高三物理一轮复习优质课件1：实验五 探究动能定理

【答案】 D
考点二 实验步骤和数据处理 [例2] 为了探究力对物体做的功与物体速度变化的
关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作 用下弹出后，沿木板滑行，请思考并回答下列问题(打 点计时器交流电频率为50 Hz)：
(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？ ___________________________________________
7．实验数据记录 橡皮筋条数 位移 x/m 时间 t/s
速度 v/(m·s－1)
速度平方 v2/(m2·s－2)
8.实验数据处理及分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线 (“W”以一条橡皮筋做的功为单位)．
9．实验结论：由图象可知外力对物体做功与物体速度 变化的关系为W∝v2.
注意事项 1．平衡摩擦力很关键，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，找到木板的一个合适的倾角． 2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的， 也就是选小车做匀速运动状态的． 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．
进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据． 3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的
速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以 得知橡皮筋对小车做小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板，两侧 适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生 电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条 等长的橡皮筋、刻度尺． 实验步骤 1．按图中所示将实验仪器安装好．
(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表.
次数
1 23 4
橡皮筋对小车做的功 W 2W 3W 4W
小车速度 v(m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0
v2(m2/s2)
1.0 2.0 3.0 4.0
从(4表 )由中匀数速据运可动得的出速结度论公：式___v_＝__xt_，_其__中___x__从__图__上__读__出__分__别.
【解析】(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适
当的高度，使小车缓慢匀速下滑．
(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来 进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮 筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋 对小车做的功记为W.
(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打 点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的 部分纸带．
实验五 探究动能定理
实验目的 1．探究外力对物体做功与物体速度变化的关 系． 2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度 平方的正比关系．
实验原理 1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮 筋条数确定对小车做功W、2W、3W… 2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸 带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，
误差分析
1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，
使橡皮筋的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比．
2．没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过
度(倾角过大)也会造成误差． 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准 带来误差.
考点一 对实验原理的理解
[例1]探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的 速度的关系，实验装置如图 所示，实验主要过程如下： (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…； (2)分析打点计时器打出的纸带， 求出小车的速度v1、v2、v3…； (3)作出W－v草图；
(4)分析 W－v 图象．如果 W－v 图象是一条直线，表明 W ∝v；如果不是直线，可考虑是否存在 W∝v2、W∝v3、 W∝ v等关系．
以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是___ A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、 2W、3W…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在 每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡 皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、 3条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，橡 皮筋对小车做的功分别是2W、3W…
5．用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出 功和速度，记入表格．
6．测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究 橡皮筋弹力做的功和小车速度的关系，需要测量弹力做 功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在 纸带上测量的物理量是：A1、A2间的距离x，小车速度的 表达式是v＝ x/ T (T为打点计时器打点的时间间隔)．
2．平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一
端下面垫一块木块，反复移动木板的位置，直至小车
上不挂橡皮筋时，纸带打出的点间距均匀，即小车能
匀速运动为止． 3．先用1条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带
测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功 为W，将这一组数据记入表格．
4．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长 度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为2 W， 测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法可以使木板适 当倾斜 C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上 打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因， 可能是没有使木板倾斜或倾角太小 D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方 法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
【解析】 由于橡皮筋松弛后，小车做匀速运动， 此时的速度是小车的最大速度，也是做功后的最终 速度，故求此速度应用匀速那一段的数据，而不应 该使用从第一点到最后一点的数据来算，故选D.
为 2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm.t＝T＝1f＝0.02 s， 即可求出小车的速度.
(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表.
次数
1 23 4
橡皮筋对小车做的功 W 2W 3W 4W
小车速度 v(m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0