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1、第 五 章機械能機械能實驗五探究動能定理實驗五探究動能定理1 1基 礎 知 識 梳 理基 礎 知 識 梳 理2 2核 心 考 點 突 破核 心 考 點 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬基礎知識梳理基礎知識梳理 一、實驗目的 1探究外力對物體做功與物體速度變化的關系。 2通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結出做功與物體速度二次方的正比關系。 二、實驗原理 1不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做功W、2W、3W， 2由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。這樣，進行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。 3以橡皮筋對小車做
2、的功為縱坐標，小車獲得的速度為橫坐標，作出Wv曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關系。 三、實驗器材 小車(前面帶小鉤)、100200g砝碼、長木板(兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘)、打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用電火花計時器不用學生電源)、56條等長的橡皮筋、_?？潭瘸呖潭瘸?四、實驗步驟 1按圖所示將實驗儀器安裝好，同時_。 2先用1條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。 3用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋_與第一次相同，這時橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將
3、數(shù)據(jù)記入表格。 4用3條、4條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格。平衡摩擦力平衡摩擦力 拉伸的長度拉伸的長度 五、數(shù)據(jù)處理 1測量小車的速度：實驗獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做的功和小車速度的關系，需要測量彈力做功結束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度，應在紙帶上測量的物理量：A1、A2間的距離x，小車速度的表達式是v_(T為打點計時器打點的時間間隔)。 2記錄實驗數(shù)據(jù)：把計算出的速度填入表格中并算出v2的值。橡皮筋條數(shù)位移x/m時間t/s速度v/(ms1)速度二次方v2/(m2s2) 3數(shù)據(jù)處理：在坐標紙上畫出Wv或Wv2圖線(“W”以一條橡皮筋做的功為單位)。 4實
4、驗結論：從圖象分析外力對物體做功與物體速度變化的關系為Wv2。 六、誤差分析 1誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。 2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。 3利用打點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。 七、注意事項 1平衡摩擦力很關鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板一個合適的傾角。 2測小車速度時，應選紙帶上_的部分，也就是選小車做勻速運動時打在紙帶上的點。 3橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋
5、做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。這是本實驗的技巧之一，這里通過轉(zhuǎn)換單位的方法巧妙地解決了這一難題，這也是物理實驗中常用的一種思想和手段。點距均勻點距均勻 核心考點突破核心考點突破教材原型實驗左左 2 D 類題演練類題演練 1 (1)實驗時，該同學用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為應該采取的措施是_(填選項前的字母)。 A保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 B選取打點計時器所打第1點與第2點間的距離約為2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù) C把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平衡摩擦力 D必須先接通電源再釋放小車AC (2)如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、
6、D、E、F是連續(xù)的六個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，相鄰計數(shù)點間的距離已在圖中標出，測出小車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m。從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功為_，小車動能的增量為_。(用題中和圖中的物理量符號表示)mgs 試驗拓展創(chuàng)新 (2)研究小車以不同的初速度沿粗糙水平面滑動的距離，得出小車的初動能大小與克服摩擦力做功的情況，也可探究動能定理。這時必須保證小車與水平面上各處之間的動摩擦因數(shù)相同。用游標卡尺測出遮光片的寬度d；安裝好實驗器材，給氣墊導軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)，記為F，同時從氣墊導軌刻度尺上讀出滑塊與光電門之間的距離L；剪斷細繩，使滑塊滑向光電門，并記
7、錄滑塊通過光電門的時間t；多次改變滑塊與光電門之間的距離，記錄相應的L與t的值，結果如表所示。1.00 能能 方法總結： 動能定理問題的分析 分析此類問題，應從以下幾個方面考慮：(1)尋找物體位移；(2)分析物體受力，求外力做功；(3)由功的表達式和功能關系列式；(4)根據(jù)公式中的數(shù)據(jù)求出未知量，或確定圖線上斜率和截距的意義，求相關物理量。類題演練類題演練 2 保持P位置不變，將長木板另一端放置在鐵架臺橫桿Q2上，用刻度尺量出Q1、Q2之間的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計時器讀出滑塊的擋光時間t1。 保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長木板另一端在鐵架臺上的放置位置，重復步驟數(shù)次。 .滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中，用測量的物理量回答下列問題(重力加速度已知為g)： (1)滑塊通過光電門的速度v_； (2)滑塊動能的變化量Ek_； (3)滑塊克服摩擦力做的功Wf_； (4)合力對滑塊做的功W合_。mgH mgh1 .某學生以鐵架臺上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標，以滑塊通過光電門的擋光時間平方的倒數(shù)為縱坐標，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標中描點畫出如圖乙所示直線，直線延長線沒有過坐標原點，其原因可能是_。平衡摩擦力時傾角過大平衡摩擦力時傾角過大
物理第4章 曲線運動 萬有引力與航天 實驗5 探究動能定理 新人教版
