2022年高考物理一轮复习-第5章-机械能-实验5-探究动能定理课件.ppt

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1、实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练实验五探究动能定理实验五探究动能定理第一页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练误差分析误差分析1.误误差差的的主主要要来来源源是是橡橡皮皮筋筋的的长长度度、粗粗细细不不一一，使使橡橡皮皮筋筋的的拉拉力力做做功功W与与橡橡皮筋的条数不成正比。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没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾时倾角角过过大也会造成大也会造成误误差。差。3.利用打上点的利用打上点的纸带计纸带计算小算小车

2、车的速度的速度时时，测测量不准量不准带带来来误误差。差。注意事项注意事项1.平平衡衡摩摩擦擦力力：将将木木板板一一端端垫垫高高，使使小小车车重重力力沿沿斜斜面面向向下下的的分分力力与与摩摩擦擦阻阻力力平平衡衡。方方法法是是轻轻推推小小车车，由由打打点点计计时时器器打打在在纸纸带带上上的的点点的的均均匀程度判断小匀程度判断小车车是否匀速运是否匀速运动动，找到木板一个合适的，找到木板一个合适的倾倾角。角。2.选选点点测测速速：测测小小车车速速度度时时，纸纸带带上上的的点点应应选选均均匀匀部部分分的的，也也就就是是选选小小车车做匀速运做匀速运动动状状态态的。的。3.橡皮筋的选择：橡皮筋的选择：橡皮筋

3、橡皮筋规规格相同格相同时时，力，力对对小小车车做的功以一条橡皮筋做做的功以一条橡皮筋做的功的功为单为单位即可，不必位即可，不必计计算出具体数算出具体数值值。第三页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点一实验原理与实验操作热点一实验原理与实验操作【例【例1】“探究功与速度探究功与速度变变化的关系化的关系”的的实验实验装置如装置如图图1所示，当小所示，当小车车在一条橡皮筋作用下在一条橡皮筋作用下弹弹出出时时，橡皮筋，橡皮筋对对小小车车做的功做的功记为记为W；当；当用用2条、条、3条、条、4条条完全相同的橡皮筋并在一起完全相同的橡皮筋并在一起进进行第行第

4、2次、第次、第3次、次、第第4次次实验时实验时，橡皮筋，橡皮筋对对小小车车做的功做的功记为记为2W、3W、4W每次每次实验实验中小中小车获车获得的最大速度可由打点得的最大速度可由打点计时计时器所打出的器所打出的纸带测纸带测出。出。图图1第四页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第五页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练图图2答案答案(1)CD(2)0.81第六页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】1.某学某学习习小小组组做做“探究功与速度探

5、究功与速度变变化的关系化的关系”的的实验实验如如图图3所示，所示，图图中中小小车车是在一条橡皮筋作用下是在一条橡皮筋作用下弹弹出的，沿木板滑行，橡皮筋出的，沿木板滑行，橡皮筋对对小小车车做的做的功功记为记为W。当用。当用2条、条、3条条完全相同的橡皮筋并在一起完全相同的橡皮筋并在一起进进行第行第2次、次、第第3次次实验时实验时(每次每次实验实验中橡皮筋伸中橡皮筋伸长长的的长长度都保持一致度都保持一致)，每次，每次实验实验中小中小车获车获得的速度根据打点得的速度根据打点计时计时器所打在器所打在纸带纸带上的点上的点进进行行计计算。算。图图3第七页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点

6、突破热点突破随堂演练随堂演练(1)除除了了图图中中已已有有的的实实验验器器材材外外，还还需需要要导导线线、开开关关、刻刻度度尺尺和和_(填填“交流交流”或或“直流直流”)电电源。源。(2)实实验验中中，小小车车会会受受到到摩摩擦擦力力的的作作用用，可可以以使使木木板板适适当当倾倾斜斜来来平平衡衡摩摩擦擦力力，则则下面操作正确的是下面操作正确的是()A.放开小放开小车车，能，能够够自由下滑即可自由下滑即可B.放开小放开小车车，能，能够够匀速下滑即可匀速下滑即可C.放开拖着放开拖着纸带纸带的小的小车车，能，能够够自由下滑即可自由下滑即可D.放开拖着放开拖着纸带纸带的小的小车车，能，能够够匀速下滑即

7、可匀速下滑即可(3)若若木木板板水水平平放放置置，小小车车在在两两条条橡橡皮皮筋筋作作用用下下运运动动，当当小小车车速速度度最最大大时时，关于橡皮筋所关于橡皮筋所处处的状的状态态与小与小车车所在的位置，下列所在的位置，下列说说法正确的是法正确的是()A.橡皮筋橡皮筋处处于原于原长长状状态态B.橡皮筋仍橡皮筋仍处处于伸于伸长长状状态态第八页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(4)在在正正确确操操作作的的情情况况下下，打打在在纸纸带带上上的的点点并并不不都都是是均均匀匀的的，为为了了测测量量小小车车获获得得的的速速度度，应应选选用用纸纸带带的的_部部分

8、分进进行行测测量量(根根据据如如图图4所示的所示的纸带纸带回答回答)。图图4解析解析(1)打点计时器使用的是交流电源。打点计时器使用的是交流电源。(2)平平衡衡摩摩擦擦力力时时，应应将将纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器，放放开开拖拖着着纸纸带带的的小小车车，小小车车能够匀速下滑即可，能够匀速下滑即可，D正确。正确。第九页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)水水平平放放置置木木板板，放放开开小小车车后后，小小车车做做加加速速运运动动，当当橡橡皮皮筋筋的的拉拉力力大大小小等等于于摩摩擦擦力力大大小小时时，小小车车的的速速度度最最大大，此此时时橡

9、橡皮皮筋筋仍仍处处于于伸长状态，伸长状态，B正确。正确。(4)从从纸纸带带上上看看，纸纸带带的的GJ段段打打点点比比较较均均匀匀，所所以以应应选选用用纸纸带带的的GJ段进行测量。段进行测量。答案答案(1)交流交流(2)D(3)B(4)GJ第十页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点二数据处理与误差分析热点二数据处理与误差分析【例例2】如如图图5所所示示是是某某研研究究性性学学习习小小组组的的同同学学做做探探究究“橡橡皮皮筋筋做做功功和和物物体体速速度度变变化化的的关关系系”的的实实验验，图图中中是是小小车车在在一一条条橡橡皮皮筋筋作作用用下下弹弹出

10、出，沿沿木木板板滑滑行行的的情情形形。这这时时，橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做功功记记为为W。当当用用2条条、3条条、n条条完完全全相相同同的的橡橡皮皮筋筋并并在在一一起起进进行行第第2次次、第第3次次、第第n次次实实验验时时，每每次次橡橡皮皮筋筋都都被被拉拉伸伸到到同同一一位位置置释释放放。小小车车每每次次实实验验中中获获得得的的速速度度可可以以由由打打点点计计时时器器所所打打的的纸纸带带测测出出，图图6甲甲为为某次某次实验实验中打出的中打出的纸带纸带。图图5第十一页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)除除了了图图中中已已给给出出的的实实验验器

11、器材材和和电电源源外外，还还需需要要的的器器材材有有_。(2)实实验验时时为为了了使使小小车车只只在在橡橡皮皮筋筋作作用用下下运运动动，应应采采取取的的措措施施是是_。(3)每每次次实实验验得得到到的的纸纸带带上上的的点点分分布布并并不不都都是是均均匀匀的的，为为了了测测量量小小车车最最终获终获得的末速度，得的末速度，应选应选用用纸带纸带的的_部分部分进进行行测测量。量。(4)下面是本下面是本实验实验的数据的数据记录记录及数据及数据处处理表。理表。第十二页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练从从理理论论上上讲讲，橡橡皮皮筋筋做做的的功功Wn与与物物体

12、体获获得得的的速速度度vn之之间间的的关关系系是是Wn_，请请你你运运用用表表中中的的数数据据在在如如图图乙乙所所示示的的坐坐标标系系中中作出相作出相应应的的图图象，以象，以验证验证理理论论的正确性。的正确性。第十三页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练图图6第十四页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练解解析析(1)要要计计算算某某点点速速度度的的大大小小，必必须须要要测测量量纸纸带带上上计计数数点点间间的的距距离离，除了题图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材是刻度尺。除了题图中已给出的实验器材和电源

13、外，还需要的器材是刻度尺。(2)实实验验时时为为了了使使小小车车只只在在橡橡皮皮筋筋作作用用下下运运动动，应应采采取取的的措措施施是是把把放放打打点点计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力。计时器一端的木板垫起适当的高度以平衡摩擦力。(3)小车最终做匀速运动，因此应选用相邻两计数点间隔相等的部小车最终做匀速运动，因此应选用相邻两计数点间隔相等的部分。分。第十五页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第十六页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】2.某某同同学学为为探探究究“合合力力做

14、做功功与与物物体体动动能能改改变变的的关关系系”设设计计了了如如下下实实验验，他的操作步他的操作步骤骤如下：如下：(1)按如按如图图7所示安装好所示安装好实验实验装置，其中小装置，其中小车质车质量量M0.20 kg，钩码总钩码总质质量量m0.05 kg。图图7(2)释释放小放小车车，然后接通打点，然后接通打点计时计时器的器的电电源源(电电源源频频率率f50 Hz)，打出一条打出一条纸带纸带。第十七页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)他他在在多多次次重重复复实实验验得得到到的的纸纸带带中中取取出出自自认认为为满满意意的的一一条条，如如图图8所所

15、示示。把把打打下下的的第第一一个个点点记记作作0，然然后后依依次次取取若若干干个个计计数数点点，相相邻邻计计数数点点间间还还有有4个个点点未未画画出出，用用厘厘米米刻刻度度尺尺测测得得各各计计数数点点到到0点点的的距距离离分分别别为为d10.041 m，d20.055 m，d30.167 m，d40.256 m，d50.360 m，d60.480 m，他他把把钩钩码码的的重重力力(当当地地重重力力加加速速度度g10 m/s2)作作为为小小车车所所受受合合力力，算算出出打打下下0点点到到打打下下第第5个个点点合合力力做做功功W_J(结结果果保保留留三三位位有有效效数数字字，重重力力加加速速度度g

16、取取10 m/s2)，打打第第5个个点点时时小小车车的的动动能能Ek_(用用相相关关数数据据前前字字母母列列式式)，把把打打下下第第5点点时时小小车车的的动动能能作作为为小小车动车动能的改能的改变变量，算得量，算得Ek0.125 J。图图8第十八页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(4)此此次次实实验验探探究究的的结结果果，他他没没能能得得到到“合合力力对对物物体体做做的的功功等等于于物物体体动动能能的的增增量量”，且且误误差差很很大大。通通过过反反思思，他他认认为为产产生生误误差差的的原原因因如如下，其中正确的是下，其中正确的是_。A.钩码质钩码

17、质量太大，使得合力量太大，使得合力对对物体做功的物体做功的测测量量值值比真比真实值实值偏大太多偏大太多B.没没有有平平衡衡摩摩擦擦力力，使使得得合合力力对对物物体体做做功功的的测测量量值值比比真真实实值值偏偏大太多大太多C.释释放放小小车车和和接接通通电电源源的的顺顺序序有有误误，使使得得动动能能增增量量的的测测量量值值比比真真实实值值偏小偏小D.没没有有使使用用最最小小刻刻度度为为毫毫米米的的刻刻度度尺尺测测距距离离也也是是产产生生此此误误差差的的重要原因重要原因第十九页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二十页，编辑于星期六：一点 四十七分。实

18、验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点三实验的改进与创新热点三实验的改进与创新1.实验器材及装置的改进实验器材及装置的改进第二十一页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二十二页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【例【例3】某学某学习习小小组组利用如利用如图图9所示的装置所示的装置验证动验证动能定理。能定理。图图9第二十三页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)将将气气垫垫导导轨轨调调至至水水平平，安安装装好好实实验验器器材材，从从图图中中读读出

19、出两两光光电门电门中心之中心之间间的距离的距离x cm；(2)测测量量挡挡光光条条的的宽宽度度d，记记录录挡挡光光条条通通过过光光电电门门1和和2所所用用的的时时间间t1和和t2，并并从从拉拉力力传传感感器器中中读读出出滑滑块块受受到到的的拉拉力力F，为为了了完完成成实实验验，还还需需要要直直接接测测量量的的一一个个物物理理量量是是；(3)该实验该实验是否需要是否需要满满足砝足砝码盘码盘和砝和砝码码的的总质总质量量远远小于滑小于滑块块、挡挡光条和拉力光条和拉力传传感器的感器的总质总质量？量？(填填“是是”或或“否否”)。第二十四页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破

20、随堂演练随堂演练解解析析(1)两两光光电电门门中中心心之之间间的的距距离离x70.30 cm20.30 cm50.00 cm。(2)由由于于该该实实验验验验证证的的是是动动能能定定理理，故故还还需需要要知知道道滑滑块块、挡挡光光条条和和拉拉力力传传感感器器的的总总质质量量。(3)由由于于拉拉力力可可以以通通过过拉拉力力传传感感器器的的读读数数直直接接得得到到，故故不不需需要要满满足足砝砝码码盘盘和和砝砝码码的的总总质质量量远远小小于于滑滑块块、挡光条和拉力传感器的总质量。挡光条和拉力传感器的总质量。答案答案(1)50.00(2)滑滑块块、挡挡光条和拉力光条和拉力传传感器的感器的总质总质量量M(

21、3)否否第二十五页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练3.(2016河河南南三三门门峡峡模模拟拟)某某学学习习小小组组在在“探探究究功功与与速速度度变变化化关关系系”的的实实验验中采用了如中采用了如图图10所示的所示的实验实验装置。装置。图图10(1)将气将气垫导轨垫导轨接通气接通气泵泵，通，通过调过调平螺平螺丝调丝调整气整气垫导轨垫导轨使之水平，使之水平，检检查查是否是否调调平的方法是平的方法是_。第二十六页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(2)如如图图11所所示示，游游标标卡卡尺尺测测得得遮遮光光条

22、条的的宽宽度度d cm。实实验验时时，将将橡橡皮皮条条挂挂在在滑滑块块的的挂挂钩钩上上，向向后后拉拉伸伸一一定定的的距距离离，并并做做好好标标记记，以以保保证证每每次次拉拉伸伸的的距距离离恒恒定定。现现测测得得挂挂一一根根橡橡皮皮条条时时，滑滑块块弹弹离离橡橡皮皮条条后后，经经过过光光电电门门的的时时间间为为t，则则滑滑块块最最后后匀匀速速运运动动的的速速度度表表达达式式为为(用字母表示用字母表示)。图图11(3)逐逐根根增增加加橡橡皮皮条条，记记录录每每次次遮遮光光条条经经过过光光电电门门的的时时间间，并并计计算算出出对对应应的的速度。速度。则则画出的画出的Wv2图图象象应应是是_。第二十七

23、页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二十八页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二十九页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练1.2014天天津津理理综综，9(2)某某同同学学把把附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板平平放放在在实实验验桌桌上上，将将细细绳绳一一端端拴拴在在小小车车上上，另另一一端端绕绕过过定定滑滑轮轮，挂挂上上适适当当的的钩钩码码，使使小小车车在在钩钩码码的的牵牵引引下下运运动动，以以此此定定量量探探究究绳绳拉拉力力做做功功与与小小车车动动能能变

24、变化化的的关关系系。此此外外还还准准备备了了打打点点计计时时器器及及配配套套的的电电源源、导导线线、复写、复写纸纸、纸带纸带、小木、小木块块等。等。组组装的装的实验实验装置如装置如图图12所示。所示。图图12第三十页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练若要完成若要完成该实验该实验，必需的，必需的实实_。实实验验开开始始时时，他他先先调调节节木木板板上上定定滑滑轮轮的的高高度度，使使牵牵引引小小车车的的细细绳绳与木板平行。他与木板平行。他这样这样做的目的是下列的哪个做的目的是下列的哪个(填字母代号填字母代号)。A.避免小避免小车车在运在运动过动过程中程

25、中发发生抖生抖动动B.可使打点可使打点计时计时器在器在纸带纸带上打出的点迹清晰上打出的点迹清晰C.可以保可以保证证小小车车最最终终能能够实现够实现匀速直匀速直线线运运动动D.可在平衡摩擦力后使可在平衡摩擦力后使细绳细绳拉力等于小拉力等于小车车受的合力受的合力平平衡衡摩摩擦擦力力后后，当当他他用用多多个个钩钩码码牵牵引引小小车车时时，发发现现小小车车运运动动过过快快，致致使使打打出出的的纸纸带带上上点点数数较较少少，难难以以选选到到合合适适的的点点计计算算小小车车速速度度。在在保保证证所所挂挂钩钩码码数数目目不不变变的的条条件件下下，请请你你利利用用本本实实验验的的器器材材提出一个解决方法：提出

26、一个解决方法：_。第三十一页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练他他将将钩钩码码重重力力做做的的功功当当作作细细绳绳拉拉力力做做的的功功，经经多多次次实实验验发发现现拉拉力力做做功功总总是是要要比比小小车车动动能能增增量量大大一一些些。这这一一情情况况可可能能是是下下列列哪哪些些原因造成的原因造成的(填字母代号填字母代号)。A.在接通在接通电电源的同源的同时释时释放了小放了小车车B.小小车释车释放放时时离打点离打点计时计时器太近器太近C.阻力未完全被小阻力未完全被小车车重力沿木板方向的分力平衡掉重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码钩码做匀加速运做匀加速

27、运动动，钩码钩码重力大于重力大于细绳细绳拉力拉力第三十二页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案刻度尺、天平刻度尺、天平(包括砝包括砝码码)D可在小可在小车车上加适量的砝上加适量的砝码码(或或钩码钩码)CD第三十三页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练2.(2016浙浙江江台台州州期期末末)如如图图13所所示示，某某同同学学在在做做“探探究究功功与与速速度度变变化化的的关关系系”的的实实验验。当当小小车车在在1条条橡橡皮皮筋筋的的作作用用下下沿沿木木板板滑滑行行时时，橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功

28、功记记为为W；当当用用2条条、3条条、橡橡皮皮筋筋重重复复实实验验时时，设设法法使每次使每次实验实验中橡皮筋所做的功分中橡皮筋所做的功分别为别为2W、3W、。图图13(1)图图中中电电火花火花计时计时器的工作器的工作电压电压是是V的交的交变电变电流；流；(2)实实验验室室提提供供的的器器材材如如下下：长长木木板板、小小车车、橡橡皮皮筋筋、打打点点计计时时器器、纸纸带带、电电源等，源等，还还缺少的缺少的测测量工具是量工具是；第三十四页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)图图中中小小车车上上有有一一固固定定小小立立柱柱，下下图图给给出出了了4种种橡

29、橡皮皮筋筋与与小小立立柱柱的的套套接方式，接方式，为为减小减小实验误实验误差，你差，你认为认为最合理的套接方式是最合理的套接方式是；第三十五页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(4)在在正正确确操操作作的的情情况况下下，某某次次所所打打的的纸纸带带如如图图14所所示示。打打在在纸纸带带上上的的点点并并不不都都是是均均匀匀的的，为为了了测测量量橡橡皮皮筋筋做做功功后后小小车车获获得得的的速速度度，应应选选用用纸纸带带的的部部分分进进行行测测量量(根根据据下下面面所所示示的的纸纸带带回回答答)，小小车车获获得得的速度是的速度是m/s。(计计算算结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)图图14第三十六页，编辑于星期六：一点 四十七分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)220(2)刻度尺刻度尺(3)A(4)GJ0.65第三十七页，编辑于星期六：一点 四十七分。