最新【金版优课】高考物理一轮教学案：专题十二考点一试验五_探究动能定理_含解析VIP专享VIP免费

实验五探究动能定理基础点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)、100～200g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。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，小车速度的表达式是v＝xT(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.数据处理：在坐标纸上(如图所示)画出W-v或W-v2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。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W-v2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。[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，平衡摩擦力操作命题法1实验原理与操作典例1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，根据打出的纸带判断小车是否做________运动。(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0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg。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)。分析上述数据可知：在实验误...