2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第五章 实验五 探究动能定理 .pdf
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1、实验五 探究动能定理实验五 探究动能定理 实验基础实验基础 命题研析命题研析 实验基础实验基础 落实基础落实基础提炼精髓提炼精髓 注意事项注意事项 1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力. .由于我们用绳的拉力确定对小车做的功由于我们用绳的拉力确定对小车做的功, ,因此应设法排除其他因此应设法排除其他 力的影响力的影响, ,实际操作中是采用把木板的一端垫高实际操作中是采用把木板的一端垫高, ,用小车重力的分力和阻力平用小车重力的分力和阻力平 衡的方法来消除阻力的影响衡的方法来消除阻力的影响. . 2.2.尽量减小小车的加速度尽量减小小车的加速度. .因为砝码和小盘拉着小车加速运动时因为砝码和小盘拉着小车
2、加速运动时, ,砝码和小盘砝码和小盘 处于失重状态处于失重状态, ,小车受到的拉力小于砝码和小盘的总重力小车受到的拉力小于砝码和小盘的总重力. .为减小这一系统误为减小这一系统误 差差, ,应使小车的加速度尽量小应使小车的加速度尽量小, ,也就是实验中必须满足砝码和小盘的总质量远也就是实验中必须满足砝码和小盘的总质量远 小于小车的质量小于小车的质量. . 误差分析误差分析 1 1. .实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的, , 但实际上二者并不相同但实际上二者并不相同, ,这是因为砝码和小盘的总重力
3、与绳的拉力是不一样的这是因为砝码和小盘的总重力与绳的拉力是不一样的. . 2 2. .在在m m M M时时, ,细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力; ;m m越大越大, ,误差越大误差越大. .因此因此 实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量. . 命题研析命题研析 突破常规突破常规注重创新注重创新 命题点一 常规实验命题点一 常规实验 【典例典例1 1】 (2017(2017江苏卷江苏卷,10,10) )利用如图利用如图( (甲甲) )所示的实验装置探究恒力做功与物所示的实验装置探究恒力做功与物 体动能
4、变化的关系体动能变化的关系. .小车的质量为小车的质量为M=200.0 g,M=200.0 g,钩码的质量为钩码的质量为m=10.0 g,m=10.0 g,打点计时打点计时 器的电源为器的电源为50 Hz50 Hz的交流电的交流电. . (1)(1)挂钩码前挂钩码前, ,为了消除摩擦力的影响为了消除摩擦力的影响, ,应调节木板右侧的高度应调节木板右侧的高度, ,直至向左轻推直至向左轻推 小车观察到小车观察到 . . (2)(2)挂上钩码挂上钩码, ,按实验要求打出的一条纸带如图按实验要求打出的一条纸带如图( (乙乙) )所示所示. .选择某一点为选择某一点为O,O,依依 次每隔次每隔4 4个计
5、时点取一个计数点个计时点取一个计数点. .用刻度尺量出相邻计数点间的距离用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,x,记录记录 在纸带上在纸带上. .计算打出各计数点时小车的速度计算打出各计数点时小车的速度v,v,其中打出计数点其中打出计数点“1 1”时小车的时小车的 速度速度v v1 1= = m/s.m/s. 答案答案: :(1)(1)小车做匀速运动 小车做匀速运动 (2)0.228(2)0.228 W/(W/(1010-3 -3 J) J)2.452.452.922.923.353.353.813.814.264.26 EEk k/(/(1010-3 -3 J) J)2.312.312.732.
6、733.123.123.613.614.004.00 请根据表中的数据请根据表中的数据, ,在方格纸上作出在方格纸上作出EEk k- -W W图像图像. . 答案答案: :(3)(3)如图所示如图所示 (4)(4)实验结果表明实验结果表明,E,Ek k总是略小于总是略小于W.W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩 码重力造成的码重力造成的. .用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=F= N.N. 答案答案: :(4)0.093(4)0.093 方法技巧方法技巧 实验数据的处理方法实验数据的处理方
7、法 处理实验数据的方法有平均值法、列表法和图像法处理实验数据的方法有平均值法、列表法和图像法, ,本题主要采用了后两种方本题主要采用了后两种方 法处理实验数据法处理实验数据. .列表法的优点是简明表示出有关物理量之间的关系列表法的优点是简明表示出有关物理量之间的关系, ,便于检便于检 查测量结果和运算是否合理查测量结果和运算是否合理, ,有助于发现和分析问题有助于发现和分析问题, ,而且列表法还是图像法而且列表法还是图像法 的基础的基础. .图像法的优点是通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系图像法的优点是通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系, ,并并 便于找出其中的规律便于找出其中
8、的规律, ,确定对应量的函数关系确定对应量的函数关系. . 题组训练题组训练 1.1.如图所示如图所示, ,某同学在做某同学在做“探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系”的实验的实验. .当小车在当小车在1 1条橡条橡 皮筋的作用下沿木板滑行时皮筋的作用下沿木板滑行时, ,橡皮筋对小车做的功记为橡皮筋对小车做的功记为W.W.当用当用2 2条、条、3 3条条橡皮橡皮 筋重复实验时筋重复实验时, ,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W,3W2W,3W (1)(1)图图1 1中电火花计时器的工作电压是中电火花计时器的工作电压是 V V的交流电的交流电.
9、. (2)(2)实验室提供的器材如下实验室提供的器材如下: :长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电 源等源等, ,还缺少的测量工具是还缺少的测量工具是 . . 解析解析: :(1)(1)电火花计时器的工作电压是电火花计时器的工作电压是220 V220 V的交流电的交流电; ; (2)(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离处理实验数据时需要测量两计数点间的距离, ,因此还需要的器材是刻度尺因此还需要的器材是刻度尺; ; 答案答案: :(1)220(1)220 (2)(2)刻度尺刻度尺 (3)(3)图图1 1中小车上有一固定小立柱中小车上有
10、一固定小立柱, ,如图如图2 2中给出了中给出了4 4种橡皮筋与小立柱的套接方种橡皮筋与小立柱的套接方 式式, ,为减小实验误差为减小实验误差, ,你认为最合理的套接方式是你认为最合理的套接方式是 . . 解析解析: :(3)(3)橡皮筋最合理的套接方式是橡皮筋最合理的套接方式是A,A,以以A A的方式套接释放小车后的方式套接释放小车后, ,橡皮筋不橡皮筋不 会影响小车的运动会影响小车的运动; ; 答案答案: :(3)A(3)A (4)(4)在正确操作的情况下在正确操作的情况下, ,某次实验所打的纸带如图某次实验所打的纸带如图3 3所示所示. .打在纸带上的点并不打在纸带上的点并不 都是均匀的
11、都是均匀的, ,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度, ,应选用纸带的应选用纸带的 部部 分进行测量分进行测量( (根据纸带中字母回答根据纸带中字母回答),),小车获得的速度是小车获得的速度是 m/s.(m/s.(结果保结果保 留留2 2位有效数字位有效数字) ) 答案答案: :(4)GJ(4)GJ 0.650.65 2.2.(2017(2017北京卷北京卷,21,21) )如图如图1 1所示所示, ,用质量为用质量为m m的重物通过滑轮牵引小车的重物通过滑轮牵引小车, ,使它在使它在 长木板上运动长木板上运动, ,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况打点计时器
12、在纸带上记录小车的运动情况. .利用该装置可以完利用该装置可以完 成成“探究动能定理探究动能定理”的实验的实验. . (1)(1)打点计时器使用的电源是打点计时器使用的电源是 ( (选填选项前的字母选填选项前的字母).). A.A.直流电源直流电源 B.B.交流电源交流电源 (2)(2)实验中实验中, ,需要平衡摩擦力和其他阻力需要平衡摩擦力和其他阻力. .正确操作方法是正确操作方法是 ( (选填选选填选 项前的字母项前的字母).). A.A.把长木板右端垫高把长木板右端垫高 B. B.改变小车的质量改变小车的质量 在不挂重物且在不挂重物且 ( (选填选项前的字母选填选项前的字母) )的情况下
13、的情况下, ,轻推一下小车轻推一下小车, ,若若 小车拖着纸带做匀速运动小车拖着纸带做匀速运动, ,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响. . A.A.计时器不打点计时器不打点 B. B.计时器打点计时器打点 解析解析: :(1)(1)打点计时器是一种使用交流电源的仪器打点计时器是一种使用交流电源的仪器, ,选项选项A A错误错误,B,B正确正确; ; (2)(2)平衡摩擦力和其他阻力的正确操作方法是垫高长木板固定打点计时器的平衡摩擦力和其他阻力的正确操作方法是垫高长木板固定打点计时器的 一端一端, ,若小车拖着的纸带打点间距相等若小车拖着的纸带打点间距相等
14、, ,则表明小车在长木板上做匀速运动则表明小车在长木板上做匀速运动, , 此时重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力和其他阻力此时重力沿斜面向下的分力正好平衡摩擦力和其他阻力. . 答案答案: :(1)B(1)B (2)A(2)A B B (3)(3)接通电源接通电源, ,释放小车释放小车, ,打点计时器在纸带上打下一系列点打点计时器在纸带上打下一系列点, ,将打下的第一个将打下的第一个 点标为点标为O.O.在纸带上依次取在纸带上依次取A,B,C A,B,C 若干个计数点若干个计数点, ,已知相邻计数点间的时间间已知相邻计数点间的时间间 隔为隔为T.T.测得测得A,B,CA,B,C各点到各点到O
15、O点的距离为点的距离为x x1 1,x,x2 2,x,x3 3,如图如图2 2所示所示. . 实验中实验中, ,重物质量远小于小车质量重物质量远小于小车质量, ,可认为小车所受的拉力大小为可认为小车所受的拉力大小为mg,mg,从打从打O O点点 到打到打B B点的过程中点的过程中, ,拉力对小车做的功拉力对小车做的功W=W= , ,打打B B点时小车的速点时小车的速 度度v=v= . . (4)(4)以以v v2 2为纵坐标为纵坐标,W,W为横坐标为横坐标, ,利用实验数据作出如图利用实验数据作出如图3 3所示的所示的v v2 2- -W W图像图像. .由此图由此图 像可得像可得v v2 2
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