（通用版）2020版高考物理一轮复习 第五章 第32课时 探究动能定理（实验增分课）讲义（含解析）

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1、第32课时　探究动能定理(实验增分课)一、实验目的1．通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系。2．通过实验数据分析，总结出外力做功与物体速度平方的正比关系。二、实验原理1．改变功的大小：采用实验原理图所示的实验装置，用1条、2条、3条、…规格相同的橡皮筋将小车拉到同一位置由静止释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W、…。2．确定速度的大小：小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。3．寻找功与速度变化的关系：以W为纵坐标，v或v2为横坐标，作出Wv或Wv2图像。分析图像，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与

2、小车获得的速度的定量关系。三、实验器材小车(前面带小钩)、薄物块、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(若使用电火花计时器则不用学生电源)、若干条等长的橡皮筋、毫米刻度尺。谨记部分器材用途薄物块前后移动，平衡小车受到的摩擦力橡皮筋使小车获得速度，把弹性势能转化为动能四、实验步骤1．按原理图将仪器安装好。2．平衡摩擦力：在长木板有打点计时器的一端下面垫一薄物块，反复移动薄物块的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，使纸带打出的点间距均匀为止，即小车能匀速运动为止。3．先用1条橡皮筋做实验，用打点计时器和

3、纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W，将这一组数据记入表格。4．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为2W，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格。5．用3条、4条、…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格。五、数据处理1．求小车速度实验获得如图所示纸带，利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离，如纸带上A、C两点间的距离x，则v＝(其中T为打点周期)。2．计算W、2W、3W、…时对应v、v2的数值，填入下面表格。W2W3W4W5Wvv23.作图像在坐标纸上分别作出W

4、v和Wv2图线，从中找出功与速度变化的关系。六、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木板倾角过大也会造成误差。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。七、注意事项1．平衡摩擦力时，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。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做匀速运动，找到一个合适的倾角。2．测小车速度时，应选纸带上点迹均匀的部分，即选小车做匀速运动的部分。3．橡皮筋应选规格一样的。力对

5、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。4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。考法一　实验原理与操作1．(2019·温州模拟)如图1所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条、…橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W、…。(1)图1中电火花计时器的工作电压是________V的交流电。(2)实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是________。(3

6、)图1中小车上有一固定立柱，图2中给出了4种橡皮筋与立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是________。(4)在正确操作的情况下，某次实验所打的纸带如图3所示(电源频率为50Hz)。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的________(选填“AJ”“AG”或“GJ”)部分进行测量，小车获得的速度是________m/s(结果保留两位有效数字)。解析：(1)电火花计时器的工作电压是220V的交流电。(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离，因此还需要的器材是刻度尺。(3)橡

7、皮筋最合理的套接方式是A，以A的方式套接释放小车后，橡皮筋不会影响小车的运动。(4)由题图3的纸带可知，GJ部分每两点间的距离相等，小车做匀速直线运动，因此应选用纸带的GJ部分；小车获得的速度v＝＝m/s＝0.65m/s。答案：(1)220　(2)刻度尺　(3)A　(4)GJ　0.652．某实验小组用如图甲所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶受到的总重力作为小车受到的合外力。(1)为了使实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下列做法必要的是________。A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B．

8、实验操作时要先释放小车，后接通电源C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有