《2022年高考物理《實(shí)驗(yàn)：探究動能定理》專題復(fù)習(xí)名師導(dǎo)學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理《實(shí)驗(yàn)：探究動能定理》專題復(fù)習(xí)名師導(dǎo)學(xué)案（5頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理《實(shí)驗(yàn)：探究動能定理》專題復(fù)習(xí)名師導(dǎo)學(xué)案 考綱解讀 1.通過實(shí)驗(yàn)探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系.2.通過分析論證和實(shí)驗(yàn)探究的過程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新精神． 基本實(shí)驗(yàn)要求 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 探究功與物體速度變化的關(guān)系． 2．實(shí)驗(yàn)原理 (1)一根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功為W. (2)兩根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功應(yīng)為2W. (3)三根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功應(yīng)為3W. (4)利用打點(diǎn)計(jì)時器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖象可以確定速度變化與功的關(guān)系． 3．實(shí)驗(yàn)器材 橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時器、紙

2、帶、鐵釘?shù)龋? 4．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)墊高木板的一端，平衡摩擦力． (2)拉伸的橡皮筋對小車做功： ①用一條橡皮筋拉小車——做功W. ②用兩條橡皮筋拉小車——做功2W. ③用三條橡皮筋拉小車——做功3W. (3)測出每次做功后小車獲得的速度． (4)分別用各次實(shí)驗(yàn)測得的v和W繪制W－v或W－v2、W－v3、……圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系． 5．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 物體速度v與外力做功W間的關(guān)系W＝mv2. 規(guī)律方法總結(jié) 1．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) (1)將木板一端墊高，使小車的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(diǎn)計(jì)時器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動，

3、找到長木板的一個合適的傾角． (2)測小車速度時，應(yīng)選紙帶上的點(diǎn)均勻的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動的部分． (3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值． (4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些． 2．實(shí)驗(yàn)探究的技巧與方法 (1)不直接計(jì)算W和v的數(shù)值，而只是看第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)中的W和v是第1次的多少倍，簡化數(shù)據(jù)的測量和處理． (2)做W－v圖象，或W－v2、W－v3圖象，直到作出的圖象是一條傾斜的直線． 考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 例1　(xx·天津·9(2))某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在

4、小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示． 圖1 ①若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些________． ②實(shí)驗(yàn)開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)． A．避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動 B．可使打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動 D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力 ③平衡摩擦力

5、后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個解決辦法：______________________. ④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號)． A．在接通電源的同時釋放了小車 B．小車釋放時離打點(diǎn)計(jì)時器太近 C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D．鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 變式題組1．[實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作]某學(xué)習(xí)小組做“探究功

6、與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖2所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算． 圖2 (1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)電源． (2)實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是(　　) A．放開小車，能夠自由下滑即可 B．放開小車，能夠勻速下滑即可 C．放開拖著紙帶的小車

7、，能夠自由下滑即可 D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可 (3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是(　　) A．橡皮筋處于原長狀態(tài) B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài) C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處 D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線 (4)在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測量(根據(jù)如圖3所示的紙帶回答)． 圖3 2．[實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作]某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖4所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚

8、未到達(dá)地面．實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： 圖4 a．將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時器； b．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔，連在小車后端，用細(xì)繩跨過定滑輪連接小車和鉤碼； c．把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶； d．關(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系(不需要知道合外力大小)來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系． (1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程的描述正確的是________． A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量 B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)好定滑輪的高度，使拉小車的細(xì)繩和長木板平行 C．實(shí)驗(yàn)前

9、應(yīng)把長木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力 D．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先讓小車運(yùn)動，等小車運(yùn)動一段時間后再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)畫出小車位移x與小車速度v的關(guān)系圖象如圖5所示，根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出了猜想，肯定不正確的是________． 圖5 A．W∝v B．W∝v2 C．W∝ D．W∝v3 考點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例2　[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理](xx·四川·8(2))如圖8所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： 圖8 ①為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)

10、繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長木板的傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運(yùn)動． ②連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到如圖9所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動起始時刻所打的點(diǎn)，選取時間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg. 圖9 請計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化ΔEk，補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位). O—B O—C O—D O—E O—F W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915 ΔEk/J 0.0430 0.05

11、70 0.0734 0.0907 分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致． ③實(shí)驗(yàn)前已測得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實(shí)驗(yàn)時該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為________kg(g取9.8m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位)． 3．[數(shù)據(jù)處理與誤差分析]某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟如下： (1)按如圖10所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05kg. 圖10 (2)釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源(電源頻率f＝50Hz)，打出一條紙帶． (3)他在多次重復(fù)

12、實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖11所示．把打下的第一個點(diǎn)記作0，然后依次取若干個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m……，他把鉤碼的重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字，重力加速度g取10 m/s2)，打第5點(diǎn)時小車的動能Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)，把打下第5點(diǎn)時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125J. 圖11 (4)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是________． A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多 B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多 C．釋放小車和接通電源的順序有誤，使得動能增量的測量值比真實(shí)值偏小 D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因