【三年高考两年模拟】2017年高考物理新课标一轮复习(+习题)第六章机械能第5讲实验_探究动能定理课案.pptx

课标版 物理;[实验目的] 1.通过实验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的功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做的功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,小车获得的速度为横坐标,作出W-v图线,分析这条图线,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。 [实验器材] 小车(前面带小钩)、100~200 g的砝码、长木板(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。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。 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,这样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。;[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是(用字母表示):A1、A2间的距离x,小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v=?(T为打点计时器的打点时间间 隔)。 ? 2.实验数据记录;橡皮筋 条数;3.实验数据处理及分析:在坐标纸上画出W-v和W-v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)。 ? 4.实验结论:从图像可知功与物体速度变化的关系W∝v2。;[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.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。 [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,从而找到木板一个合适的倾角。 2.测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的。 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。; 考点一　实验器材和实验原理 ? 典例1　某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:;? (1)你认为还需要的实验器材有　　　????。 (2)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,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是　　　　　　　　　　　????,实验时首先要做的步骤是　　　　　　　　　　　　　????。;(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为　　　　　　　????(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。 ?答案????(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量　平衡摩擦力 (3)mgL=?M?-?M? ?解析????(1)测量滑块的质量及沙和沙桶的总质量得用到天平,而对纸带进 行数据处理要用到刻度尺。;(2)平衡摩擦力以后,由牛顿第二定律可求出,滑块受到的合力F=?= ?,可见只有m?M时,F才基本等于mg。 (3)对滑块来说,合外力做的功W=mgL 此过程中动能的增加量ΔEk=?M?-?M? 故最终要验证的“动能定理”表达式为:mgL=?M?-?M?。 1-1　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.电磁打点计时器;B.天平;C.停表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细线、砝码、小车、砝码盘;H.薄木板。 (1)其中多余的器材是　　　????,缺少的器材是　　　????。;(2)测量时间的工具是　　　????;测量质量的工具是　　　????。 (3)图是打点计时