《重慶市萬州區(qū)龍寶中學高考物理總復習 第5章 第5講 實驗五 探究動能定理課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《重慶市萬州區(qū)龍寶中學高考物理總復習 第5章 第5講 實驗五 探究動能定理課件（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第5講講 實驗五實驗五 探究動能定理探究動能定理必修二必修二第五第五章章機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律1. 實驗目的、原理、器材、步驟實驗目的、原理、器材、步驟1.典例典例32.變式跟蹤變式跟蹤3拓展拓展創(chuàng)新創(chuàng)新實驗實驗抓住抓住兩個兩個要求要求備選視頻展臺備選視頻展臺2.誤差分析、注意事項誤差分析、注意事項 1.對實驗原理的理解對實驗原理的理解 2.數(shù)據(jù)處理及誤差分析數(shù)據(jù)處理及誤差分析 聚焦聚焦兩個兩個熱點熱點顯示顯示/隱藏隱藏第第5講講實驗五實驗五 探究探究動能定理動能定理 第五第五章章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律 備選多媒體展臺備選多媒體展臺 1.平均功率和瞬時功率平均功
2、率和瞬時功率 2.汽車發(fā)動機的功率汽車發(fā)動機的功率 3.探究功與物體速度變化關系的方法探究功與物體速度變化關系的方法 4.重力做功的特點重力做功的特點 5.重力勢能重力勢能 6.重力做功與重力勢能的關系重力做功與重力勢能的關系 01抓住兩個要求抓住兩個要求實驗實驗五五 探究動能定理探究動能定理 課件：課件：探究功與探究功與物體速度變化關物體速度變化關系的方法系的方法 01抓住兩個要求抓住兩個要求 01抓住兩個要求抓住兩個要求【誤差分析誤差分析】 1誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比與橡皮筋
3、的條數(shù)不成正比.2未完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差未完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差.3利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差.注意事項注意事項1平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的平衡摩擦力：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，由打點計時器打在分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角個合適的傾角2選點測速：測小車速度時，紙帶
4、上的點應選均勻部分的，選點測速：測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的3規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時，力對小車做的功以一條橡規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值 【典例典例1】 “探究功與速度變化的探究功與速度變化的關系關系”的實驗裝置如圖所示，當小的實驗裝置如圖所示，當小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為皮筋對小車做的功記為W；當用；當用2條、條、3條、條、4條條完全相同的橡皮完全相同的橡皮筋并在一
5、起進行第筋并在一起進行第2次、第次、第3次、第次、第4次次實驗時，橡皮筋對小車做實驗時，橡皮筋對小車做的功記為的功記為2W、3W、4W每次每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出(1)關于該實驗，下列說法正確的是關于該實驗，下列說法正確的是_A打點計時器可以用干電池供電打點計時器可以用干電池供電B實驗儀器安裝時，可以不平衡摩擦力實驗儀器安裝時，可以不平衡摩擦力C每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出D利用每次測出的小車最大速度利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功和橡皮筋做的功W，依
6、次作出，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm的圖象，得出合力做功與物的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關系體速度變化的關系.02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點熱點一熱點一 對實驗原理的理解對實驗原理的理解 CD注意判斷這些注意判斷這些觀點的依據(jù)觀點的依據(jù).02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點(2)如圖所示，給出了某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車如圖所示，給出了某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車最大速度所用的一段紙帶，測得最大速度所用的一段紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距相鄰兩點間的距離分別為離分別為AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，
7、DE1.62 cm；已知相鄰兩點打點時間間隔為；已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度，則小車獲得的最大速度vm_m/s.(結果保留兩位有效數(shù)字結果保留兩位有效數(shù)字) 0.81注意如何求最大速度注意如何求最大速度.02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點【變式跟蹤變式跟蹤1】 某同學為探究某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的恒力做功與物體動能改變的關系關系”，設計了如下實驗，他，設計了如下實驗，他的操作步驟是：的操作步驟是：a連接好實驗裝置如圖所示連接好實驗裝置如圖所示b將質量為將質量為200 g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車的小車拉到打點計時器附近，并按住小車c在質量為在質
8、量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個質的三種鉤碼中，他挑選了一個質量為量為50 g的鉤碼掛在拉線的掛鉤的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上上釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶(1)在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條經(jīng)測在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個點到第第一個點到第N個點的距離為個點的距離為40.0 cm.打下第打下第N點時小車的速度大小為點時小車的速度大小為1.00 m/s.該同學將鉤碼的重力該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，拉力對小車做的
9、功為當作小車所受的拉力，拉力對小車做的功為_ J，小車動，小車動能的增量為能的增量為_ J. 0.1960.100(2)此次實驗探究結果，他沒能得到此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功等于物體恒力對物體做的功等于物體動能的增量動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助種產(chǎn)生誤差的因素請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因有分析一下，造成較大誤差的主要原因有(至少寫出兩條原因至少寫出兩條原因)：_ _. 02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點小車質量沒有
10、遠大于鉤碼質量小車質量沒有遠大于鉤碼質量沒有平衡摩擦力操作錯誤：先放小車后開電源沒有平衡摩擦力操作錯誤：先放小車后開電源 【典例典例2】 如圖所示，是某研究性學習小組做探究如圖所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的橡皮筋做的功和物體速度變化的關系功和物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作的實驗，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，橡皮筋對小車做的功記為用下彈出，沿木板滑行的情形這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當我們用當我們用2條、條、3條條完全相同的橡皮筋并在一起進行第完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、次、第第3次次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放
11、小車每次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶測出實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶測出 (1)除了圖中已給出的實驗器材除了圖中已給出的實驗器材及導線、開關、交流電源外，及導線、開關、交流電源外，還需要的器材有還需要的器材有_；(2)實驗時為了使小車只在橡實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的皮筋作用下運動，應采取的措施是措施是:_；熱點二熱點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析數(shù)據(jù)處理及誤差分析 02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點把木板有打點計時器的一端墊起適當高度以平衡摩擦力把木板有打點計時器的一端墊起適當高度以平衡摩擦力 刻度尺刻度尺 解析解析
12、(1)計算小車速度需要測量紙帶上的點的距離，計算小車速度需要測量紙帶上的點的距離，要用到刻度尺要用到刻度尺(2)要讓小車在不掛橡皮筋時，在木板上勻速運動，因要讓小車在不掛橡皮筋時，在木板上勻速運動，因而木板要傾斜以平衡摩擦力；而木板要傾斜以平衡摩擦力；02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點次數(shù)次數(shù)橡皮筋做橡皮筋做的功的功10個間距的個間距的距離距離x(m)10個間距的個間距的時間時間T(s)小車獲得的小車獲得的速度速度vn小車速度的小車速度的平方平方vn21W0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2(4)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第下面是本實驗的數(shù)據(jù)記
13、錄表，請將第2次、第次、第3次次實驗中實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置；橡皮筋做的功填寫在對應的位置；2W3W4W5W(3)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的得的速度，應選用紙帶的_部分進行測量；部分進行測量；點距均勻點距均勻解析解析 (3)小車勻速運動時，紙帶上的點的間隔均勻，應選紙帶小車勻速運動時，紙帶上的點的間隔均勻，應選紙帶上點距均勻的部分進行測量；上點距均勻的部分進行測量；(4)橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加W；(5)從理論上講，橡皮筋做的功從理
14、論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度和物體速度vn變化的關系應是變化的關系應是Wn_，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標系，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標系中作出相應的圖線驗證理論的正確性；中作出相應的圖線驗證理論的正確性； 02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點(6)若在實驗中你作出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理若在實驗中你作出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理這種情況的做法是這種情況的做法是_ _.vn2分析誤差來源，改進實驗方案或分析誤差來源，改進實驗方案或改進測量手段，重新進行實驗改進測量手段，重新進行實驗.審題導析審題導析(5)用縱坐標表示速度的平方，用縱坐標表示速度的平方，
15、橫坐標表示功，利用描點法橫坐標表示功，利用描點法描出各組數(shù)據(jù)對應的點，然描出各組數(shù)據(jù)對應的點，然后連線作出后連線作出vn2Wn圖象，圖象，如圖所示如圖所示“探究功與速度變化的關系探究功與速度變化的關系”的誤區(qū)的誤區(qū)1不平衡摩擦力因而沒有消除摩擦力對小車做功的影響不平衡摩擦力因而沒有消除摩擦力對小車做功的影響2不會選取紙帶上間距大且均勻的點計算小車速度不會選取紙帶上間距大且均勻的點計算小車速度3不清楚實驗原理及數(shù)據(jù)處理技巧，認為必須測出橡皮筋具不清楚實驗原理及數(shù)據(jù)處理技巧，認為必須測出橡皮筋具體做功的值才能驗證體做功的值才能驗證4沒有保證所選橡皮筋完全一樣且每次拉伸長度一樣沒有保證所選橡皮筋完全
16、一樣且每次拉伸長度一樣5不會根據(jù)所作不會根據(jù)所作W-v圖線轉化為圖線轉化為W-v2圖線，進而得出結論圖線，進而得出結論 02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點l誤區(qū)警示誤區(qū)警示02聚焦兩個熱點聚焦兩個熱點【變式跟蹤變式跟蹤2】 在在探究動能定理探究動能定理的實驗中，我們用的實驗中，我們用1條、條、2條、條、3條條同樣的橡皮筋進行同樣的橡皮筋進行1次、次、2次、次、3次次實驗實驗中，如實驗實驗中，如果橡皮筋拉伸的長度都相等，那么每次橡皮筋對小車做的功可記果橡皮筋拉伸的長度都相等，那么每次橡皮筋對小車做的功可記作作W、2W、3W對每次打出的紙帶進行處理，求出小車每次對每次打出的紙帶進行處理，求出小車每次最后
17、勻速運動時的速度最后勻速運動時的速度v，記錄數(shù)據(jù)如下，記錄數(shù)據(jù)如下.(1)據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖中的坐標據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖中的坐標紙上作出紙上作出W-v2圖象圖象(2)根據(jù)圖象可以做出判斷，力對根據(jù)圖象可以做出判斷，力對小車所做的功與小車所做的功與_.功功W0W2W3W4W5W6Wv/(ms1)01.001.411.732.002.242.45速度平方成正比速度平方成正比 答案答案(1)W-v2圖象如圖圖象如圖 (2)速度平方成正比速度平方成正比 03拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗不需要不需要解析解析(1)合外力做功合外力做功W與與L的大小成正比，只要的大小成正比，只要保證木板的傾角一定即可，沒有必要測出木
18、板保證木板的傾角一定即可，沒有必要測出木板與水平面的夾角與水平面的夾角03拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗不會不會不合適不合適, ,由曲線由曲線不能直接確定函數(shù)關系，應進一步繪制不能直接確定函數(shù)關系，應進一步繪制L-v2 圖象圖象解析解析(2)不合適，不合適，L-v曲線不能準確反映出曲線不能準確反映出L與與v的函數(shù)關系，所以應的函數(shù)關系，所以應該進一步畫出該進一步畫出L-v2圖象作出較準確地分析和判斷圖象作出較準確地分析和判斷(3)W與物塊發(fā)生的位移與物塊發(fā)生的位移L成正比，摩擦力的大小不會影響得出成正比，摩擦力的大小不會影響得出Wv2的的探究結果探究結果【變式跟蹤變式跟蹤3】 物體在空中下落的過程物
19、體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了探究重力做功和物體動能變化的定為了探究重力做功和物體動能變化的定量關系，我們提供了如圖所示的實驗裝量關系，我們提供了如圖所示的實驗裝置置 (1)某同學根據(jù)所學的知識結合題給實驗某同學根據(jù)所學的知識結合題給實驗裝置設計了一個命題：裝置設計了一個命題：如圖所示，測量質量為如圖所示，測量質量為m的小球在重力的小球在重力mg作用下從電磁鐵下端自由下落至光電作用下從電磁鐵下端自由下落至光電門處發(fā)生的門處發(fā)生的_，通過光電門時，通過光電門時的的_，探究重力做的功，探究重力做的功_與小球動能變化量與小球動能變化量_
20、的定量關系的定量關系請在空格處填寫物理量的名稱和對請在空格處填寫物理量的名稱和對應符號，在空格處填寫數(shù)學表達應符號，在空格處填寫數(shù)學表達式式03拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗瞬時速度瞬時速度v 位移位移s mgsmv2/2 (2)某同學根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)：某同學根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)：(取取g10 m/s2)用天平測出小球的質量為用天平測出小球的質量為0.50 kg；用游標卡尺測出小球的直徑為用游標卡尺測出小球的直徑為10.00 mm；用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80 cm；電磁鐵先通電，讓小球吸在其下端；電磁
21、鐵先通電，讓小球吸在其下端；電磁鐵斷電時，小球自由下落；電磁鐵斷電時，小球自由下落；在小球經(jīng)過光電門時，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所在小球經(jīng)過光電門時，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為用時間為2.50103 s，由此可算出小球經(jīng)過光電門時的速，由此可算出小球經(jīng)過光電門時的速度為度為_ m/s；計算得出重力做的功為計算得出重力做的功為_ J，小球動能變化量為，小球動能變化量為_ J(結果保留三位有效數(shù)字結果保留三位有效數(shù)字)(3)試根據(jù)試根據(jù)(2)對本實驗得出結論：對本實驗得出結論：_.03拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗4.04 4.004.00在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量相等在
22、誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量相等 03拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗預測高考命題視角預測高考命題視角以本實驗為背景，通過改以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點探究性等特點.視角視角1 實驗器材的改進，使用拉力傳感器和速度傳感器實驗器材的改進，使用拉力傳感器和速度傳感器如圖示，將拉力傳感器固定在小車上，平衡小車的摩擦力，拉如圖示，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力傳感器可以記錄小車受到的
23、拉力大小，在水平桌面上相距一定距離定距離x的的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車通過兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車通過A、B時的速度大小，改變鉤碼數(shù)量，分別得到對應拉力的功時的速度大小，改變鉤碼數(shù)量，分別得到對應拉力的功W和和v2 2( (即即vA A2 2- -vB B2 2),),也可驗證得到也可驗證得到W W v2 2.視角視角2 實驗方案的改進實驗方案的改進利用自由落體運動探究功和動能的關系利用自由落體運動探究功和動能的關系.視角視角3 分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論04隨堂基礎演練隨堂基礎演練隨堂基礎演練隨堂基礎演練 答案及解析答案及解析題號題號12345點擊點擊右藍框右藍框出現(xiàn)出現(xiàn)答案及解析答案及解析 ABCF見解析見解析見解析見解析見解析見解析見解析見解析
重慶市萬州區(qū)龍寶中學高考物理總復習 第5章 第5講 實驗五 探究動能定理課件
