高中物理实验5探究动能定理学案
13页1、实验五探究动能定理考纲解读1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系.2.通过分析论证和实验探究的过程,培养实验探究能力和创新精神基本实验要求1实验目的探究功与物体速度变化的关系2实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为2W.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为3W.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度,列表、作图,由图象可以确定速度变化与功的关系3实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等4实验步骤(1)垫高木板的一端,平衡摩擦力(2)拉伸的橡皮筋对小车做功:用一条橡皮筋拉小车做功W.用两条橡皮筋拉小车做功2W.用三条橡皮筋拉小车做功3W.(3)测出每次做功后小车获得的速度(4)分别用各次实验测得的v和W绘制Wv或Wv2、Wv3、图象,直到明确得出W和v的关系5实验结论物体速度v与外力做功W间的关系Wmv2.规律方法总结1实验注意事项(1)将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动,找到长木板的一个合
2、适的倾角(2)测小车速度时,应选纸带上的点均匀的部分,也就是选小车做匀速运动的部分(3)橡皮筋应选规格一样的力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值(4)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些2实验探究的技巧与方法(1)不直接计算W和v的数值,而只是看第2次、第3次实验中的W和v是第1次的多少倍,简化数据的测量和处理(2)做Wv图象,或Wv2、Wv3图象,直到作出的图象是一条倾斜的直线考点一实验原理与实验操作例1(2014天津9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图1所示图1若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些_实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等
3、于小车受的合力平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:_.他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力解析本实验需要知道小车的动能,因此还需要用天平测出小车的质量,用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度,求出小车的瞬时速度牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力,选项D正确在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量,故可在小车上加适量砝码(或钩码)当小车在运动过程中存在阻力时,拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能增量,故拉力做功总是要比小车动能增量大一些;当钩码加速运动时,钩码重力大于细绳拉力,此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,则拉力做功要比小车动能增量大,故只
4、有C、D正确答案刻度尺、天平(包括砝码)D可在小车上加适量砝码(或钩码)CD变式题组1实验原理与实验操作某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图2所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致),每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算图2(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源(2)实验中,小车会受到摩擦力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,则下面操作正确的是()A放开小车,能够自由下滑即可B放开小车,能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车
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