1、第21講本單元實驗考點整合實驗一探究動能定理 1.實驗目的：探究外力對物體做功與物體_的關系 2.實驗器材與實驗裝置小車(前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長木板(兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘)、_及紙帶、學生電源及導線(使用電火花計時器不用學生電源)、56條等長的_、刻度尺 實驗裝置如圖211所示第21講 考點整合彈性勢能彈簧紙帶第21講 考點整合 實驗二驗證機械能守恒定律 1.實驗目的：驗證機械能守恒定律 2.實驗器材與實驗裝置鐵架臺(含鐵夾)、_學生電源、紙帶、復寫紙、導線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾) 實驗裝置如圖212所示 3.注意事項 (1)應盡可能控制實驗條件，即應滿足機械

2、能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響 (2)驗證機械能守恒時，可以_物體質(zhì)量，只要比較v和ghn是否相等即可驗證機械能是否守恒打點計時器不測出要點探究探究點一實驗原理與實驗操作 一、探究動能定理 1.實驗原理 探究功與物體動能變化的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同功時物體的速度為簡化實驗，可將物體的初速度設置為零，用如圖213所示的裝置進行實驗，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.第21講 要點探究第21講 要點探究 2.實驗步驟 (1)按圖213將實驗儀器安裝好，同時平衡摩擦力 (2)先用一條橡皮筋做

3、實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設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)用兩條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這時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條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格 (5)用作圖法分析數(shù)據(jù)，得出結論第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究例1用如圖216所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列

4、的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律第21講 要點探究 (1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟： A.按照圖示的裝置安裝器件； B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上； C.用天平測量出重錘的質(zhì)量； D.釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶； E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離； F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E，將其選項對應的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因答：_第21講 要點探究 (2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值，如圖217所示根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的

5、連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為s0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a_.第21講 要點探究 (3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小若已知當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g，還需要測量的物理量是_試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為F_.第21講 要點探究第21講 要點探究 點評 打點計時器是高中物理中最常用和最重要的儀器

6、，要使用打點計時器，必須要配備的其他儀器有：交流電源、紙帶、導線和刻度尺第21講 要點探究變式題 2011德州模擬 關于“探究動能定理”的實驗中，下列敘述正確的是()A.每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B.每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C.放小車的長木板應該盡量使其水平D.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出第21講 要點探究D 解析 本實驗不必測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出以后每次實驗時橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，A錯；每次實驗時橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，只有這樣才能只能保證以后每次實驗時橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，否則，功的數(shù)值難以測定，B錯

7、；小車運動過程中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯；實驗時，應該先接通電源，讓打點計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D對探究點二數(shù)據(jù)處理與誤差分析 1.探究動能定理的實驗 (1)數(shù)據(jù)處理 小車速度的測量：探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關系，要測量彈力做功結束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度，應選用紙帶上點跡均勻的部分 圖象分析：以橡皮筋對小車做的功W為縱坐標，小車獲得的速度為橫坐標，以第一次實驗時的功W為單位，作出Wv圖象，分析這條圖線，可以得知橡皮筋對小車做的功W與小車獲得的速度v的定量關系第21講 要點探究 (2)減小實驗誤差應注意的問題 在長木板

8、上，小車、鐵釘、打點計時器的位置應調(diào)整適當，以保證打在紙帶上的點便于處理，求出小車運動的速度 平衡摩擦力時，可使木板略微傾斜，保證小車脫離橡皮筋后做勻速運動 (3)若小車的質(zhì)量較小，當用多條橡皮筋時，打出的點過少，應改用質(zhì)量稍大的小車(或加砝碼)，以保證打出的點便于處理第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究 本實驗的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差，減小誤差的辦法是測下落距離時都從O點測量，一次將各點對應的下落高度測量完，或者多次測量取平均值 重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，所以系統(tǒng)誤差總是使動能的增加量略小于重力勢能的減少量 3.打點計時器問題探究

9、動能定理和驗證機械能守恒定律實驗中均使用打點計時器，使用打點計時器時應注意： (1)應先接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶 (2)交流電頻率的變化會引起打點時間間隔變化而產(chǎn)生誤差當交流電頻率的升高時，實際打點時間間隔小于理論時間間隔，使測得的速度小于實際速度 (3)計數(shù)點選擇不當、振動片振動不均勻、紙帶放置方法不正確引起的摩擦都會產(chǎn)生實驗誤差.第21講 要點探究例2為了探究力對物體做功與物體速度變化的關系，現(xiàn)提供如圖218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(打點計時器所用交流電頻率為50 Hz)：第21講 要點探究(1)為了消除摩擦力的影響，

10、應采取什么措施？_. (2)當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進行第1次、第2次、第3次實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度應都保持一致，我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W. (3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如圖219所示是其中四次實驗打出的部分紙帶第21講 要點探究第21講 要點探究 (4)試根據(jù)第(2)、(3)中的信息，填寫下表從表中數(shù)據(jù)可得出的結論是：_.第21講 要點探究第21講 要點探究 點評 該題綜合考查了本實驗的注意事項、數(shù)據(jù)處理及結論，對考生的能力要求較高第21講 要點探究變式題1在一次演示實驗中，一個壓緊的彈簧沿一粗糙

11、水平面射出一個小物體，測得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面滑動的距離s如下表所示由此表可以歸納出小物體滑動的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關系，并猜測彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關系分別是(選項中k1、k2是常量)()A.sk1d，Epk2d Bsk1d，Epk2d2C.sk1d2，Epk2d Dsk1d2，Epk2d2第21講 要點探究 D 解析 從表中數(shù)據(jù)可以看出，滑動距離s與彈簧壓縮的距離d的平方成正比，即sk1d2，由于小球的動能全部來自于彈簧的彈性勢能，小球在滑動過程中動能又全部轉(zhuǎn)化為摩擦力做的功，所以彈性勢能與摩擦力做功相等，即D正確第21講 要點探究變式題2201

12、0安徽卷 利用圖2110所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案：第21講 要點探究第21講 要點探究d 解析 由于摩擦阻力等因素的存在，物體加速度ag，a、b、c三項均不正確探究點三同類實驗拓展與創(chuàng)新 驗證機械能守恒定律的方法很多，在具體的實驗過程中有許多創(chuàng)新，但無論是哪種情況，都要先確定初末狀態(tài)，利用數(shù)據(jù)得到動能的變化量，與重力做功去比較，得出結論.第21講 要點探究第21講 要點探究 例3用氣墊導軌裝置驗證機械能守恒定律，先非常仔細地把導軌調(diào)成水平，然后如圖2111所示用墊塊

13、把導軌一端墊高H.滑塊m上面裝l3 cm的擋光框，使它由軌道上端任一處滑下，測出它通過電門G1和G2時的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2這段過程中動能的增加量Ekm(vv)；再算出重力勢能的減少量Epmgh，比較Ek與Ep的大小，便可驗證機械能是否守恒 (1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊通過G1時的高度h如何求出？ (2)若測得圖中L1 m，s0.5 m，H20 cm，m500 g，滑塊通過G1和G2的時間分別為5.0102 s和2.0102 s，當?shù)刂亓铀俣萭9.80 m/s2，試判斷機械能是否守恒第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究第21講 要點探究 點評

14、 本實驗設計是對課本實驗原理的拓展，主要考查在新情景中對已學知識的遷移應用，考查分析、處理實際問題的綜合能力第21講 要點探究變式題 如圖2112甲所示，用包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重錘，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器當燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號，如圖2111乙所示測得記號之間的距離依次為26 mm、42 mm、58 mm、74 mm、90 mm、106 mm，已知馬達銘牌上標有“1500 r/min”的字樣，由此驗證機械能守恒第21講 要點探究由以上內(nèi)容回答下列問題： (1)毛筆畫相鄰兩線的時間間隔T_，乙中圓

15、柱棒的_(選填“左”或“右”)端是懸掛端 (2)根據(jù)圖乙中所給數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時，圓柱棒下落速度vC_，畫下記號D時，圓柱棒下落速度vD_，動能的變化量為_，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化量為_，由此可得出結論為_第21講 要點探究第21講 要點探究9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16

16、Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10

17、/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oc

18、t-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、越是沒有本領的就越加自命