1、實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理,誤差分析 1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。 2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差。 3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差。,注意事項(xiàng) 1平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角。 2選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。 3規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時(shí)，力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。,熱點(diǎn)一

2、實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理 【例1】如圖1所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做功記為W。當(dāng)用2條、3條、n條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第n次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置釋放。小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出，圖2甲為某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶。,圖1 (1)除了圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材和電源外，還需要的器材有_。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取的措施是_。 (3)每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)分布并不都是均勻的，為了測(cè)量小車最終獲得的末速度

3、，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量。,(4)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理表。,從理論上講，橡皮筋做的功Wn與物體獲得的速度vn之間的關(guān)系是Wn_，請(qǐng)你運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，以驗(yàn)證理論的正確性。,圖2,答案(1)刻度尺(2)把木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮?3)每相鄰兩點(diǎn)之間距離相等(或點(diǎn)分布均勻)(4)v圖象如圖所示,【變式訓(xùn)練】 1“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W每次實(shí)驗(yàn)

4、中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出。,圖3,(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_。 A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電 B實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力 C每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出 D利用每次測(cè)出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wv、Wv，W2vm、W3vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系。,(2)如圖4所示，給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，DE1.62 cm；已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，則小

5、車獲得的最大速度vm_m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),圖4,答案(1)CD(2)0.81,熱點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 預(yù)測(cè)高考命題視角 視角1實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，使用拉力傳感器和速度傳感器 如圖5所示，將拉力傳感器固定在小車上，平衡小車的摩擦力，拉力傳感器可以記錄小車受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距離s的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的速度大小，改變鉤碼的數(shù)量，分別得到對(duì)應(yīng)拉力的功W和v2(即vv)，也可驗(yàn)證得到Wv2的結(jié)論。,圖5,視角2實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn) (1)利用自由落體運(yùn)動(dòng)探究功和動(dòng)能的關(guān)系。 (2)研究小車以不同的初速度沿粗糙水平面滑動(dòng)的距離，得出小車的初動(dòng)能大小與

6、克服摩擦力做功的情況，也可探究動(dòng)能定理。這時(shí)必須保證小車與水平面上各處之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。,【例2】某學(xué)習(xí)小組利用如圖6所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。,圖6,(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s_ cm； (2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過(guò)光電門1和2所用的時(shí)間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是_； (3)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？_(填“是”或“否”)。,解析(1)兩光電門中心之間的距離s70.30 cm20.30 cm50.00 cm。 (

7、2)由于該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是動(dòng)能定理，故還需要知道滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。(3)由于拉力可以通過(guò)拉力傳感器的讀數(shù)直接得到，故不需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。 答案(1)50.00(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M(3)否,【變式訓(xùn)練】 2如圖7所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：,圖7,(1)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過(guò)調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做_運(yùn)動(dòng)。 (2)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到圖8所示的紙帶。紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg。,圖8,請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化Ek。補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至