《高考物理 第5講 實驗：探究動能定理 驗證機械能守恒定律考點整合復(fù)習(xí)課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 第5講 實驗：探究動能定理 驗證機械能守恒定律考點整合復(fù)習(xí)課件（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 5 講實驗：探究動能定理實驗：驗證機械能守恒定律考點 1探究動能定理1實驗?zāi)康模禾骄客饬ψ龉εc物體速度變化的關(guān)系2實驗原理探究功與物體動能變化的關(guān)系，可通過改變力對物體做的功，測出力與物體做不同功時物體的速度，為簡化實驗可將物體初速度設(shè)置為零，可用圖 551 所示的裝置進(jìn)行實驗，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度 v.圖 5513實驗器材：打點記時器(紙帶、復(fù)寫紙)、小車(前有小鉤)、電源及導(dǎo)線，砝碼、56 條等長橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘?shù)?實驗步驟(1)按圖 551 所示將實驗儀器安裝好，同時平衡摩擦力(2)先用一條橡皮

2、筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度 v1，設(shè)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，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為 W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格(4)用 3 條、4 條做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格5實驗分析(1)數(shù)據(jù)分析橡皮筋條數(shù)位移 x/m時間 t/s速度 v/(ms )-1速度平方 v2 (m2 s-2)圖 553實驗數(shù)據(jù)記錄：建立上述表格求出 v2 值在坐標(biāo)紙上分別作出 Wv 和 Wv2 圖線，以一條橡皮筋做的功為單位(2)實驗結(jié)論：從實驗結(jié)果看出，功 W 與速度 v 的平方

3、成正比，即 Wv2.(3)誤差分析：橡皮筋的粗細(xì)不一致，導(dǎo)致做的功與條數(shù)不成正比；平衡摩擦力時，木板傾角過大或過?。粶y量紙帶上的各點之間間距時有誤差；紙帶上的點沒有對應(yīng)小車勻速運動時刻6注意事項(1)平衡摩擦力很關(guān)鍵，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，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角(2)測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的(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，使紙帶上打的點多一些1為了探究功與物體速度

4、變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖 551所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題(打點計時器交流電頻率為 50 Hz)圖 551(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？_.(2)用 n 條橡皮筋做第 n 次實驗，得到打出的紙帶如圖 552，請完成表格回答問題：圖 552次數(shù)1234橡皮筋對小車做的功W小車速度 v(m/s)v2 (m2 /s2 )從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_.答案：(1)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋剐≤嚲徛齽蛩傧禄?2) 在誤差允許的范圍內(nèi)，橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比.次數(shù)1234橡皮筋對小車做的功2W3W4W小車速

5、度 v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2 /s2 )1.002.022.994.002.(2010 年珠海模擬)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：A連接好實驗裝置如圖 554 所示B將質(zhì)量為 200 g 的小車?yán)酱螯c計時器附近，并按住小車C在質(zhì)量為 10 g、30 g、50 g 的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)量為 50 g 的鉤碼掛在拉線的掛鉤 P 上D釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶圖 554在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：(1)第一個點到第 N 個點的距離為 40.0 cm.

6、(2)打下第 N 點時小車的速度大小為 1.00 m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)做小車所受的拉力，拉力對小車做的功為_J，小車動能的增量為_J.考點 2驗證機械能守恒定律1實驗?zāi)康模候炞C機械能守恒定律圖 5553實驗器材：鐵架臺(帶鐵夾)，打點計時器，重錘(帶紙帶夾子)，紙帶幾條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線，直尺，學(xué)生電源4實驗步驟(1)按圖 557 把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與學(xué)生電源連接好(2)把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c計時器附近.(3)先接通電源，然后松手讓重錘帶著紙帶自由下落(4)重復(fù)幾次，得到 35 條打好點的紙帶(

7、5)在打好點的紙帶中挑選點跡清晰的一條紙帶，在起點標(biāo)上 O，以后各點依次標(biāo)上 1、2、3、4、用刻度尺測出對應(yīng)下落高度 h1、h2、h3、h45注意事項(1)實驗中打點計時器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力(2)實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常后才松手讓重錘下落(3)打點計時器必須接交流電源(4)重錘應(yīng)選質(zhì)量較大的，從而使重力遠(yuǎn)大于下落過程中所受的阻力，減小實驗誤差(5)選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點間距離接近 2 mm 的紙帶(6)計算下落高度時，都必須從起始點算起不能搞錯，為了減小測量 h 的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠(yuǎn)一些，但紙帶也不宜過長，有效

8、長度可在 6080 cm 內(nèi)(7)因為實驗要求第一個點對應(yīng)重錘開始下落的時刻，這就要盡量使該點是清晰小點，為此提起紙帶的手要保持不動，待接通電源，打點計時器正常工作后再松開紙帶3(2010 年新課標(biāo)卷)圖 556 為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有_(填入正確選項前的字母)A米尺C012 V 的直流電源B秒表D012 V 的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_.(寫出兩個原因)答案：(1)AD(2)紙帶與打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有

9、誤差圖 5564(2010 年廣州二模)用如圖 557 所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗打點計時器的打點周期為 T，重錘的質(zhì)量為 m，重力加速度為 g.(1)完成下面部分實驗步驟的相關(guān)內(nèi)容：A按圖示的裝置安裝器件B 將打點計時器接到_( 填“直流”或“交流”)電源上C先_，再_，讓重錘拖著紙帶從高處自由下落D圖 557(2)圖 558 是實驗打出的紙帶， O 是速度為零的點，A、B、C 是從合適位置選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)，量得 d1、d2、d3.取圖中 O 和_(填“A”、“B”或“C”)點來驗證機械能守恒定律比較簡捷方便，打點計時器打下該點時重錘的動能 Ek_.圖 558熱點

10、紙帶數(shù)據(jù)處理【例 1】(2010 年湛江二模)在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量 m1.00 kg 的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點如圖 559 所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O 為第一個點，A、B、C 為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)已知打點計時器每隔 0.02 s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g9.80 m/s2.那么：(1)紙帶的_端(選填“左”或“右)與重物相連；(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中 O 點和_點來驗證機械能守恒定律；(3)從 O 點到所取點，重物重力勢能減少量Ep_J，動能增加量Ek_J；(結(jié)果取 3 位有效數(shù)字)(4)實驗

11、的結(jié)論是_圖 5591(2010 年揭陽梅州三校聯(lián)考)某實驗小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功裝置如圖 5510，一木塊放在粗糙的水平長木板上，右側(cè)栓有一細(xì)線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊左側(cè)與穿過打點計時器的紙帶相連，長木板固定在水平實驗臺上實驗時，木塊在重物牽引下向右運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向右做勻減速運動，圖 5511 給出了重物落地后打點計時器打出的紙帶，系列小黑點是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有 4 個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖所示打點計時器所用交流電頻率為 50 Hz，不計紙帶與木塊間的拉力圖 5510圖 5511(1)可以判斷紙帶的_(左或右端)與木塊連接根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算打點計時器在打下 A 點和 B 點時木塊的速度 vA_m/s，vB_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)要測量在 AB 段木板對木塊的摩擦力所做的功 WAB，還需要 的 實 驗 器 材 是 _ ， 還 應(yīng) 測 量 的 物 理 量 是_(填入所選實驗器材和物理量前的字母)B木塊的質(zhì)量 m1D重物質(zhì)量 m3FAB 段的距離 lABH秒表A木板的長度 lC木板的質(zhì)量 m2E木塊運動的時間 tG天平J彈簧測力計答案：(1)右端0.72 0.97 (2)GB