1、新高考物理必考實驗精細精講實驗五探究動能定理學案目錄課前預習根底落實課堂互動考點突破課前預習根底落實【實驗目的】 探究外力做功與物體動能變化的關系?！緦嶒炘怼繉嶒炑b置如圖實V- 1所示，在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤， 小車將在砝碼盤對它的拉力作用下做勻加速直線運動。在打出的紙帶上適當間隔地取兩個點A、B,用平均速度的方法確定出 A B兩點速度vA、vB, 求出此過程中物體動能的變化量為 Ek,測量這段過程中物體運動的距 離X,算出拉力做的功 W通過比擬WOA Ek的值，就可以找出兩者之間 的關系?！緦嶒炂鞑摹块L木板一端帶滑輪 、刻度尺、打點計時器、紙帶、導線、電源、小車、 細線、砝碼盤、砝

2、碼、天平?！緦嶒灢襟E】1 .用天平測出小車質量及砝碼盤的質量，記錄小車的質量M及砝碼盤的質量 m。2按圖安裝實驗器材，只是不要掛砝碼；要調整定滑輪的高度，使細線與木板平行。 3平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復移 動其位置，直到小車在斜面上勻速運動為止。4掛上砝碼 要使小車的質量遠大于砝碼的質量 ，接通電源，放開小車， 打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶并標記使用的砝碼質 量。5.重復步驟4,打23條紙帶。 6改變砝碼盤中砝碼的個數，重復步驟 4、5，再做幾次實驗?！緮祿幚怼繌拿看螌嶒炛羞x取點跡清晰的紙帶，選取計數點 A、B,進行測量運算, 填入下表： 根據

3、實驗數據得出結論。【考前須知】1. 砝碼的質量要遠小于小車的質量。2. 平衡摩擦力時,不要加砝碼,但應連接紙帶且接通電源。3. 小車所受的阻力 f 應包括小車受的摩擦力和打點計時器對小車后所拖 紙帶的摩擦力。4. 小車應靠近打點計時器,并且要先接通電源后再放手。 【誤差分析】1. 實驗的系統誤差是繩對小車的拉力小于砝碼的重力。2. 平衡摩擦力不徹底或平衡過了也會造成誤差。3利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。課堂互動考點突破考點一 對實驗原理的理解 例 1 ( 廣州模擬 ) 某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速 度變化的關系的實驗，實驗開始前，他們提出了以下幾種猜測：M

4、v,Wv2。實驗裝置如圖實V 2甲所示，圖中是小車在一條橡 皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時橡皮筋對小車做的功記為 W。當我們用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第 2次、第3 次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在實驗中獲得 的速度由打點計時器所打的紙帶測出。(1) 實驗時為了使小車相當于只在橡皮筋作用下運動,應采取的措施是(2) 每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的,為了計算出小車獲得的速度,應選用紙帶的 局部進行測量；同學們設計了以下表格來記錄數據。其中 W1 W2 W3 W4表示橡皮 筋對小車做的功，v1、v2、v3、v4表示小車每次獲得的速度。他們根據實驗數據繪

5、制了如圖乙所示的 W-v圖象，由圖象形狀得 出結論 Wx v2。他們的做法是否適宜？請說明理由： 解析 (1) 小車運動過程中要受到摩擦力等阻力的作用,為抵消阻力的作用,可將木板的一端適當墊高，設傾角為 B,只要滿足F阻=mgsin B,便可認為小車只在橡皮筋作用下運動(2) 小車在橡皮筋作用下做加速運動，橡皮筋作用完后小車做勻速運動， 此時紙帶上的打點間距應是均勻的。 因為 Wv圖象是曲線，不能確定 W與 v2的函數關系，所以不適宜。 答案 (1) 把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力(2) 點距均勻(3) 不適宜。由曲線不能直接確定 W、v2 的函數關系，應進一步繪制 Wv2 圖象 點評

6、(1) 實驗中要通過傾斜木板平衡摩擦力，這與探究加速度與力、質量關系 中平衡摩擦力的原因是一樣的。(2) 計算小車的速度時，應選紙帶上點距均勻的局部進行測量。 針對訓練：(福建)在“探究恒力做功與動能改變的關系實驗中(裝置如圖實V-3)：(1) 以下說法哪一項為哪一項正確的 。 (填選項前字母 )A. 平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B. 為減小系統誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C. 實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2) 圖實V 4是實驗中獲得的一條紙帶的一局部，選取 O A B、C計數 點，打點計時器使用的交流電頻率為 50 Hz,那么打B點時小車的瞬時速度大小為m/s(

7、保存三位有效數字)。解析(1) 平衡摩擦力是讓小車重力的下滑分力與摩擦力平衡，故不能掛鉤碼平衡摩擦力，選項 A 錯誤；本實驗中，近似認為小車所受拉力等于鉤碼的 重力，因此應使鉤碼的質量遠小于小車的質量，選項 B 錯誤；實驗時， 為充分利用紙帶，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放，選項C 正確。(2) vB = m/s = 0.653 m/s?？键c二 實驗數據的處理例2如圖實V- 5所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做功和 物體速度變化的關系的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出， 沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W當我們把2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實

8、驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實驗中獲得的速度由打點計 時器所打點的紙帶測出。(1) 除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有 ；(2) 平衡摩擦后，每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的 局部進行測量；(3) 下面是本實驗的數據記錄表，請將第 2次、第3次實驗中橡皮筋 做的功填寫在對應的位置； 從理論上講，橡皮筋做的功 Wn和物體速度 vn變化的關系應是 Wn,請你根據表中測定的數據在如圖實V- 6所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性。 解析 (1) 計算小車速度需要測量紙帶上的點的距離，要用刻度尺。(2) 小車勻速運動時，紙

9、帶上的點的間隔均勻。(3) 橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加 W(4) 縱坐標表示速度的平方，橫坐標表示功，利用描點法描出各組數據對 應的點，然后用平滑曲線連線作出 v Wn圖象，如下列圖。答案(1)刻度尺 (2)點距均勻(3)2W 3W 4W 5W (4)v 圖見解析考點三實驗創新設計1.實驗裝置的改進例3(江西模擬)某學習小組利用如圖實V 7所示的裝置驗證動能 定理。(1) 將氣墊導軌調至水平，安裝好實驗器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s=cm(2) 測量擋光條的寬度d,記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間 t1和厶t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力 F,為了完成實驗，還需

10、 要直接測量的一個物理量是;(3) 該實驗是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量？ (填“是或“否)解析(1) 由圖可知，s= 70.30 cm 20.30 cm = 50.00 cm。(2) 要應用滑塊驗證動能定理，應有關系式：d 2Fs= W故還應測量滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量 M。(3) 因拉力傳感器直接測出滑塊所受的合外力，并不是用砝碼和砝碼盤的 總重力代替合外力做實驗，故沒有必要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小 于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量。 答案 (1)50.00 (2) 滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量 M (3) 否 小結 為減小實驗誤差

11、，本實驗裝置從以下三個方面進行改進：(1) 減小摩擦阻力：用氣墊導軌代替木板。(2) 速度的測量：用光電門代替打點計時器。(3) 拉力的測定：用力傳感器測定力的大小。2實驗原理的遷移應用例4某實驗小組利用如圖實V- 8所示裝置，探究木塊在木板上滑動至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時初速度的關系，實驗 步驟如下：A. 將彈簧左端固定在平臺上，右端自然伸長到平臺右側 0點，木板緊靠 平臺，其上外表與P、0在同一水平面上。使木塊壓縮彈簧自由端至 P點 后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的 B點，記下P點并測出0B間的距 離 L。B. 去掉木板再使木塊壓縮彈簧自由端至 P點并由靜止釋放，測出木

12、塊做 平拋運動的水平位移 x。C. 改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組 L、x數據。D. 用作圖象的方法，探求L與x的關系，得出結論。(1)A 、 B 兩 步 中 ， 均 使 彈 簧 壓 縮 到 同 一 點 P 的 目 的 是(2) 本實驗中，是否必須測出圖中 h 的具體數值？ (填“是或“否)； 實驗小組根據測得的數據，作出L x2圖象如圖實V 9所示，據此，實驗小組便得出結論：摩擦力對木塊做的功與木塊滑上木板時的初速度 平方成正比。請寫出其推理過程： 。 解析 (1) 實驗中要保證木塊滑至 0點的速度不變，A、B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點 P 的目的是保證木塊做平拋運動的初速度與木塊滑上木板時的 初速度相等；(2) 木塊離開平臺后做平拋運動，由于拋出點的高度一定，木塊