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,自主学习,考点突破,第六章机械能守恒定律,高考总复习 一轮复习导学案 物理,单击此处编辑母版文本样式,随堂验收,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章机械能守恒定律,试验四：探究动能定理,0,1/60,2/60,1.了解探究动能定理试验原理,2.掌握探究动能定理数据处理方法,3.会分析探究动能定理试验误差,3/60,1.试验目标,(1)经过试验探究外力对物体做功与物体速度改变关系,(2)经过分析试验数据，总结出做功与物体速度_成正百分比关系,平方,4/60,2.试验原理,(1)不是直接测量对小车做功，而是经过改变橡皮筋条数确定对小车做功,W,、2,W,、3,W,、,(2)因为橡皮筋做功而使小车取得速度能够由纸带和打点计时器测出，也能够用其它方法测出这么，进行若干次测量，就得到若干组功和速度数据,(3)以橡皮筋对小车做功为纵坐标，分别以小车取得速度,v,、,v,2,为横坐标，作出,W,v,、,W,v,2,曲线，分析这些曲线，能够得知橡皮筋对小车做功与小车取得速度定量关系,5/60,3.试验器材,小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器时不用学生电源)、56条相同橡皮筋、_.,4.试验步骤,(1)按图所表示将试验仪器安装好,刻度尺,6/60,(2)平衡摩擦力：在长木板有打点计时器一端下面垫一块木板，重复移动木板位置，直至小车上不挂橡皮筋时，纸带打出点_，即小车能匀速运动为止,(3)先用一条橡皮筋做试验，用打点计时器和纸带测出小车取得速度,v,1,，设此时橡皮筋对小车做功为,W,1,，将这一组数据记入表格,间距均匀,7/60,(4)用2条橡皮筋做试验，试验中橡皮筋拉伸长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做功为,W,2,，测出小车取得速度,v,2,，将数据记入表格,(5)用3条、4条橡皮筋做试验，用一样方法测出功和速度，记入表格,8/60,5.注意事项,(1)平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下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点均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个适当倾角,(2)测小车速度时，纸带上点应选均匀部分，也就是选小车做匀速运动状态时对应点,(3)橡皮筋应选规格一样力对小车做功以一条橡皮筋做功为单位即可，无须计算出详细数值,(4)小车质量应大一些，使纸带上打点多一些,9/60,6.误差分析,(1)误差主要起源是_，使橡皮筋拉力做功,W,与橡皮筋条数不成正比,(2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大,(3)利用打上点纸带计算小车速度时，测量不准带来误差,橡皮筋长度、粗细不一,10/60,11/60,1.试验原理了解,(1)为使细线拉力作为小车合外力，本试验必须平衡小车摩擦力,(2)平衡摩擦力时，轻推小车，只要纸带上点间距相等，小车做匀速运动即可完成,试验原理与操作,12/60,2.试验操作注意事项,(1)平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下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点均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个适当倾角,(2)静止释放：由静止释放小车，小车动能增量等于小车末动能,(3)选点测速：测小车速度时，纸带上点应选均匀部分，也就是选小车做匀速运动状态,(4)规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做功以一条橡皮筋做功为单位即可，无须计算出详细数值,13/60,典题演示1,(原创),某同学现要用图甲来“探究动能定理”,(1)完成以下部分试验步骤所缺内容：,安装好试验器材，小车先不挂钩码，对小车进行_试验操作,甲,平衡摩擦力,14/60,给小车挂上钩码进行试验图乙是从屡次试验中选出一条纸带置于一透明刻度尺上在纸带上选择起始点,O,及,A,、,B,、,C,、,D,、,E,和,F,七个计数点，可取得各计数点到,O,距离,s,，由图乙读得,O,到,C,点位移为,s,3,_ cm.,乙,5.035.05(在这个范围内都对),15/60,由图乙求出小车在各计数点瞬时速度大小,v,1,、,v,2,、,v,5,，则打点计时器打下,C,点时小车速度为,v,3,_m/s.,(2)由图乙可知小车在此次试验加速度大小为,a,_m/s,2,.,0.49,1.22,16/60,(3)计算出打点计时器打下,A,、,B,、,E,时小车瞬时速度平方,v,、,v,，然后分别求出,v,、,v,与,v,差值,v,、,v,、,v,，最终计算出小车经过,s,AB,、,s,BC,、,s,DE,位移时钩码重力对小车做功,W,1,、,W,2,、,W,4,，最终得到了如图丙所表示,v,2,W,图象,丙,17/60,经过图象可得到结论是_ _，,(4)若图线斜率,k,18，则小车质量,M,_ kg.(保留三位有效数字),合外力对物体做功等于,物体动能改变量,0.111,18/60,19/60,20/60,1.数据处理方法,(1)纸带上点间距相等部分对应橡皮筋松弛后小车取得末速度,(2)因完全相同橡皮筋，拉伸相同长度，故橡皮筋对小车做总功与橡皮筋条数成正比,数据处理与误差分析,21/60,2.利用图象探究物理量间关系,(1)利用图象探究物理量间关系时，首先确定横、纵坐标轴对应物理量及单位,(2)依据表中数据确定横、纵坐标轴标度,(3)认真描写各坐标点,(4)先作个,W,v,草图，大致判断两个量可能是什么关系.假如认为可能是,W,v,2,，对于每一个速度值算出它二次方，然后以,W,为纵坐标、,v,2,为横坐标作图，假如这么作出来图象是一条直线，说明二者关系真就是,W,v,2,.,22/60,3.减小误差方法,类型,产生原因,减小方法,偶然,误差,小车速度测量误差,屡次测量s，求平均值,摩擦力做功,平衡摩擦力适当,系统,误差,橡皮筋长度、粗细不一,选规格相同橡皮筋,23/60,典题演示2,(河南开封三模),传感器是一个将非电学量转换成电信号检测装置它是实现自动检测和自动控制首要步骤某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器深入探究变力作用下动能定理如图甲所表示，他们用力传感器经过定滑轮直接拉固定在小车上细绳，测出拉力,F,；用位移传感器测出小车位移,s,和瞬时速度已知小车质量为200 g.,甲,24/60,(1)某次试验得出拉力,F,随位移,s,改变规律如图乙所表示，速度,v,随位移,s,改变规律如图丙所表示利用所得,Fs,图象，求出,s,0.30 m到0.52 m过程中力,F,做功,W,_J，此过程动能改变,E,k,_J(保留两位有效数字),乙,丙,0.18,0.17,25/60,(2)以下情况中可减小试验误差操作是_(填选项前字母，可能不止一个选项),A.使拉力,F,要远小于小车重力,B.试验时要先平衡摩擦力,C.要使细绳与滑板表面平行,BC,26/60,27/60,1.试验原理创新,(1)弹簧弹力对物体做功为合外力功,(2)物体动能增量由平抛运动规律计算得出,2.试验目标创新,由物体平衡条件求解弹簧劲度系数,试验改进与创新,28/60,29/60,典题演示3,(改编),某同学“验证动能定理”试验装置如图甲所表示水平桌面上固定一倾斜气垫导轨；导轨上,A,点处有一带遮光片长方形滑块，其总质量为,M,，试验步骤以下：,甲,30/60,用游标卡尺测出挡光片宽度,d,.,安装好试验器材，给气垫导轨接上气源，然后读出拉力传感器示数，记为,F,，同时从气垫导轨刻度尺上读出,M,与光电门之间距离,L,.,用剪刀剪断细绳，让滑块滑向光电门，并统计,M,经过光电门时间,t,.,31/60,屡次改变滑块与光电门之间位置，每次试验测量对应,L,与,t,值，结果以下表所表示：,1,2,3,4,5,L,(m),0.600,0.800,1.000,1.200,1.400,t,(ms),8.22,7.17,6.44,5.85,5.43,1/,t,2,(10,4,s,2,),1.48,1.95,2.41,2.92,3.39,32/60,试分析以下问题：,(1)用游标卡尺测量遮光片宽度,d,测量结果如图乙所表示，则,d,_ cm.,乙,1.00,33/60,F,FL,34/60,能,得到试验图象为线性图象，与理论值相符合,丙,(5)本试验中还可求得滑块下滑加速度,a,_m/s,2,.,1.65,35/60,36/60,(4)所作图象如图所表示,37/60,38/60,39/60,1.,(南京、盐城、连云港二模),为验证“拉力做功与物体动能改变关系”，某同学到试验室找到以下器材：长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200 g小车、质量分别为10 g、30 g和50 g钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡)该同学进行以下操作：,40/60,A.组装试验装置，如图(a)所表示,B.将质量为200 g小车拉到打点计时器附近，并按住小车,C.选取50 g钩码挂在拉线挂钩,P,上,D.释放小车，按通打点计时器电源，打出一条纸带,E.在屡次重复试验得到纸带中选出一条点迹清楚纸带，如图(b)所表示,F.进行数据采集与处理,41/60,42/60,请你完成以下问题：,(1)进行试验时，学生电源选择用_(填“直流”或“交流”)挡,(2)该同学将纸带上打第一点标为“0”，且认为打“0”时小车速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间时间间隔为0.1 s，如图(b)所表示该同学测量出计数点0到计数点3、4、5距离，并标在图(b)上则在打计数点4时，小车速度大小为_ m/s；假如将钩码重力在数值上当做小车所受拉力，则在打计数点0到4过程中，拉力对小车做功为_ J，小车动能增量为_ J(取重力加速度,g,9.8 m/s,2,，结果均保留两位有效数字),交流,0.58,5.910,2,3.410,2,43/60,(3)由(2)中数据发觉，该同学并没有能够得到“拉力对物体做功等于物体动能增量”结论，且对其它点(如2、3、5点)进行计算结果与4计数点相同你认为产生这种试验结果主要原因有：(写出两条即可),_.,_.,_.,小车质量不满足远大于钩码质量,没有平衡摩擦力,没考虑砝码动能增加,44/60,45/60,2.,(安徽合肥二模),某试验小组要探究力对物体做功与物体取得速度关系，选取试验装置以下列图所表示,(1)除了图中已经有试验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源.,交流,46/60,(2)试验主要步骤以下：,.试验时，为使小车所受协力等于橡皮筋拉力，在未连接橡皮筋前将木板左端用小木块垫起，使木板倾斜适当角度，开启电源，轻推小车，得到纸带应该是_(填“甲”或“乙”),乙,47/60,.小车在一条橡皮筋作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程橡皮筋对小车做功为,W,.,.再分别改用完全相同2条、3条、橡皮筋作用于小车，每次释放小车时：除由静止释放外，还必须_ _(填写对应试验条件)，使得每次每条橡皮筋对小车做功都为,W,.,.分析打点计时器打出纸带，分别求出小车每次取得最大速度,v,1,、,v,2,、,v,3,、.下列图是试验中打出一条纸带，为了测量小车取得最大速度，应选取纸带_部分进行测量,每次从同一,位置释放,GK,(或,HK,),48/60,.作出,W-,v,图象，则以下符合实际图象是_,D,49/60,(3)若该小组试验时遗忘了上述步骤 操作情况下也完成了整个试验，那么当小车速度最大时，橡皮筋处于_(填“伸长”或“原长”)状态,伸长,50/60,【解析,】,(1)除了图中已经有试验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源(2),.再分别改用完全相同2条、3条、橡皮筋作用于小车，每次释放小车时：除由静止释放外，还必须每次从同一位置释放使得每次每条橡皮筋对小车做功都为,W,.,.应选取纸带,GK,部分进行测量，即匀速运动,.由,W,与,v,2,成正比，作出,W-,v,图象，则以下符合实际图象是D.(3)若该小组试验时遗忘了上述步骤,操作情况下也完成了整个试验，那么当小车速度最大时，橡皮筋处于伸长状态,51/60,3.,(山东青岛质检),某试验小组在试验室中利用图甲所表示试验装置来探究协力做功与物体动能改变关系试验步骤以下：,将木板固定在水平桌面上，一端装上定滑轮，木板上放置一质量,M,200 g滑块，左端与穿过电磁打点计时器纸带相连,将左端适当垫高，给滑块一个初速度，滑块恰好能做匀速直线运动,52/60,滑块右端经过跨过定滑轮细线与质量,m,10 g钩码连接，试验中用钩码重力代替小车受到拉力接通电源，释放钩码，滑块开始运动，打点计时器打出纸带一部分如图乙所表示，0、1、5、6为计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出已知打点计时器使用交流电源频率为50 Hz，当地重力加速度,g,9.8 m/s,2,，全部运算结果均保留两位有效数字,53/60,(1)滑块打点1时动能为_J，打点5时动能为_J.,(2)在从点1运动到点5过程中拉力所做功,W,_J.,(3)经过计算，发觉拉力所做功_(填“大于”“小于”或者“等于”)滑块动能增加，原因是_.,1.510,3,9.810,3,8.610,3,大于,钩码重力大于细线对小车拉力,54/60,55/60,4.,(广东广州一模),用如图甲所表示试验装置完成“探究动能定理”试验请补充完整以下试验步骤相关内容：,甲,乙,56/60,(1)用天平测量小车和遮光片总质量,M,、砝码盘质量,m,0,；用游标卡尺测量遮光片宽度,d,，游标卡尺示数如图乙所表示，其读数为_cm；按图甲所表示安装好试验装置，用米尺测量两光电门之间距离,s,.,(2)在砝码盘中放入适量砝码；适当调整长木板倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门,A,和光电门,B,时间相等,(3)取下细绳和砝码盘，记下_(填写对应物理量及其符号),(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门,A,和光电门,B,所用时间,t,1,和,t,2,.,0.520(0.515、0.525也可),砝码盘中砝码质量,m,57/60,(5)步骤(4)中，小车从光电门,A,下滑至光电门,B,过程合外力做总功,W,合,_，小车动能改变量,E,k,_(用上述步骤中物理量表示，重力加速度为,g,)，比较,W,合,和,E,k,值，找出二者之间关系,(6)重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复(2)(5)步骤,(,m,m,0,),gs,58/60,(7)本试验中，以下操作或要求中为了减小试验误差是_,A.尽可能减小两光电门间距离,s,B.调整滑轮，使细线与长木板平行,C.使砝码和砝码盘总质量远小于小车质量,B,59/60,60/60,
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