高考物理复习 实验5 探究动能定理在（恒力做功与物体动能变化的关系）教案

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1、实验5、探究动能定理在（恒力做功与物体动能变化的关系）（课程标准教科书物理必修2第16~18页：探究功与物体速度的变化的关系）图1如图1，物体沿斜面加速下滑，两个图象同时画出，如图2、图3.图2图3图2表示物体的动能随时间变化的规律，图3表示物体的重力势能随时间变化的规律，也就是重力所做的功，因为物体在沿斜面下滑的过程中，只有重力做功（只受重力和支持力，二支持力不做功），所以重力做的功就是合力做的功，而重力势能的变化等于重力做的功，所以重力势能的变化等于合力做的功。比较图2和图3，物体动能的增加等于重力势能的减少

2、，例如从0到1s,动能的增加为(见图2)，重力势能的减少为,两者相等。所以，物体动能的增加等于合力做的功。如图4图5、图6。图4图5从图5可以根据算出合力做的功：。图6从图6可以看出物体动能的变化:.合力做的功为等于物体动能的变化，误差为。位移随时间变化的图线如图7，图7动能随时间变化的图线如图8，图8以上两个图线非常相似。因为时动能为0，所以任意时刻动能的值等于动能的变化值；而力与位移的积就是功，由于力是恒量，所以功的图象应与位移的图象相似，那么动能的变化的图象就与功的图象相似了。利用数据显示方法测出4组数据（

3、显示方法如图9所示）：合力F，水平位移x,速度v和动能EK,然后输入到Excel中，用公式(因为斜面的倾斜角为300)算出位移s,用公式算出功，然后画出W-Ek图象如图10。图9FxsWvEk13.80000013.80.02510.0289830.3999650.530.3913.80.0290.0334860.4621110.560.4513.80.0940.1085421.4978771.031.4913.80.210.2424873.3463211.543.3413.80.360.4156925.7365

4、52.015.6813.80.490.5658037.8080812.357.78数据表图10图10中，红的直线是动能Ek与功的关系，是直线，该直线的斜率为，近似为1，说明合力对物体做的功等于物体动能的变化，即动能定理。例1、如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是（　　　　）A．为减小实验误差，长木板应水平放置B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的

5、速度答案：BD例22009高考安徽21.Ⅲ．（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、、、……；（3）作出草图；（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明∝；如果不是直线，可考虑是否存在∝、∝、∝等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋

6、，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……。B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。答案：D。解析：本实验的目的是探究橡

7、皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。例3．利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”2009高考广东15．（10分）某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码。（1）试验主要步骤如下：①测量和拉力传

8、感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C点，，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；③在小车中增加砝码，或，重复②的操作．（2）表1是他们测得的一组数据，期中M是M1与小车中砝码质量之和，是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是