試驗(yàn)五探究動(dòng)能定理第五章機(jī)械能1/35內(nèi)容索引過好雙基關(guān)命題點(diǎn)一

教材原型試驗(yàn)命題點(diǎn)二

試驗(yàn)拓展創(chuàng)新2/351過好雙基關(guān)3/351.試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)探究功與物體速度改變關(guān)系.2.試驗(yàn)原理(如圖所表示)(1)一根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s——做功為W.(2)兩根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s——做功應(yīng)為

.(3)三根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s——做功應(yīng)為

.(4)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器求出小車離開橡皮筋速度，列表、作圖，由圖象能夠確定功與速度改變關(guān)系.2W3W基本試驗(yàn)要求4/353.試驗(yàn)器材

、小車、木板、

、紙帶、鐵釘?shù)?4.試驗(yàn)步驟(1)墊高木板一端，平衡

.(2)拉伸橡皮筋對(duì)小車做功：①用一條橡皮筋拉小車——做功W.②用兩條橡皮筋拉小車——做功2W.③用三條橡皮筋拉小車——做功3W.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器橡皮筋摩擦力5/35(3)測(cè)出每次做功后小車取得

.(4)分別用各次試驗(yàn)測(cè)得v和W繪制W－v或W－v2、W－v3、……圖象，直到明確得出W和v關(guān)系.5.試驗(yàn)結(jié)論物體速度v與外力做功W間關(guān)系W＝

mv2.速度6/351.試驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下分力與

平衡.方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上點(diǎn)均勻程度判斷小車是否做

運(yùn)動(dòng)，找到長(zhǎng)木板一個(gè)適當(dāng)傾角.(2)測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上點(diǎn)均勻部分，也就是選小車做

運(yùn)動(dòng)部分.(3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣.力對(duì)小車做功以一條橡皮筋做功為單位即可，無(wú)須計(jì)算出詳細(xì)數(shù)值.(4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打點(diǎn)多一些.摩擦阻力勻速勻速規(guī)律方法總結(jié)7/352.試驗(yàn)探究技巧與方法(1)不直接計(jì)算W和v數(shù)值，而只是看第2次、第3次……試驗(yàn)中W和v是第1次多少倍，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)測(cè)量和處理.(2)做W－v圖象，或W－v2、W－v3圖象，直到作出圖象是一條傾斜直線.8/352命題點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)9/35

如圖所表示是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度改變關(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)我們把2條、3條……完全相同橡皮筋并在一起進(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.小車在每次試驗(yàn)中取得速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)紙帶測(cè)出.(1)除了圖中已給出試驗(yàn)器材外，還需要器材有________；【例1】答案刻度尺(2)平衡摩擦力后，每次試驗(yàn)得到紙帶上點(diǎn)并不都是均勻，為了測(cè)量小車取得速度，應(yīng)選取紙帶__________部分進(jìn)行測(cè)量；答案點(diǎn)距均勻10/35(3)下面是本試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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；答案

橡皮筋做功10個(gè)間距距離x(m)10個(gè)間距時(shí)間T(s)小車取得速度vn小車速度平方vn2第1次W0.2000.2

第2次

0.2800.2

第3次

0.3000.2

第4次

0.4000.2

第5次

0.4500.2

2W3W4W5W11/35(4)從理論上講，橡皮筋做功Wn和物體速度vn改變關(guān)系應(yīng)是Wn∝_____，請(qǐng)你依據(jù)表中測(cè)定數(shù)據(jù)在如圖所表示坐標(biāo)系中作出對(duì)應(yīng)圖象驗(yàn)證理論正確性.答案解析

vn2看法析圖第1次W1

第2次2

W1.96

第3次3

W2.25

第4次4

W4

第5次

5W5.06

12/35題組階梯突破1.用如圖所表示裝置做“探究動(dòng)能定理”試驗(yàn)時(shí)，以下說(shuō)法正確是__________.A.為了平衡摩擦力，試驗(yàn)中能夠?qū)㈤L(zhǎng)木板

左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)B.每次試驗(yàn)中橡皮筋規(guī)格要相同，拉伸長(zhǎng)度要一樣C.能夠經(jīng)過改變橡皮筋條數(shù)來(lái)改變拉力做功數(shù)值D.能夠經(jīng)過改變小車質(zhì)量來(lái)改變拉力做功數(shù)值E.試驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源F.經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中取得最大速度G.經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中取得平均速度答案√√√√13/352.某學(xué)習(xí)小組做探究“協(xié)力功和物體速度改變關(guān)系”試驗(yàn)，圖中小車是在1條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……試驗(yàn)時(shí)，使每次試驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)長(zhǎng)度都保持一致.每次試驗(yàn)中小車取得速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶測(cè)出.(1)除了圖中已經(jīng)有試驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、________(填測(cè)量工具)和______(填“交流”或“直流”)電源.答案刻度尺交流14/35(2)試驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力作用，能夠使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確是A.放開小車，能夠自由下滑即可B.放開小車，能夠勻速下滑即可C.放開拖著紙帶小車，能夠自由下滑即可D.放開拖著紙帶小車，能夠勻速下滑即可答案解析√平衡摩擦力時(shí)，也要平衡掉紙帶與限位孔之間摩擦力.依據(jù)平衡狀態(tài)特點(diǎn)，小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)即平衡掉了摩擦力.15/35(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處狀態(tài)與小車所在位置，以下說(shuō)法正確是A.橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)C.小車在兩個(gè)鐵釘連線處D.小車已過兩個(gè)鐵釘連線答案分析√題眼未平衡摩擦力(4)在正確操作情況下，打在紙帶上點(diǎn)并不都是均勻，為了測(cè)量小車取得速度，應(yīng)選取圖中紙帶_____部分進(jìn)行測(cè)量.答案GK16/353命題點(diǎn)二試驗(yàn)拓展創(chuàng)新17/351.裝置時(shí)代化18/3519/3520/352.求解智能化(1)摩擦阻力問題：靠小車重力下滑分力平衡摩擦力→自由下落阻力降低→氣墊導(dǎo)軌降低摩擦力.(2)速度測(cè)量方法：勻速運(yùn)動(dòng)速度→測(cè)量紙帶上各點(diǎn)速度→光電門v＝

→速度傳感器直接顯示速度大小.3.試驗(yàn)多樣化可探究動(dòng)能定理，可驗(yàn)證單物體(系統(tǒng))機(jī)械能守恒.21/35

為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功關(guān)系”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)方案：第一步：把帶有定滑輪木板有滑輪一端墊起，把質(zhì)量為M滑塊經(jīng)過細(xì)繩與質(zhì)量為m帶夾重錘跨過定滑輪相連，重錘后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所表示.【例2】題眼

分析22/35第二步：保持長(zhǎng)木板傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶，如圖乙所表示.打出紙帶如圖丙所表示.請(qǐng)回答以下問題：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為Δt，依據(jù)紙帶求滑塊運(yùn)動(dòng)速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)速度vB＝_______.答案分析A、C時(shí)間中點(diǎn)丙乙23/35(2)已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，要測(cè)出某一過程合外力對(duì)滑塊做功還必須測(cè)出這一過程滑塊_____________(寫出物理名稱及符號(hào)，只寫一個(gè)物理量)，合外力對(duì)滑塊做功表示式W合＝_____.答案解析由做功定義式可知還需要知道滑塊下滑位移x，由動(dòng)能定理可知W合＝ΔEk，即mgx＝ΔEk；下滑位移xmgx24/35(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合外力對(duì)滑塊所做功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)速度v，以v2為縱軸、W為橫軸建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出v2－W圖象，可知該圖象是一條______________，依據(jù)圖象還可求得______________.答案解析v2－W圖象應(yīng)該為一條過原點(diǎn)直線，依據(jù)ΔEk＝

Mv2可求得M值.過原點(diǎn)直線滑塊質(zhì)量M25/35題組階梯突破3.某學(xué)習(xí)小組在“探究功與速度改變關(guān)系”試驗(yàn)中采取了如圖所表示試驗(yàn)裝置.(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，經(jīng)過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，檢驗(yàn)是否調(diào)平方法是________________________________________________________________________________________________________________________________.答案將滑塊輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，看其是否滑動(dòng)；或?qū)⒒瑝K輕置于氣墊導(dǎo)軌之上，輕推滑塊看是否勻速運(yùn)動(dòng)(其它方法正確均可)26/35(2)如圖所表示，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度Δd＝_______cm.試驗(yàn)時(shí)，將橡皮條掛在滑塊掛鉤上，向后拉伸一定距離，并做好標(biāo)識(shí)，以確保每次拉伸距離恒定.現(xiàn)測(cè)得掛一根橡皮條時(shí)，滑塊彈離橡皮條后，經(jīng)過光電門時(shí)間為Δt，則滑塊最終勻速運(yùn)動(dòng)速度表示式為______(用字母表示).答案分析0.550Δd＝5mm＋0.05mm×10

＝5.50mm＝0.550cm滑塊勻速運(yùn)動(dòng)速度v＝.51027/35(3)逐根增加橡皮條，統(tǒng)計(jì)每次遮光條經(jīng)過光電門時(shí)間，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)速度.則畫出W－v2圖象應(yīng)是__________________________.答案解析由動(dòng)能定理可知，W＝

mv2，故畫出W－v2圖象應(yīng)是過坐標(biāo)原點(diǎn)一條傾斜直線.過坐標(biāo)原點(diǎn)一條傾斜直線28/354.某同學(xué)利用如圖所表示裝置探究功與速度改變關(guān)系.①小物塊在1條橡皮筋作用下彈出，沿水平桌面滑行，之后平拋落至水平地面上，落點(diǎn)記為M1；②在釘子上分別套上2條、3條、4條……一樣橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸長(zhǎng)度都保持一致，重復(fù)步驟①，小物塊落點(diǎn)分別記為M2、M3、M4……；③測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.29/35(1)為求出小物塊拋出時(shí)動(dòng)能，需要測(cè)量以下物理量中________(填正確答案標(biāo)號(hào)).A.小物塊質(zhì)量mB.橡皮筋原長(zhǎng)xC.橡皮筋伸長(zhǎng)量ΔxD.桌面到地面高度hE.小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)水平距離L答案解析√√√30/3531/35(2)將幾次試驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小物塊做功分別記為W1、W2、W3、……，小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)水平距離分別記為L(zhǎng)1、L2、L3、…….若功與速度二次方成正比，則應(yīng)以W為縱坐標(biāo)、____為橫坐標(biāo)作圖，才能得到一條直線.答案解析L2(3)因?yàn)樾∥飰K與桌面之間摩擦不能忽略，則由此引發(fā)誤差屬于__________(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”).答案系統(tǒng)誤差32/355.某試驗(yàn)小組同學(xué)欲“探究小車動(dòng)能改變與合外力對(duì)它所做功關(guān)系”，在試驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所表示裝置，圖中A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有砂子)，一端帶有定滑輪足夠長(zhǎng)木板水平放置，不計(jì)繩與滑輪摩擦.試驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器