河北省高考物理一轮复习机械能实验5探究动能定理实验新人教版.pptx

实验实验5：探究动能定理实验探究动能定理实验李仕才李仕才导(3min)导(3min)方案一借助恒力做功探究功与速度变化的关系方案二借助变力做功（橡皮筋）探究2.2.实验步骤实验步骤(1)(1)按如图按如图1 1所示安装好实验仪器所示安装好实验仪器.(2)(2)平平衡衡摩摩擦擦力力：将将安安装装有有打打点点计计时时器器的的长长木木板板的的一一端端垫垫高高，让让纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器连连在在小小车车后后端端，不不挂挂重重物物，闭闭合合电电源源，轻轻推推小小车，直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止车，直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止.(3)(3)在在小小车车中中放放入入砝砝码码，把把纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器，连连在在小小车车后后端端、用细线绕过滑轮连接小车和钩码用细线绕过滑轮连接小车和钩码.(4)(4)将将小小车车停停在在打打点点计计时时器器附附近近，先先接接通通电电源源，再再释释放放小小车车，关关闭闭打点计时器电源打点计时器电源.(5)(5)改变钩码的数量，更换纸带重复改变钩码的数量，更换纸带重复4 4的操作的操作.导导(3min)议议(6min)议议 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数。当木块位于为测定木块与桌面之间的动摩擦因数。当木块位于O O点时，重点时，重物物B B刚好接触地面。将刚好接触地面。将A A拉到拉到P P点后静止释放，点后静止释放，A A最终滑到最终滑到Q Q点。点。OPOP、OQOQ的长度为的长度为h h和和s s。改变。改变h h，重复上述实验，分别记录几组实验，重复上述实验，分别记录几组实验数据数据1.1.实验测得实验测得A A、B B的质量分别为的质量分别为m m、M M根据已知物理量计算动摩擦根据已知物理量计算动摩擦因数表达式因数表达式=_=_2.2.实验中，滑轮轴的摩擦会导致实验中，滑轮轴的摩擦会导致的测量结果的测量结果_（选填（选填“偏偏大大”或或“偏小偏小”）偏大偏大自由展示展判断：判断：橡皮筋做的功可以直接测量橡皮筋做的功可以直接测量 通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加增加 橡皮筋在小车运动的全程中始终做功橡皮筋在小车运动的全程中始终做功 把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍倍小车速度最大的位置在两钉的连线处小车速度最大的位置在两钉的连线处 (水平、倾斜水平、倾斜)若橡皮筋与小车不栓接，则小车的运动情况？若栓接？若橡皮筋与小车不栓接，则小车的运动情况？若栓接？方案二中，方案二中，每次实验小车必须从同一位置由静止弹出每次实验小车必须从同一位置由静止弹出 平衡摩擦后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，平衡摩擦后，每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀的部分进行为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀的部分进行测量测量 展“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，P P为小桶为小桶(内有沙子内有沙子)，该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的，该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离点之间的距离x x，计算出它们与零点之间的速度平方差，计算出它们与零点之间的速度平方差v v2 2=v=v2 2v v0 02 2，弹簧秤的读数为，弹簧秤的读数为F F，小车的质量为，小车的质量为m m，然后建立，然后建立v v2 2xx坐标坐标系，绘制了一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜系，绘制了一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为率的意义为_（填写表达式）（填写表达式）评利用气垫导轨探究动能定理，步骤如下：利用气垫导轨探究动能定理，步骤如下：a.a.测出挡光条的宽度为测出挡光条的宽度为d d，滑块与挡光条的质量为，滑块与挡光条的质量为M;M;b b轻细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮挂上一砝码轻细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘，盘和砝码的总质量为盘，盘和砝码的总质量为m m（m m远小于远小于M M），细绳与导轨平行；），细绳与导轨平行；c c让滑块静止放在导轨左侧的某一位置，测出挡光片到光电门让滑块静止放在导轨左侧的某一位置，测出挡光片到光电门的距离为的距离为x.x.d d释放滑块，测出挡光片经过光电门的挡光时间为释放滑块，测出挡光片经过光电门的挡光时间为t;t;e e改变砝码的质量，保证滑块每次都在同一位置由静止释放，改变砝码的质量，保证滑块每次都在同一位置由静止释放，光电门可测得对应的挡光时间，光电门可测得对应的挡光时间，(1)滑块经过光电门时速度的计算式滑块经过光电门时速度的计算式v=_(2)细线的拉力做功可表达为细线的拉力做功可表达为W=_，滑块的动能改变表，滑块的动能改变表达为达为Ek=_(3)我们可以通过测得的多组数据来建立如图关系图象来进行更准我们可以通过测得的多组数据来建立如图关系图象来进行更准确的实验验证，则下列图象中最符合真实的实验情况的是确的实验验证，则下列图象中最符合真实的实验情况的是评评在在“探究功与物体速度变化关系探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示。木块从置如图甲所示。木块从A A点静止释放后，在点静止释放后，在1 1根弹簧作用下弹出，沿足够根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到长的木板运动到B B1 1点停下，点停下，O O点为弹簧原长时所处的位置，测得点为弹簧原长时所处的位置，测得OBOB1 1的距的距离为离为L L1 1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W W。用完全相同的弹簧。用完全相同的弹簧2 2根、根、3 3根根并列在一起进行第并列在一起进行第2 2次、第次、第3 3次次实验，每次实验木块均从实验，每次实验木块均从A A点点释放，木块分别运动到释放，木块分别运动到B B2 2、B B3 3停下，测得停下，测得OBOB2 2、OBOB3 3的距离分别的距离分别为为L L2 2、L L3 3作出弹簧对木块做功作出弹簧对木块做功W W与木块停下的位置距与木块停下的位置距O O点的距离点的距离L L的的图象如图乙所示。图象如图乙所示。（1 1）根据图线分析，弹簧对木块做功）根据图线分析，弹簧对木块做功W W与木块在与木块在O O点的速度点的速度v v0 0之间的关之间的关系。系。（2 2）W-LW-L图线为什么不通过原点？图线为什么不通过原点？（3 3）求出弹簧被压缩的长度）求出弹簧被压缩的长度L LOAOA。3.3.数据处理数据处理(1)(1)选选取取点点迹迹清清晰晰的的纸纸带带，选选纸纸带带上上第第一一个个点点及及距距离离第第一一个个点点较较远远的点，并依次标上的点，并依次标上0,1,2,30,1,2,3，(3)(3)确确定定此此纸纸带带所所挂挂的的钩钩码码的的重重力力G G，利利用用W Wn nGxGxn n，分分别别求求出出小小车车的位移为的位移为x x1 1，x x2 2，x x3 3，时牵引力所做的功时牵引力所做的功W W1 1，W W2 2，W W3 3，(4)(4)先先对对测测量量数数据据进进行行估估算算，或或作作W Wv v草草图图，大大致致判判断断两两个个量量可可能能的的关关系系，如如果果认认为为是是W Wv v2 2或或其其他他，然然后后以以W W为为纵纵坐坐标标，v v2 2(或或其其他他)为横坐标作图，从而判定结论为横坐标作图，从而判定结论.评评注意事项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匀速运动，找到木板一个合适的倾角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评评拓展创新1本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小；小车受到的外力也可以用拉力传感器采集以便于直接计算出合外力做功的大小此时不用满足Mm的关系评评评2 2可以把长木板可以把长木板换成气垫导轨换成气垫导轨,省略平衡摩擦力的操作步骤省略平衡摩擦力的操作步骤,达达到简化实验过程、提高实验精度的目的到简化实验过程、提高实验精度的目的实验器材的创新实验器材的创新(1)(1)利用气垫导轨替代长木板，实验中不必再平衡滑块的利用气垫导轨替代长木板，实验中不必再平衡滑块的摩擦力。摩擦力。(2)(2)利用光电门测量滑块运动的速度更准确。利用光电门测量滑块运动的速度更准确。(3)(3)利用力传感器测量细绳的拉力更方便。利用力传感器测量细绳的拉力更方便。检检整理本节课所学内容整理本节课所学内容判断正误：判断正误：1.1.为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动持匀速运动 2.2.每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样 3.3.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 4.4.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 5.5.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源 6.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 检检检检1.1.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值2.2.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致3.3.放小车的长木板应尽量使其水平放小车的长木板应尽量使其水平4.4.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出5.5.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上6.6.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量7.7.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放