2015届高三物理大一轮复习：实验五-探究动能定理.ppt

单击此处编辑母版文本样式,实验五探究动能定理,误差分析,1误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功,W,与橡皮筋的条数不成正比,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利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差,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,选点测速：,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,规格相同：,橡皮筋规格相同时，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,热点一对实验原理的理解,【典例1】,“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为,W,；当用2条、3条、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2,W,、3,W,、4,W,每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出,图1,(1)关于该实验，下列说法正确的是_,A打点计时器可以用干电池供电,B实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力,C每次实验小车必须从同一位置由静止弹出,D利用每次测出的小车最大速度,v,m,和橡皮筋做的功,W,，依次作出,W,v,m,、,W,v,、,W,v,，,W,2,v,m,、,W,3,v,m,的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系,(2)如图2所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得,A,、,B,、,C,、,D,、,E,相邻两点间的距离分别为,AB,1.48 cm，,BC,1.60 cm，,CD,1.62 cm，,DE,1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度,v,m,_m/s.(结果保留两位有效数字),图2,答案,(1)CD(2)0.81,【跟踪短训】,1,2013福建卷，19(1),在,“,探究恒力做功与动能改变的关系,”,实验中(装置如图3)：,图3,下列说法哪一项是正确的_(填选项前字母),A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上,B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量,C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放,图4是实验中获得的一条纸带的一部分，选取,O,、,A,、,B,、,C,计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打,B,点时小车的瞬时速度大小为_ m/s(保留三位有效数字),图4,答案,C,0.653,热点二实验数据处理,【典例2】,如图5所示是某研究性学习小组的同学做探究,“,橡皮筋做功和物体速度变化的关系,”,的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形这时，橡皮筋对小车做功记为,W,.当用2条、3条、,、,n,条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、,、第,n,次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图6甲为某次实验中打出的纸带,图5,(1)除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有_,(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是_.,(3)每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的，为了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的_ _部分进行测量,(4)下面是本实验的数据记录及数据处理表.,从理论上讲，橡皮筋做的功,W,n,与物体获得的速度,v,n,之间的关系是,W,n,_，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象，以验证理论的正确性,物理量,数据,实验次数,橡皮筋做的功,W,n,(J),10个间隔,均匀的点的距离,s,(m),10个间隔,均匀的点的时间,T,(s),小车获得的末速度,v,n,(m/s),小车获得的末速度的平方,v,(m,2,/s,2,),1,W,1,W,0.200,0.2,1.00,1.00,2,W,1,2,W,0.282,0.2,1.41,1.99,3,W,3,3,W,0.300,0.2,1.50,2.25,4,W,4,4,W,0.400,0.2,2.00,4.00,5,W,5,5,W,0.458,0.2,2.24,5.02,乙,图6,解析,(1)要计算某点速度的大小，必须要测量纸带上计数点间的距离，除了题图甲中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材是刻度尺,(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把放打点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力,图7,点迹,x,/cm,v,2,/(m,2,s,2,),0,1,1.60,0.04,2,3.60,0.09,3,6.00,0.15,4,7.00,0.18,5,9.20,0.23,(1)请以,v,2,为纵坐标，以,x,为横坐标在坐标图8中作出,v,2,x,图象若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求得小车所受合力的大小为_N.,图8,(2)若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数，明显超出实验误差的正常范围你认为主要原因是,_，实验操作中改进的措施是_,解析,(1)由,v,2,v,2,ax,可知,v,2,2,a,x,，,在,v,2,x,图象中，斜率,k,2,a,2.5，,由,F,ma,，得,F,0.25 N.,答案,(1)图象如图所示0.25,(2)小车滑行时所受摩擦阻力较大将木板左侧垫高，使木板倾斜一定的角度以平衡摩擦力,探究高考命题视角,视角1实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器,如图9所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦力，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距离,x,的,A,、,B,两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过,A,、,B,时的速度大小，改变钩码的数量，分别得到对应拉力的功,W,和,v,2,(即,v,v,)，也可验证得到,W,v,2,的结论,图9,视角2实验方案的改进,利用自由落体运动探究功和动能的关系,视角3创新拓展,把探究功和动能关系的实验拓展为探究弹性势能和形变量关系的实验,【典例3】,(2013新课标全国卷,，22),某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图10所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能,图10,回答下列问题：,(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能,E,p,与小球抛出时的动能,E,k,相等已知重力加速度大小为,g,.为求得,E,k,，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号),A小球的质量,m,B小球抛出点到落地点的水平距离,s,C桌面到地面的高度,h,D弹簧的压缩量,x,E弹簧原长,l,0,(2)用所选取的测量量和已知量表示,E,k,，得,E,k,_.,(3)图11中的直线是实验测量得到的,s,x,图线从理论上可推出，如果,h,不变,m,增加，,s,x,图线的斜率会_(填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,)：如果,m,不变，,h,增加，,s,x,图线的斜率会_(填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,)由图11中给出的直线关系和,E,k,的表达式可知，,E,p,与,x,的_次方成正比,图11,【探究跟踪】,利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块、滑块的一端与轻弹簧贴近，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门,P,固定在气垫导轨底座上适当位置(如图12所示)弹簧处于自然状态时，使滑块向左压缩弹簧一段距离，然后由静止释放滑块，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间，则可计算出滑块离开弹簧后的速度大小,图12,实验步骤如下：,用游标卡尺测量遮光片的宽度,d,.,在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩,x,1,，滑块由静止释放,由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间,t,1,.,(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺示数如图13所示，读得,d,_cm；,图13,(3)根据图象得出结论是：弹性势能的大小与形变量,x,的二次方成正比,答案,(1)1.02(2)见解析,(3)弹性势能的大小与形变量,x,的二次方成正比,赠送精美图标,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,40,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,40,PPT,放映设置,PPT,放映场合不同，放映的要求也不同，下面将例举几种常用的放映设置方式。,让PPT停止自动播放,1.,单击,”,幻灯片放映,”,选项卡，去除“使用计时”选项即可。,让PPT进行循环播放,1.,单击”幻灯片放映”选项卡中的“设置幻灯片放映”，在弹出对话框中勾选“循 环放映，按,ESC,键终止”。,赠送精美图标,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,43,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,43,PPT,放映设置,PPT,放映场合不同，放映的要求也不同，下面将例举几种常用的放映设置方式。,让PPT停止自动播放,1.,单击,”,幻灯片放映,”,选项卡，去除“使用计时”选项即可。,让PPT进行循环播放,1.,单击”幻灯片放映”选项卡中的“设置幻灯片放映”，在弹出对话框中勾选“循 环放映，按,ESC,键终止”。,