第單元一探究動(dòng)能定理

（優(yōu)選）第單元一探究動(dòng)能定理現(xiàn)在是1頁\一共有36頁\編輯于星期四現(xiàn)在是2頁\一共有36頁\編輯于星期四一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．探究外力對物體做功與物體速度的關(guān)系．2．通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的

正比關(guān)系．現(xiàn)在是3頁\一共有36頁\編輯于星期四二、實(shí)驗(yàn)原理1．不是直接測量對小車做功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做功W、2W、3W….2．由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出，也可以用其他方法測出．這樣，進(jìn)行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)．3．以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出W－v曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系．現(xiàn)在是4頁\一共有36頁\編輯于星期四三、實(shí)驗(yàn)器材小車(前面帶小鉤)、100g～200g砝碼、長木板，兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ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)、5～6條等長的橡皮筋、刻度尺．現(xiàn)在是5頁\一共有36頁\編輯于星期四四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按如圖實(shí)－1－1所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)平衡摩

擦力．圖實(shí)－1－1現(xiàn)在是6頁\一共有36頁\編輯于星期四2．先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小

車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對小車做的功為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)中橡皮筋拉伸的長度與第

一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車

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)，用同樣的方法測出功和

速度，記入表格．現(xiàn)在是7頁\一共有36頁\編輯于星期四五、數(shù)據(jù)處理1．測量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖

實(shí)－1－2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)在紙帶上測量A1、A2間的距離s，

則小車速度的表達(dá)式為v＝(T為

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔)．圖實(shí)－1－2現(xiàn)在是8頁\一共有36頁\編輯于星期四2．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/m時(shí)間t/s速度v(m·s－1)速度平方v2(m2·s－2)現(xiàn)在是9頁\一共有36頁\編輯于星期四

3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析：在坐標(biāo)紙上(圖實(shí)－1－3)畫出W－v和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)系為W∝v2.圖實(shí)－1－3現(xiàn)在是10頁\一共有36頁\編輯于星期四六、注意事項(xiàng)1．平衡摩擦力很關(guān)鍵，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．測小車速度時(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．現(xiàn)在是11頁\一共有36頁\編輯于星期四3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對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．4．小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些．現(xiàn)在是12頁\一共有36頁\編輯于星期四七、誤差分析1．誤差的主要來源是橡皮筋的長度、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)傾角過大．3．利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測量不準(zhǔn)帶來

誤差．現(xiàn)在是13頁\一共有36頁\編輯于星期四八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)的速度可以使用速度傳感器直接采集，比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器方便快捷且誤差較??；實(shí)驗(yàn)情景也可加以改進(jìn)，如研究物體以不同的初速度沿粗糙水平面滑動(dòng)的距離，得出物體的初動(dòng)能大小與克服摩擦力做功的情況，這時(shí)必須保證物體與水平面上各處的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．現(xiàn)在是14頁\一共有36頁\編輯于星期四現(xiàn)在是15頁\一共有36頁\編輯于星期四

(2009·安徽高考)探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－1－4所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下圖實(shí)－1－4現(xiàn)在是16頁\一共有36頁\編輯于星期四(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為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W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系．現(xiàn)在是17頁\一共有36頁\編輯于星期四以下關(guān)于該實(shí)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嚎梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜．.現(xiàn)在是18頁\一共有36頁\編輯于星期四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)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算．現(xiàn)在是19頁\一共有36頁\編輯于星期四[解題指導(dǎo)]

放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運(yùn)動(dòng)，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．本實(shí)驗(yàn)中測的速度是小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，而不是整個(gè)過程的平均速度，因此研究紙帶上打下的點(diǎn)一定是那些均勻分布的點(diǎn)．[答案]

D現(xiàn)在是20頁\一共有36頁\編輯于星期四為了探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖實(shí)－1－5所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz)：現(xiàn)在是21頁\一共有36頁\編輯于星期四圖實(shí)－1－5現(xiàn)在是22頁\一共有36頁\編輯于星期四(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)中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W.現(xiàn)在是23頁\一共有36頁\編輯于星期四(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，如圖實(shí)－1－6所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶．圖實(shí)－1－6現(xiàn)在是24頁\一共有36頁\編輯于星期四(4)試根據(jù)第(2)、(3)中的信息，填寫下表．次數(shù)1234橡皮筋對小車做功W小車速度v(m/s)v2(m2/s2)從表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：

.現(xiàn)在是25頁\一共有36頁\編輯于星期四[解題指導(dǎo)]

(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≤嚹軌騽蛩傧禄?4)由勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v＝其中s從圖上讀出分別為2.00cm、2.83cm、3.46cm、4.00cm.t＝T＝＝0.02s，即可求出小車的速度．現(xiàn)在是26頁\一共有36頁\編輯于星期四橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比．次數(shù)1234橡皮筋對小車做功W2W3W4W小車速度v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2/s2)1.002.022.994.00[答案]見解題指導(dǎo)現(xiàn)在是27頁\一共有36頁\編輯于星期四(2008·廣東高考)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖實(shí)－1－7所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車內(nèi)可放置砝碼．實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.現(xiàn)在是28頁\一共有36頁\編輯于星期四圖實(shí)－1－7現(xiàn)在是29頁\一共有36頁\編輯于星期四(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，________，________，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，______________________；③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作．現(xiàn)在是30頁\一共有36頁\編輯于星期四(2)圖實(shí)－1－8所示是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在下表中的相應(yīng)位置．圖實(shí)－1－8現(xiàn)在是31頁\一共有36頁\編輯于星期四測量點(diǎn)x/cmv/(m·s－1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45C____________D7.150.54E9.410.60現(xiàn)在是32頁\一共有36頁\編輯于星期四(3)在小車的運(yùn)動(dòng)過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，________做正功，________做負(fù)功．(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了如圖實(shí)－1－9所示的圖線(其中Δv2＝v2－v02)，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是________________________．要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需測量的物理量是摩擦力和________．現(xiàn)在是33頁\一共有36頁\編輯于星期四圖實(shí)－1－9現(xiàn)在是34頁\一共有36頁\編輯于星期四[解題指導(dǎo)]

(1)為了使打第1點(diǎn)時(shí)速度為零，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放小車．小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近的目的是充分利用紙帶，在紙帶上打出盡可能多的點(diǎn)．在小車停止運(yùn)動(dòng)后，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器停止工作．(2)對于C點(diǎn)到O點(diǎn)的距離x，可由紙帶分析得出為6.08cm－1.00cm＝5.08cm.C點(diǎn)對應(yīng)小車的瞬時(shí)速度可用B、D兩點(diǎn)間的平均速度來求，即vC＝≈49cm/s＝0.49m/s.現(xiàn)在是