2018版高考复习实验《探究动能定理》教学案.docx

实验五

实验五

探究动能定理

前期准备·明确原理——知原理抓住关键

【实验目的】

通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系。

通过实验数据分析，总结出外力做功与物体速度平方的正比关系。

【实验原理】

改变功的大小：采用如图所示的实验装臵，用1条、2条、3条、规格同样的橡皮筋将小车拉到同一位臵由静止释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W、

确定速度的大小：小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。

寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W-v或Wv2图象。分析图象，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。

【实验器材】

小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位臵钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(若使用电火花计时器则不用学生电源)、若干条等长的橡皮筋、毫米刻度尺。

再现实验·重视过程——看过程注重数据

【实验步骤】

按原理图将仪器安装好。

平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板，反复移

动木板的位臵，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止。

先用1条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v，

1

设此时橡皮筋对小车做的功为W，将这一组数据记入表格。

用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为2W，测出小车获得的速度v，将数据记入表格。

2

用3条、4条 橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格。

【数据处理】

求小车速度

实验获得如图所示纸带，利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离，如

x

纸带上A、C两点间的距离x，则v＝ (其中T为打点周期)。

2T

Wv2345Wn W W W W

Wv

2

3

4

5

W

n W W W W

vv2

作图象

在坐标纸上分别作出W-v和W-v2 图线，从中找出功与速度变化的关系。

【误差分析】

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。

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。

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】

平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦

阻力平衡。方法：使小车连着纸带并接通电源，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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角。

选点测速：测小车的速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的部分。

橡皮筋的选择：橡皮筋应选规格一样的。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。

先后顺序：开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再释放小车。

小车的选择：小车质量应适当大一些，使纸带上打的点多一些。

剖析考点·瞄准热点——析考点强化认识

对实验原理的考

对实验原理的考

考点一

查

[典题1] 在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装臵如图甲所示)：

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

图乙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50Hz，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)。

[解析](1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，A错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，B错误；实验时，为充分利用纸带，应