2018届高考物理一轮复习 实验 专题 探究动能定理导学案1.doc

实验：探究动能定理 误差分析 1．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。 2．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 3．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 1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。 2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。 3．橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，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。热点一　实验原理和实验操作 【例1】　(2017·广东肇庆模拟)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码1所示。 图1 (1)若要完成该实验，必需的实验器材还有_____________________________。 (2)实验开始时，他先调节________(填字母代号)。 A．避免小车在运动过程中发生抖动 B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 (3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个________________________。 (4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)。 A．在接通电源的同时释放了小 B．小车释放时离打点计时器太近 C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 解析　(1)根据实验原理可知，需要验证mgx＝Mv2，同时根据运动学规律可知，此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移，故还需要的器材有：刻度尺和天平；(2)分析小车受力可知，在平衡摩擦力的基础上，使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力，故选项D正确；(3)纸带上打出的点较少，说明小4)在此实验中，根据牛顿第二定律可知，钩码的重力大于细绳的拉力，而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；如果实验未平衡或未完全平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故选项C、D正确。 答案　(1)刻度尺、天平(包括砝码)　(2)D　(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)　(4)CD 热点二　数据处理与误差分析 【例2】　为了探究功与速度变化的关系，现提供如图2所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行，请思考探究思路并问答下列问题。 (打点计时器所接交流电频率为50 Hz) 图2 (1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为____________________________________。 (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W。 由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图3所示是其中四次实验打出的部分纸带。 图3 试根据以上信息，填写下表。 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做的功 W 小车速度v/(m·s－1) v2(m2·s－2) 从表中数据可得出结论：____________________________________________ 解析　(1 (2)由匀速运动的速度公式v＝，可求出小车的速度，其中x可从题图中读出，分别为2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm。交流电频率为50 Hz，故T＝0.02 s。 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做的功 W 2W 3W 4W 小车速度v/m·s－1) 1.00 1.42 1.73 2.00 v2(m2·s－2) 1.00 2.02 2.99 4.00 在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的二次方成正比。 答案　见解析 热点三　实验的改进与创新 1．实验器材的改进 用拉力传感器测量拉力，用速度传感器测量速度，用光电门计算速度。 2实验方案的创新 (1)利用自由落体运动探究功和动能的关系。 (2)研究小车以不同的初速度沿粗糙水平面滑动的距离，得出小车的初动能大小与克服摩擦力做功的情况，也可探究动能定理。 (3)让小球从斜面上某高处滚下，然后做平抛运动等。 【例3】　(2017·铜川质