1、- 1 -實驗五實驗五探究動能定理探究動能定理目錄目錄課前預習課前預習根底落實根底落實課堂互動課堂互動考點突破考點突破課前預習課前預習根底落實根底落實【實驗目的】探究外力做功與物體動能變化的關系。【實驗原理】實驗裝置如圖實1 所示，在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，小車將在砝碼盤對它的拉力作用下做勻加速直線運動。在打出的紙帶上適當間隔地取兩個點 A、B，用平均速度的方法確定出A、B 兩點速度 vA、vB，求出此過程中物體動能的變化量為Ek，測量這段過程中物體運動的距離x，算出拉力做的功 W，通過比擬 W 和Ek的值，就可以找出兩者之間的關系。【實驗器材】長木板(一端帶滑輪)、刻度尺、打點計時器、

2、紙帶、導線、電源、小車、細線、砝碼盤、砝碼、天平。【實驗步驟】1用天平測出小車質量及砝碼盤的質量，記錄小車的質量 M 及砝碼盤的質量 m。2按圖安裝實驗器材，只是不要掛砝碼；要調整定滑輪的高度，使細線與木板平行。3平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復移動其位置，直到小車在斜面上勻速運動為止。4掛上砝碼(要使小車的質量遠大于砝碼的質量)，接通電源，放開小車，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶并標記使用的砝碼質量。5重復步驟 4，打 23 條紙帶。6改變砝碼盤中砝碼的個數，重復步驟 4、5，再做幾次實驗。【數據處理】從每次實驗中選取點跡清晰的紙帶，選取計數點 A、B

3、，進行測量運算，填入下表：根據實驗數據得出結論。【考前須知】【考前須知】1砝碼的質量要遠小于小車的質量。2平衡摩擦力時，不要加砝碼，但應連接紙帶且接通電源。- 2 -3小車所受的阻力 f 應包括小車受的摩擦力和打點計時器對小車后所拖紙帶的摩擦力。4小車應靠近打點計時器，并且要先接通電源后再放手。【誤差分析】【誤差分析】1實驗的系統誤差是繩對小車的拉力小于砝碼的重力。2平衡摩擦力不徹底或平衡過了也會造成誤差。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。課堂互動課堂互動考點突破考點突破考點一考點一對實驗原理的理解對實驗原理的理解例 1(廣州模擬)某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體

4、速度變化的關系的實驗，實驗開始前，他們提出了以下幾種猜測：W v，Wv，Wv2。實驗裝置如圖實2 甲所示，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W。當我們用 2 條、3 條完全相同的橡皮筋并在一起進行第 2 次、第 3 次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。(1)實驗時為了使小車相當于只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是_；(2)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了計算出小車獲得的速度，應選用紙帶的_局部進行測量；(3)同學們設計了以下表格來記錄數據。其中 W1、W2、W3、W4表示橡皮筋對小

5、車做的功，v1、v2、v3、v4表示小車每次獲得的速度。他們根據實驗數據繪制了如圖乙所示的 Wv 圖象，由圖象形狀得出結論 Wv2。他們的做法是否適宜？請說明理由：_。 解析解析 (1)小車運動過程中要受到摩擦力等阻力的作用，為抵消阻力的作用，可將木板的一端適當墊高，設傾角為，只要滿足 F阻mgsin ，便可認為小車只在橡皮筋作用下運動。(2)小車在橡皮筋作用下做加速運動，橡皮筋作用完后小車做勻速運動，此時紙帶上的打點間距應是均勻的。(3)因為 Wv 圖象是曲線，不能確定 W 與 v2的函數關系，所以不適宜。 答案答案 (1)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力(2)點距均勻- 3 -(3)不

6、適宜。由曲線不能直接確定 W、v2的函數關系，應進一步繪制 Wv2圖象 點評點評 (1)實驗中要通過傾斜木板平衡摩擦力，這與探究加速度與力、質量關系中平衡摩擦力的原因是一樣的。(2)計算小車的速度時，應選紙帶上點距均勻的局部進行測量。針對訓練：針對訓練：(福建)在“探究恒力做功與動能改變的關系實驗中(裝置如圖實3)：(1)以下說法哪一項為哪一項正確的_。(填選項前字母)A平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B為減小系統誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖實4 是實驗中獲得的一條紙帶的一局部，選取 O、A、B、C 計數點，打點計時器使用的交流電頻

7、率為 50 Hz，那么打 B 點時小車的瞬時速度大小為_m/s(保存三位有效數字)。解析解析(1)平衡摩擦力是讓小車重力的下滑分力與摩擦力平衡，故不能掛鉤碼平衡摩擦力，選項 A 錯誤；本實驗中，近似認為小車所受拉力等于鉤碼的重力，因此應使鉤碼的質量遠小于小車的質量，選項 B 錯誤；實驗時，為充分利用紙帶，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放，選項 C 正確。(2)vBAC2t(18.595.53)1020.2m/s0.653 m/s。答案答案(1)C(2)0.653考點二考點二實驗數據的處理實驗數據的處理例 2如圖實5 所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關系的實驗，圖中是小

8、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 W。當我們把 2 條、3 條完全相同的橡皮筋并在一起進行第 2 次、第 3 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。- 4 -(1)除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有 _；(2)平衡摩擦后，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_局部進行測量；(3)下面是本實驗的數據記錄表，請將第 2 次、第 3 次實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置；(4)從理論上講，橡皮筋做的功 Wn和物體速度 vn變化的關系應是 Wn_，請你根據

9、表中測定的數據在如圖實6 所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性。 解析解析 (1)計算小車速度需要測量紙帶上的點的距離，要用刻度尺。(2)小車勻速運動時，紙帶上的點的間隔均勻。(3)橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加 W。(4)縱坐標表示速度的平方，橫坐標表示功，利用描點法描出各組數據對應的點，然后用平滑曲線連線作出 vWn圖象，如下圖。- 5 - 答案答案 (1)刻度尺(2)點距均勻(3)2W3W4W5W(4)v圖見解析考點三考點三實驗創新設計實驗創新設計1實驗裝置的改良例 3(江西模擬)某學習小組利用如圖實7 所示的裝置驗證動能定理。(1)將氣墊導軌調至水平， 安裝好實驗器材，

10、從圖中讀出兩光電門中心之間的距離 s_cm；(2)測量擋光條的寬度 d，記錄擋光條通過光電門 1 和 2 所用的時間t1和t2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力 F，為了完成實驗，還需要直接測量的一個物理量是_；(3)該實驗是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量？_(填“是或“否) 解析解析 (1)由圖可知，s70.30 cm20.30 cm 50.00 cm。(2)要應用滑塊驗證動能定理，應有關系式：Fs12Mdt2212Mdt12故還應測量滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量M。(3)因拉力傳感器直接測出滑塊所受的合外力，并不是用砝碼和砝碼盤的總重力代替合外力

11、做實驗，故沒有必要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量。 答案答案 (1)50.00(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量 M(3)否- 6 - 小結小結 為減小實驗誤差，本實驗裝置從以下三個方面進行改良：為減小實驗誤差，本實驗裝置從以下三個方面進行改良：( (1)1)減小摩擦阻力：用氣墊導軌代替木板。減小摩擦阻力：用氣墊導軌代替木板。(2)(2)速度的測量：用光電門代替打點計時器。速度的測量：用光電門代替打點計時器。(3)(3)拉力的測定：用力傳感器測定力的大小。拉力的測定：用力傳感器測定力的大小。2 2實驗原理的遷移應用實驗原理的遷移應用例 4某實驗小組利用如圖實

12、8 所示裝置，探究木塊在木板上滑動至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時初速度的關系，實驗步驟如下：A將彈簧左端固定在平臺上，右端自然伸長到平臺右側 O 點，木板緊靠平臺，其上外表與 P、O在同一水平面上。使木塊壓縮彈簧自由端至 P 點后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的 B 點，記下 P 點并測出 OB 間的距離 L。B去掉木板再使木塊壓縮彈簧自由端至 P 點并由靜止釋放，測出木塊做平拋運動的水平位移 x。C改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組 L、x 數據。D用作圖象的方法，探求 L 與 x 的關系，得出結論。(1)A、B 兩步中，均使彈簧壓縮到同一點 P 的目的是_；(2)本實驗中，

13、是否必須測出圖中 h 的具體數值？_(填“是或“否)；(3)實驗小組根據測得的數據，作出 Lx2圖象如圖實9 所示，據此，實驗小組便得出結論：摩擦力對木塊做的功與木塊滑上木板時的初速度平方成正比。請寫出其推理過程：_。 解析解析 (1)實驗中要保證木塊滑至 O 點的速度不變，A、B 兩步中，均使彈簧壓縮到同一點 P 的目的是保證木塊做平拋運動的初速度與木塊滑上木板時的初速度相等；(2)木塊離開平臺后做平拋運動，由于拋出點的高度一定，木塊在空中的運動時間相等，木塊的水平位移與木塊做平拋運動的初速度成正比，實驗中不需要測出平臺的高度 h；(3)設木塊做平拋運動的初速度為 v，運動時間為 t，那么木

14、塊的水平位移 xvt，那么 x2v2，由圖象知 Lx2，所以 Lv2，而 WfL，f 恒定，故有 WLv2。 答案答案 (1)保證木塊做平拋運動的初速度與木塊滑上木板時的初速度相等(2)否(3)見解析- 7 -東京也無非是這樣。上野的櫻花爛熳的時節，望去確也像緋紅的藤野先生藤野先生輕云，但花下也缺不了成群結隊的“清國留學生的速成班，頭頂上盤著大辮子，頂得學生制帽的頂上高高聳起，形成一座富士山。也有解散辮子，盤得平的，除下帽來，油光可鑒，宛如小姑娘的發髻一般，還要將脖子扭幾扭。實在標致極了。中國留學生會館的門房里有幾本書買，有時還值得去一轉；倘在上午，里面的幾間洋房里倒也還可以坐坐的。但到黃昏，

15、有一間的地板便常不免要咚咚咚地響得震天，兼以滿房煙塵斗亂；問問精通時事的人，答道，“那是在學跳舞。到別的地方去看看，如何呢？我就往仙臺的醫學專門學校去。從東京出發，不久便到一處驛站，寫道：日暮里。不知怎地，我到現在還記得這名目。其次卻只記得水戶了，這是明的遺民朱舜水先生客死的地方。仙臺是一個市鎮，并不大；冬天冷得厲害；還沒有中國的學生。大概是物以稀為貴罷。北京的白菜運往浙江，便用紅頭繩系住菜根，倒掛在水果店頭，尊為“膠菜；福建野生著的蘆薈，一到北京就請進溫室，且美其名曰“龍舌蘭。我到仙臺也頗受了這樣的優待，不但學校不收學費，幾個職員還為我的食宿操心。我先是住在監獄旁邊一個客店里的，初冬已經頗冷

16、，蚊子卻還多，后來用被蓋了全身，用衣服包了頭臉，只留兩個鼻孔出氣。在這呼吸不息的地方，蚊子竟無從插嘴，居然睡安穩了。飯食也不壞。但一位先生卻以為這客店也包辦囚人的飯食，我住在那里不相宜，幾次三番，幾次三番地說。我雖然覺得客店兼辦囚人的飯食和我不相干，然而好意難卻，也只得別尋相宜的住處了。于是搬到別一家，離監獄也很遠，可惜每天總要喝難以下咽的芋梗湯。從此就看見許多陌生的先生，聽到許多新鮮的講義。解剖學是兩個教授分任的。最初是骨學。其時進來的是一個黑瘦的先生，八字須，戴著眼鏡，挾著一疊大大小小的書。一將書放在講臺上，便用了緩慢而很有頓挫的聲調，向學生介紹自己道：“我就是叫作藤野嚴九郎的后面有幾個人

17、笑起來了。他接著便講述解剖學在日本興旺的歷史，那些大大小小的書，便是從最初到現今關于這一門學問的著作。起初有幾本是線裝的；還有翻刻中國譯本的，他們的翻譯和研究新的醫學，并不比中國早。那坐在后面發笑的是上學年不及格的留級學生，在校已經一年，掌故頗為熟悉的了。他們便給新生講演每個教授的歷史。這藤野先生，據說是穿衣服太模糊了，有時竟會忘記帶著結；冬天是一件舊外套，寒顫顫的，有一回上火車去，致使管車的疑心他是扒手，叫車里的客人大家小心些。他們的話大概是真的，我就親見他有一次上講堂沒有帶著結。過了一星期，大約是星期六，他使助手來叫我了。到得研究室，見他坐在人骨和許多單獨的頭骨中間，他其時正在研究著頭骨，

18、后來有一篇論文在本校的雜志上發表出來。“我的講義，你能抄下來么？他問。“可以抄一點。“拿來我看！我交出所抄的講義去，他收下了，第二三天便還我，并且說，此后每一星期要送給他看一回。我拿下來翻開看時，很吃了一驚，同時也感到一種不安和感謝。原來我的講義已經從頭到末，都用紅筆添改正了，不但增加了許多脫漏的地方，連文法的錯誤，也都一一訂正。這樣一直繼續到教完了他所擔任的功課：骨學、血管學、神經學。可惜我那時太不用功，有時也很任性。還記得有一回藤野先生將我叫到他的研究室里去，翻出我那講義上的一個圖來，是下臂的血管，指著，向我和藹的說道：“你看，你將這條血管移了一點位置了。自然，這樣一移，確實比擬的好看些，

19、然而解剖圖不是美術，實物是那么樣的，我們沒法改換它。現在我給你改好了，以后你要全照著黑板上那樣的畫。但是我還不服氣，口頭容許著，心里卻想道：“圖還是我畫的不錯；至于實在的情形，我心里自然記得的。學年試驗完畢之后，我便到東京玩了一夏天，秋初再回學校，成績早已發表了，同學一百余人之中，我在中間，不過是沒有落第。這回藤野先生所擔任的功課，是解剖實習和局部解剖學。解剖實習了大概一星期，他又叫我去了，很快樂地，仍用了極有抑揚的聲調對我說道：“我因為聽說中國人是很敬重鬼的，所以很擔憂，怕你不肯解剖尸體。現在總算放心了，沒有這回事。但他也偶有使我很為難的時候。他聽說中國的女人是裹腳的，但不知道詳細，所以要問

20、我怎么裹法，足骨變成怎樣的畸形，還嘆息道，“總要看一看才知道。究竟是怎么一回事呢？有一天，本級的學生會干事到我寓里來了，要借我的講義看。我檢出來交給他們，卻只翻檢了一通，并沒有帶走。但他們一走，郵差就送到一封很厚的信，拆開看時，第一句是：“你悔過罷！這是? 新約? 上的句子罷，但經托爾斯泰新近引用過的。其時正值日俄戰爭，托老先生便寫了一封給俄國和日本的皇帝的信，開首便是這一句。日本報紙上很斥責他的不遜，愛國青年也憤然，然而暗地里卻早受了他的影響了。其次的話，大概是說上年解剖學試驗的題目，是藤野先生在講義上做了記號，我預先知道的，所以能有這樣的成績。末尾是匿名。我這才回憶到前幾天的一件事。因為要

21、開同級會，干事便在黑板上寫廣告，末一句是“請全數到會勿漏為要，而且在“漏字旁邊加了一個圈。我當時雖然覺到圈得可笑，但是毫不介意，這回才悟出那字也在譏刺我了，猶言我得了教員漏泄出來的題目。我便將這事告知了藤野先生；有幾個和我熟識的同學也很不平，一同去詰責干事托辭檢查的無禮，并且要求他們將檢查的結果，發表出來。終于這流言消滅了，干事卻又竭力運動，要收回那一封匿名信去。結末是我便將這托爾斯泰式的信退還了他們。中國是弱國，所以中國人當然是低能兒，分數在6 0 分以上，便不是自己的能力了：也無怪他們疑惑。但我接著便有參觀槍斃中國人的命運了。第二年添教霉菌學，細菌的形狀是全用電影來顯示的，一段落已完而還沒

22、有到下課的時候，便影幾片時事的片子，自然都是日本戰勝俄國的情形。但偏有中國人夾在里邊：給俄國人做偵探，被日本軍捕獲，要槍斃了，圍著看的也是一群中國人；在講堂里的還有一個我。“萬歲！他們都拍掌歡呼起來。這種歡呼，是每看一片都有的，但在我，這一聲卻特別聽得刺耳。此后回到中國來，我看見那些閑看槍斃犯人的人們，他們也何嘗不酒醉似的喝彩，嗚呼，無法可想！但在那時那地，我的意見卻變化了。到第二學年的終結，我便去尋藤野先生，告訴他我將不學醫學，并且離開這仙臺。他的臉色仿佛有些悲哀，似乎想說話，但竟沒有說。“我想去學生物學，先生教給我的學問，也還有用的。其實我并沒有決意要學生物學，因為看得他有些凄然，便說了一

23、個撫慰他的謊話。“為醫學而教的解剖學之類，怕于生物學也沒有什么大幫助。他嘆息說。將走的前幾天，他叫我到他家里去，交給我一張照相，后面寫著兩個字道：“惜別，還說希望將我的也送他。但我這時適值沒有照相了；他便叮囑我將來照了寄給他，并且時時通信告訴他此后的狀況。我離開仙臺之后，就多年沒有照過相，又因為狀況也無聊，說起來無非使他失望，便連信也怕敢寫了。經過的年月一多，話更無從說起，所以雖然有時想寫信，卻又難以下筆，這樣的一直到現在，竟沒有寄過一封信和一張照片。從他那一面看起來，是一去之后，杳無消息了。但不知怎地，我總還時時記起他，在我所認為我師的之中，他是最使我感謝，給我鼓勵的一個。有時我常常想：他的對于我的熱心的希望，不倦的教誨，小而言之，是為中國，就是希望中國有新的醫學；大而言之，是為學術，就是希望新的醫學傳到中國去。他的性格，在我的眼里和心里是偉大的，雖然他的姓名并不為許多人所知道。他所改正的講義，我曾經訂