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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,*,*,*,试验五探究动能定理,1/39,2/39,误差分析,1.,误差主要起源是橡皮筋长度、粗细不一，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也会造成误差。,3.,利用打上点纸带计算小车速度时，测量不准带来误差。,3/39,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.,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点。,3.,橡皮筋选择：,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。,4/39,热点一教材原型试验,【例,1,】,(,温州模拟),如图,1,所表示，某同学在做,“,探究功与速度改变关系,”,试验。当小车在,1,条橡皮筋作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做功记为,W,。当用,2,条、,3,条,橡皮筋重复试验时，设法使每次试验中橡皮筋所做功分别为,2,W,、,3,W,5/39,(1),图,1,中电火花计时器工作电压是,_V,交流电。,(2),试验室提供器材以下：长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电源等，还缺乏测量工具是,_,。,(3),图,1,中小车上有一固定小立柱，如图,2,中给出了,4,种橡皮筋与小立柱套接方式，为减小试验误差，你认为最合理套接方式是,_,。,6/39,(4),在正确操作情况下，某次试验所打纸带如图,3,所表示。打在纸带上点并不都是均匀，为了测量橡皮筋做功后小车取得速度，应选取纸带,_,部分进行测量,(,依据纸带中字母回答,),，小车取得速度是,_m/s,。,(,结果保留,2,位有效数字,),图,3,7/39,答案(1)220(2)刻度尺(3)A(4),GJ,0.65,解析,(1),电火花计时器工作电压是,220 V,交流电。,(2),处理试验数据时需要测量两计数点间距离，所以还需要器材是刻度尺。,(3),橡皮筋最合理套接方式是A，以A方式套接释放小车后，橡皮筋不会影响小车运动。,8/39,【变式训练1】(廊坊模拟)某同学做探究协力做功和物体速度改变关系试验装置如图,4,甲所表示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行。用1条橡皮筋时对小车做功记为,W,，当用2条、3条完全相同橡皮筋并在一起进行第2次、第3次试验时，每次试验中橡皮筋伸长长度都保持一致。试验中小车取得速度由打点计时器所打纸带求出。,图,4,9/39,(1),木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处状态与小车所在位置，以下说法正确是,_,。,A.,橡皮筋仍处于伸长状态,B.,橡皮筋恰好恢复原长,C.,小车紧靠着打点计时器,D.,小车已超出两个铁钉连线,(2),如图乙所表示是某次操作正确情况下，在频率为,50 Hz,电源下打点计时器统计一条纸带，为了测量小车取得速度，应选取纸带,_(,选填,“,A,F,”,或,“,F,I,”),部分进行测量，速度大小为,_m/s,。,(3),经过该试验正确操作和正确处理数据，应该得出协力做功,W,和物体速度,v,改变关系是,_(,用本问中字母表示,),。,10/39,解析,(1),平衡摩擦力后，橡皮筋拉力等于小车受到协力，橡皮筋做功完成，小车速度最大。若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力操作，所以当小车速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故选项,B,、C、D错误，A正确。,(3),所以,W,与,v,2,成正比，即,W,v,2,。,答案,(1)A,(2),F,I,0.76,(3),W,v,2,11/39,热点二试验拓展创新,1.,装置时代化,12/39,13/39,14/39,15/39,【例2】(北京理综，21)如图,5,所表示，用质量为,m,重物经过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上统计小车运动情况。利用该装置能够完成“探究动能定理”试验。,图,5,16/39,(1),打点计时器使用电源是,_(,选填选项前字母,),。,A.,直流电源,B.,交流电源,(2),试验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确操作方法是,_(,选填选项前字母,),。,A.,把长木板右端垫高,B.,改变小车质量,在不挂重物且,_(,选填选项前字母,),情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力影响。,A.,计时器不打点,B.,计时器打点,17/39,试验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受拉力大小为,mg,，从打,O,点到打,B,点过程中，拉力对小车做功,W,_,，打,B,点时小车速度,v,_,。,(3),接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下第一个点标为,O,。在纸带上依次取,A,、,B,、,C,若干个计数点，已知相邻计数点间时间间隔为,T,，测得,A,、,B,、,C,各点到,O,点距离为,x,1,、,x,2,、,x,3,，如图,6,所表示。,图,6,18/39,(4),以,v,2,为纵坐标，,W,为横坐标，利用试验数据做出如图,7,所表示,v,2,W,图象。由此图象可得,v,2,随,W,改变表示式为,_,。依据功与能关系，动能表示式中可能包含,v,2,这个因子，分析试验结果单位关系，与图线斜率相关物理量应是,_,。,图,7,19/39,(5),假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力影响，若重物质量不满足远小于小车质量条件，则从理论上分析，下列图中正确反应,v,2,W,关系是,_,。,20/39,解析,(1),打点计时器使用交流电源。,(2),平衡摩擦力方法为将木板一端垫高，使得重力沿木板方向分力与全部阻力(包含打点过程中阻力)平衡，使小车做匀速直线运动；判断小车做匀速直线运动是依据纸带上相邻点间距离相等判定，故需计时器打点。,21/39,22/39,【变式训练2】某校物理兴趣小组利用如图,8,所表示装置探究协力做功与动能改变关系。在滑块上安装一遮光条，系轻细绳处安装一拉力传感器(可显示出轻细绳拉力)，把滑块放在水平气垫导轨上,A,处，细绳经过定滑轮与钩码相连，光电门安装在,B,处。气垫导轨充气，将滑块从,A,位置由静止释放后，拉力传感器统计读数为,F,，光电门统计时间为,t,。,图,8,23/39,(1),用螺旋测微器测量遮光条宽度，如图,9,所表示，则宽度为,_mm,。,图,9,24/39,25/39,解析,(1),依据螺旋测微器读数规则，遮光条宽度,d,2.5 mm,0.058 mm,2.558 mm,。,26/39,1.,某学习小组在,“,探究功与速度改变关系,”,试验中采取了如图,10,所表示试验装置。,图,10,(1),将气垫导轨接通气泵，经过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检验是否调平方法是,_,。,27/39,(3),逐根增加橡皮条，统计每次遮光条经过光电门时间，并计算出对应速度。则画出,W,v,2,图象应是,_,。,(2),如图,11,示，游标卡尺测得遮光条宽度,d,_cm,。试验时，将橡皮条挂在滑块挂钩上，向后拉伸一定距离，并做好标识，以确保每次拉伸距离恒定。现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门时间为,t,，则滑块最终匀速运动速度表示式为,_(,用字母表示,),。,图,11,28/39,解析,(1),检验导轨是否水平方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动,(,或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动,),。,(2),d,5 mm0.05 mm,10,5.50 mm0.550 cm,29/39,2.,为了,“,探究动能改变与合外力做功关系,”,，某同学设计了以下试验方案：,第一步：把带有定滑轮木板有滑轮一端垫起，把质量为,M,滑块经过细绳与质量为,m,带夹子重锤跨过定滑轮相连，重锤下连一穿过打点计时器纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图,12,甲所表示。,第二步：保持长木板倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所表示。打出纸带如图丙所表示。,30/39,图,12,31/39,请回答以下问题：,(1),已知,O,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,相邻计数点间时间间隔为,t,，依据纸带求滑块运动速度，打点计时器打,B,点时滑块运动速度,v,B,_,。,(2),已知重锤质量为,m,，当地重力加速度为,g,，要测出某一过程合外力对滑块做功还必须测出这一过程滑块,_(,写出物理量名称及符号，只写一个物理量,),，合外力对滑块做功表示式,W,合,_,。,(3),算出滑块运动,OA,、,OB,、,OC,、,OD,、,OE,段合外力对滑块所做功,W,以及在,A,、,B,、,C,、,D,、,E,各点速度,v,，以,v,2,为纵轴、,W,为横轴建立直角坐标系，描点作出,v,2,W,图象，可知该图象是一条,_,，依据图象还可求得,_,。,32/39,(2),由做功定义式可知还需要知道滑块下滑位移,x,，由动能定理可知,W,合,E,k,，即,mgx,E,k,。,33/39,3.,(,江苏单科，,10),利用如图,13,所表示试验装置探究恒力做功与物体动能改变关系。小车质量为,M,200.0 g,，钩码质量为,m,10.0 g,，打点计时器电源为,50 Hz,交流电。,图,13,34/39,(1),挂钩码前，为了消除摩擦力影响，应调整木板右侧高度，直至向左轻推小车观察到,_,。,(2),挂上钩码，按试验要求打出一条纸带如图,14,所表示。选择某一点为,O,，依次每隔,4,个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间距离,x,，统计在纸带上。计算打出各计数点时小车速度,v,，其中打出计数点,“1”,时小车速度,v,1,_m/s,。,图,14,35/39,W,/10,3,J,2.45,2.92,3.35,3.81,4.26,E,k,/10,3,J,2.31,2.73,3.12,3.61,4.00,36/39,请依据表中数据，在方格纸上作出,E,k,W,图象。,(4),试验结果表明，,E,k,总是略小于,W,。某同学猜测是因为小车所受拉力小于钩码重力造成。用题中小车和钩码质量数据可算出小车受到实际拉力,F,_N,。,37/39,解析,(1),该试验能平衡小车所受摩擦力标志是在斜面上轻推小车，小车能做匀速直线运动。,38/39,(3),依据表中数据，在方格纸上描点、连线如图所表示。,答案(1)小车做匀速运动(2)0.228(3)看法析 (4)0.093,39/39,
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