金榜奪冠物理一輪(0003)公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第四單元試驗(yàn)與探究第6課時(shí)試驗(yàn)：探究動(dòng)能定理必修2第六章機(jī)械能和能源第1頁第2頁基礎(chǔ)回憶1．猜測(cè)與假設(shè)根據(jù)既有知識(shí)猜測(cè)，外力對(duì)物體做功也許________物體動(dòng)能變化量．2．試驗(yàn)原理試驗(yàn)裝置如下圖所示，在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，木塊將在砝碼盤對(duì)它拉力及長木板對(duì)它摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)．在紙帶記錄物體運(yùn)動(dòng)勻加速階段，合適間隔地取兩個(gè)點(diǎn)A、B.只要取計(jì)算一小段位移________即可確定A、B兩點(diǎn)各自速度vA、vB，第3頁再數(shù)出A、B兩點(diǎn)時(shí)間間隔Δt，根據(jù)a＝________算出加速度a，根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma算出F，在這段過程中物體運(yùn)動(dòng)距離s可通過運(yùn)動(dòng)紙帶測(cè)出，我們即可算出合外力做功(W＝________)．另一方面，此過程中物體動(dòng)能變化量為ΔEk＝__________.通過比較W和ΔEk值，就可以找出兩者之間關(guān)系．答案：1．等于2．平均速度

第4頁要點(diǎn)深化1．試驗(yàn)?zāi)繒A(1)通過試驗(yàn)，探究功與物體速度變化關(guān)系．(2)理解探究功與物體速度變化關(guān)系原理．2．試驗(yàn)原理試驗(yàn)裝置如上圖所示，在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，木塊將在砝碼盤對(duì)它拉力及長木板對(duì)它摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)．在紙帶記錄物體運(yùn)動(dòng)勻加速階段，合適間隔地取兩個(gè)點(diǎn)A、B.只要取計(jì)算一小段位移平均速度即可確定A、B兩點(diǎn)各自速度vA、vB，再數(shù)出A、B兩點(diǎn)時(shí)間間隔Δt，第5頁根據(jù)a＝算出加速度a，根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma算出F合，在這段過程中物體運(yùn)動(dòng)距離s可通過運(yùn)動(dòng)紙帶測(cè)出，我們可即算出合外力做功另一方面，此過程中物體動(dòng)能變化量為通過比較W和ΔEk值，就可以找出兩者之間關(guān)系．在木塊運(yùn)動(dòng)到長木板中間位置時(shí)，用手托住砝碼盤，砝碼盤不再對(duì)木塊有拉力．木塊將在長木板摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，外力對(duì)物體做負(fù)功．同樣，我們?cè)诩垘в涗浳矬w運(yùn)動(dòng)勻減速階段取兩個(gè)有一定間隔點(diǎn)C、D，測(cè)出各自速度vC、vD，第6頁根據(jù)求出加速度a，進(jìn)而求出合外力F合，并算出外力所做功W，另一方面，物體動(dòng)能變化為比較W和ΔEk值，尋找兩者關(guān)系．3．試驗(yàn)器材長木板(一端帶滑輪)、刻度尺、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、導(dǎo)線、電源、小車、細(xì)線、砝碼盤、砝碼、天平．4．試驗(yàn)環(huán)節(jié)及數(shù)據(jù)處理(1)用天平測(cè)出木塊質(zhì)量．把器材按圖裝置好．紙帶固定在木塊中間方孔內(nèi)．(2)把木塊放在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，用手按?。来a盤中加砝碼．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，讓它工作．放開木塊，讓它做加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)，用手托住砝碼盤，讓木塊在木板摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木塊抵達(dá)定滑輪處(或靜止)時(shí)，斷開電源．第7頁(3)取下紙帶，在紙帶上反應(yīng)物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)兩部分點(diǎn)跡中較理想一段，如下圖所示，分別各取兩點(diǎn)(其間點(diǎn)跡數(shù)不少于9點(diǎn))．量出sA、sB、sC、sD和sAB、sCD.由sA、sB、sC、sD及對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔Δt(如0.08秒)，算出vA、vB，運(yùn)用vA、vB和A、B間時(shí)間間隔ΔtAB求出A、B間木塊運(yùn)動(dòng)加速度aAB；同法求出aCD.則木塊質(zhì)量m與aAB、aCD乘積分別表達(dá)在AB段和CD段木塊受合力．(4)根據(jù)試驗(yàn)成果填好下表，看W與ΔEk與否相等.第8頁

加速階段減速階段物體質(zhì)量(kg)m＝_______m＝_______計(jì)數(shù)點(diǎn)附近位移(m)sA＝____，sB＝____.sC＝____，sD＝____.各計(jì)數(shù)點(diǎn)處速度(m/s)vA＝____，vB＝____.vC＝____，vD＝____.兩記數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔(s)ΔtAB＝______ΔtCD＝______運(yùn)動(dòng)加速度(m/s2)aAB＝________aCD＝________木塊受協(xié)力ma(N)FAB＝________FCD＝________計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移(m)sAB＝________sCD＝________合外力功W(J)W1＝________W2＝________木塊動(dòng)能增量ΔEk(J)ΔEk1＝________ΔEk2＝________第9頁(5)重新取計(jì)數(shù)點(diǎn)，反復(fù)環(huán)節(jié)(3)和(4)，再驗(yàn)證一次．5．誤差分析(1)木塊與桌面粗糙程度不固定導(dǎo)致試驗(yàn)誤差．(2)運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上打出紙帶讀位移或計(jì)算速度時(shí)，測(cè)量不精確帶來誤差．第10頁第11頁題型一試驗(yàn)原理探究

在“探究動(dòng)能定理”試驗(yàn)中，某同學(xué)按如下環(huán)節(jié)進(jìn)行：①把試驗(yàn)器材按下圖安裝好．第12頁②把木塊放在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，用手按?。来a盤中加砝碼．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，待其正常工作后放開木塊，讓它做勻加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到木板長1/2左右時(shí)，用手托住砝碼盤，讓木塊在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木塊抵達(dá)定滑輪處(或靜止)時(shí)，斷開電源．③取下紙帶，在紙帶上反應(yīng)物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)兩部分點(diǎn)跡中較理想一段，分別各取兩點(diǎn)(其間點(diǎn)跡數(shù)不少于9點(diǎn))，如圖所示．④采集數(shù)據(jù)，運(yùn)用紙帶上提供信息分析，得出結(jié)論．第13頁問題：(1)試驗(yàn)中需不需要用天平測(cè)出木塊質(zhì)量m詳細(xì)數(shù)值？________________________________________________________________________.(2)運(yùn)用紙帶上提供信息進(jìn)行分析時(shí)，①若以A點(diǎn)為中間時(shí)刻，量出包括A點(diǎn)一小段時(shí)間Δt(如0.08s)內(nèi)位移為SA，則vA＝______，同理可確定vB＝______.②設(shè)從A至B時(shí)間為ΔtAB，在木塊加速過程中，加速度aAB＝________.木塊所受合外力為FAB＝__________.③測(cè)量A、B間位移SAB，試寫出木塊加速過程中外力做功與動(dòng)能變化也許關(guān)系式：________________________________________________________________________.第14頁答案：(1)需要點(diǎn)評(píng)：試驗(yàn)原理探究，就是選擇題給裝置探究物理關(guān)系或運(yùn)用題給設(shè)備科學(xué)分析測(cè)量物理量也許根據(jù)原理，同步進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)試題．本題一定要掌握本試驗(yàn)來龍去脈，才能對(duì)上述規(guī)定進(jìn)行填空．第15頁題型訓(xùn)練1．上例中，假設(shè)在減速階段也符合動(dòng)能定理，試由紙帶上信息寫出計(jì)算木塊與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式：答案：第16頁題型二運(yùn)用橡皮筋做功探究動(dòng)能定理如下圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化關(guān)系”試驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行情形，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做功記為W.當(dāng)我們用2條、3條……完全相似橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……試驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車每次試驗(yàn)中獲得速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶測(cè)出．第17頁(1)除了圖中已給出試驗(yàn)器材外，還需要器材有__________________________；(2)試驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采用措施是________________________________________________________________________；(3)每次試驗(yàn)得到紙帶上點(diǎn)并不都是均勻，為了測(cè)量小車獲得速度，應(yīng)選用紙帶________部分進(jìn)行測(cè)量；(4)下面是本試驗(yàn)數(shù)據(jù)登記表，請(qǐng)將第2次、第3次……試驗(yàn)中橡皮筋做功填寫在對(duì)應(yīng)位置；第18頁橡皮筋做功10個(gè)間隔距離S(m)10個(gè)間隔時(shí)間T(s)小車取得速度vn(m/s)小車速度平方v(m/s)21W0.2000.220.2800.230.3400.240.4000.250.4500.2第19頁(5)從理論上講，橡皮筋做功Wn和物體速度vn變化關(guān)系應(yīng)是Wn∝_______.請(qǐng)你運(yùn)用數(shù)據(jù)表中測(cè)定數(shù)據(jù)在下圖所示坐標(biāo)系中作出對(duì)應(yīng)圖象驗(yàn)證理論對(duì)旳性；(6)若在試驗(yàn)中你做出圖線與理論推測(cè)不完全一致，你處理這種狀況做法是：____________________第20頁答案：(1)刻度尺(2)把木板末端墊起合適高度以平衡摩擦力(3)點(diǎn)距均勻(4)2W3W4W5W(5)v2n圖象如下圖所示：(6)分析誤差來源或改善試驗(yàn)方案或測(cè)量手段，重新進(jìn)行試驗(yàn)第21頁題型訓(xùn)練2．在用如下圖所示裝置做“探究動(dòng)能定理”試驗(yàn)中，如下說法對(duì)旳是()A．通過變化橡皮筋條數(shù)變化拉力做功數(shù)值B．通過變化橡皮筋長度變化拉力做功數(shù)值C．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得最大速度D．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得平均速度第22頁解析：由于條數(shù)增大到N條，當(dāng)橡皮筋被拉至同樣長度時(shí)，做功也增大到NW；若填成“長度”是錯(cuò)誤，由于長度成倍增大，但夾角變了，力不是成倍增大，故無法確定功；速度也不能填“平均”速度，由于動(dòng)能定理中做功對(duì)應(yīng)是動(dòng)能瞬時(shí)值，針對(duì)其變化量變化橡皮筋長度會(huì)變化兩個(gè)拉力夾角，這樣無法確定后來拉力做功．答案：AC第23頁題型三運(yùn)用自由落體探究動(dòng)能定理物體在空中下落過程中，重力做正功，物體動(dòng)能越來越大，為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化定量關(guān)系”，我們提供了如圖所示試驗(yàn)裝置．(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一種本試驗(yàn)情景命題：如圖如示，質(zhì)量為m小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生__①__，通過光電門時(shí)__②__，試探究重力做功__③__與小球動(dòng)能變化量__④__定量關(guān)系．第24頁請(qǐng)?jiān)冖佗诳崭裉幪顚懳锢砹棵Q和對(duì)應(yīng)符號(hào)；在③④空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式．(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測(cè)出如下數(shù)字．①用天平測(cè)定小球質(zhì)量為0.50kg；②用游標(biāo)尺測(cè)出小球直徑為10.0mm；③用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門距離為82.80cm；④電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；⑤電磁鐵斷電時(shí)，小球自由下落；⑥在小球通過光電門時(shí)間內(nèi)，計(jì)時(shí)裝置記下小球通過光電門所用時(shí)間為2.50×10－3s，由此可算得小球通過光電門速度為__________m/s.第25頁⑦計(jì)算得出重力做功為________J，小球動(dòng)能變化量為_______J．(g取9.8m/s2，成果保留三位數(shù)字)(3)試根據(jù)(2)下好本試驗(yàn)結(jié)論：_________________解析：(1)中根據(jù)動(dòng)能定理思想去填空；(2)中采用極限思維法去計(jì)算速度，再結(jié)合以上公式計(jì)算，因小球直徑對(duì)計(jì)算影響很小，故沒有考慮成果也對(duì)旳．(3)結(jié)論下成重力做功與物體動(dòng)能變化量成正比也可．答案：(1)位移s瞬時(shí)速度vmgs(2)⑥4.0⑦4.014.00(3)在誤差容許范圍內(nèi)，重力做功等于物體動(dòng)能變化量第26頁題型訓(xùn)練3．某同學(xué)在探究功與物體速度變化關(guān)系試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示試驗(yàn)．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器地方．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)．得到紙帶如圖乙所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了如下處理：取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)速度分別為vA＝0.12m/s，vB＝0.17m/s，vC＝0.21m/s.第27頁解析：設(shè)由O到A過程中，重力對(duì)重物所做功為W，那么O到B過程中，重力對(duì)重物所做功為2W，由O到C過程中，重力對(duì)重物所做