3 4 5
M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000
|v12－v22| /(m/s)2 0.760 1.65 2.40 2.40 2.84
ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42
F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860
③在小车中增加砝码，或__减__少__砝__码____，重复②的操作．
(2)下面的表格中是他们测得的几组数据，其中 M 是 M1 与小车中砝 码质量之和，|v2 2－v1 2| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以 据此计算出动能变化量 ΔE，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是 F 在
A、B 间所做的功．表格中 ΔE3＝_0_._6_0_0_，W3＝_0_._6_1_0_.(结果保留三 位有效数字)
…
他们根据实验数据绘制了如图乙所示的 L－v 图象，并得出 结论 W∝v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？ _不__合__适__，__应__进__一__步__绘__制__L_－__v_2_图__象_______ 在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小__不__会___(填“会”
或“不会”)影响探究出的结果．
图甲
课堂探究·突破考点
(2)若根据多次测量数据画出的W－v草图如图乙所示，根据
图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确
的是____A____．
①W∝ v ②W∝1v ③W∝v2 A．①② B．②③ C．①③
④W∝v3 D．②④
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图乙
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课堂探究·突破考点
【例 4】 某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外 力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下 几种猜想：①W∝ v，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图 5 甲所示，PQ 为一块倾斜放置的木板，在 Q 处固定一个速度传 感器(用来测量物体每次通过 Q 点时的速度)，每次实验，物体从 不同初始位置处由静止释放．
【实验原理】
探究功与速度变化的关系，可通过改变力 对物体做的功，测出力对物体做不同的功 时物体的速度，为简化实验可将物体初速 度设置为零，可用图1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.
图1
基础再现·深度思考
【例2 】 某实验小组采用如图2甲所示的装置探究功与速 度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑 行，打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验中木板略微倾斜，这样做______C______(填答案前
的字母)． A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力 C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
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4. 某实验小组利用拉力传感器和速度传感
器探究 “动能定理”．如图 10 所示，他
们将拉力传感器 固定在小车上，用不可
伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相
连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大 小．在水平桌面上相距 50.0 cm 的 A、B
图10
两点各安装一个速度传感器，记录小车通过 A、B 时的速度大小．小车
④可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
⑤实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
⑥通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的
最大速度
⑦通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的
平均速度
A. ① ② ③ ④ B. ① ② ③ ⑥
C.① ② ⑤ ⑥ D. ② ③ ⑤ ⑦
图6
随堂训练·能力达标
中可以放置砝码．
(1)实验主要步如下：
①测量_小__车_、__砝__码__和拉力传感器的总质量 M1；把细线的一端固定在拉 力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在 C 点，_释__放___小__车__，小车在细线拉动下运动，记录细线
拉力及小车通过 A、B 时的速度．
图5 同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中 L1、L2、L3、L4…代 表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感 器的距离，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过 Q 点的速度.
课堂探究·突破考点
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实验次数 L v
1
2
3
4
…
L1
L2
L3
L4
…
v 1
v 2
v 3
v 4
W/J 0.200 0.420
W3 1.21 1.43
(3)根据表格，请在 图11中的方格纸上 作出ΔE－W图线.
ΔE/J
1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25
图11
0
W/J 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
课堂探究·突破考点
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【例1 】 关于“探究动能定理”的实验中，
下列叙述正确的是
D
() 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
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