1、二、實(shí)驗(yàn)原理 探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力 對(duì)物體做的功，測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速 度，為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零，可用如 圖5-4-1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍增加。再通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度v。,圖5-4-1,學(xué)案4 實(shí)驗(yàn)(一)：探究動(dòng)能定理,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究外力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。,三、實(shí)驗(yàn)器材 小車(前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長(zhǎng)木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源)、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺。,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1

2、.按上圖將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好。同時(shí)平衡摩擦力。 2.先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。 3.用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為W2，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格。 4.用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè) 出功和速度，記入表格。 5.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。 (1)測(cè)量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖5-4-2所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量的物理量是(用字母表示)：A1、A2間

3、的距離x，小車速度的表達(dá)式是(用測(cè)量的物理量表示)v=x/T(T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔)。 (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 (3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析：在坐標(biāo)紙上(如圖5-4-3)畫出W-v或W-v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系Wv2。,圖5-4-2,圖5-4-3,五、注意事項(xiàng) 1.平衡摩擦力 實(shí)驗(yàn)中的小車不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力對(duì)小車做負(fù)功，我們研究的是橡皮筋做的功與物體速度的關(guān)系，應(yīng)設(shè)法排除摩擦力的影響，可采用將木板一端墊高的方法來實(shí)現(xiàn)。將木板一端墊高，使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響。判斷是否已平衡掉摩

4、擦力的方法是，輕推一下小車，觀察小車不受其他力時(shí)能在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)。 2.我們用2條，3條橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都應(yīng)保持一致。 3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，以橡皮筋對(duì)小車做的功W為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位，作出W-v圖象，分析這條圖線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功W與小車獲得的速度v的定量關(guān)系。 4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)的間距并不均勻，應(yīng)選間距均勻的那一段紙帶來計(jì)算小車的速度，因?yàn)檫@一段是橡皮筋對(duì)小車做功完畢時(shí)的情形。 六、誤差分析 誤差是不可避免的，但我們可以盡量減小它。為減小本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差，要注意以下幾個(gè)方面的問題：

5、 1.在長(zhǎng)木板上，小車、鐵釘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置應(yīng)調(diào)整適當(dāng)，以保證打在紙帶上的點(diǎn)便于處理，求出小車運(yùn)動(dòng)的速度。 2.平衡摩擦力時(shí)，可使木板略微傾斜，作為補(bǔ)償，保證小車脫離橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng)。 3.小車的質(zhì)量較小，當(dāng)用多條橡皮筋時(shí)，打出的點(diǎn)過少，應(yīng)改用質(zhì)量稍大的小車(或加砝碼)，以保證打出的點(diǎn)便于處理。,【例1】在用圖5-4-4所示裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的 是 ( ) A.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B.通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值 C.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度 D.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的平均

6、速度,熱點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理的考查,【解析】實(shí)驗(yàn)通過增加橡皮筋的條數(shù)， 使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍增加，故A正 確，B錯(cuò)誤。小車的速度對(duì)應(yīng)的是橡皮筋 對(duì)小車做功完畢時(shí)的情形，故C正確，D錯(cuò)誤。,A C,圖5-4-4,1,2009年高考安徽理綜卷探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5-4-5所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下： (1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、； (2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、； (3)作出W-v草圖； (4)分析W-v圖象。如果W-v圖象是一條直線，表明Wv；如果不是直 線，可考慮是否存在Wv2、Wv3、W 等關(guān)系。

7、 以下關(guān)于該試驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是 _。 A.本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、。所采用的方法是選用同 樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條、橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、 實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W、。 B.小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜。 C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這 種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。 D.根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一

8、點(diǎn)的 距離來進(jìn)行計(jì)算的。,D,圖5-4-5,【例2】為了探究動(dòng)能定理，現(xiàn)提供如圖5-4-6所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請(qǐng) 思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50 Hz) (1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？ _. (2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進(jìn)行 第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸 的長(zhǎng)度應(yīng)都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做 的功記為W。 (3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，如圖5-4-7所示是其中四次實(shí) 驗(yàn)打出的部分紙帶。 (4)試根據(jù)第(2)、(3)項(xiàng)中的信

9、息，填寫下表。 從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_。,熱點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,【解析】(1)將木板固定，有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋剐≤嚲徛齽蛩傧禄?(4)由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v=x/t，其中x從圖上讀出分別為2.00 cm，2.83 cm，3.46 cm、4.00 cm。t=T=1/f=0.02 s，即可求出小車的速度。 橡皮筋對(duì)小車所做的功與小車速度的平方成正比。,圖5-4-6,圖5-4-7,2,2009年高考廣東物理卷某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”。如圖5-4-8，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。 (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： 測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉 力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。 將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線 拉力及小車通過A、B時(shí)的速度。 在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作。 (2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v22-v12|是兩個(gè)速度傳感器 記錄速