第6章 实验6 探究动能定理（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

2024版·物理（②） 第六章 机械能守恒定律 实验六　探究动能定理 重力 距离 不挂 间隔均匀 接通电源 释放小车 【实验目的】 　1.熟悉两种实验方案的原理、数据处理和注意事项。2.会用创新方法研究做功与速度变化的关系。 备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 实验方案一　借助恒力做功探究功与速度变化的关系 1．实验原理 由钩码通过滑轮牵引小车，当小车的质量比钩码质量大得多时，可以把钩码所受的 当作小车受到的牵引力，如图1所示。 改变钩码的质量或者改变小车运动的 ，也就改变了牵引力做的功，从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系。 2．实验过程 (1)按照原理图安装好实验器材。 (2)平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫高，让纸带穿过打点计时器连在小车后端， (填“不挂”或“挂上”)钩码，接通电源，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出 的点为止。 (3)在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线绕过滑轮连接小车和钩码。 (4)将小车停在打点计时器附近，先 ，再 ，小车运动一段时间后，关闭打点计时器电源。 (5)改变钩码的数量，更换纸带重复(4)的操作。 3．数据处理 (1)选取点迹清晰的纸带，选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0、1、2、3…。 (2)测出0到点1、点2、点3…的距离，即对应的小车的位移x1、x2、x3…，利用公式vn＝ eq \f(xn＋1－xn－1,2T) ，求出点1、点2、点3…对应的瞬时速度v1、v2、v3…。 (3)确定此纸带所挂的钩码的重力G，利用Wn＝Gxn，分别求出小车的位移为x1、x2、x3…时牵引力所做的功W1、W2、W3…。 (4)先对测量数据进行估计，或作W­v草图，大致判断两个量可能的关系，如果认为是W∝v2(或其他)，然后以W为纵坐标，v2(或其他)为横坐标作图，从而判定结论。 4．注意事项 (1)平衡摩擦力时，不挂钩码，轻推小车后，小车能做匀速直线运动。 (2)为保证钩码的重力近似等于小车受到的牵引力，应使钩码的质量远小于小车的质量。 (3)计算牵引力做功时，可以不必算出具体数值，只用位移的数据与符号G的乘积表示即可。 实验方案二　借助橡皮筋做功探究功与速度变化的关系 1．实验原理 (1)不直接测量对小车做的功，用改变橡皮筋的条数确定对小车做的功为W0、2W0、3W0… (2)作出W­v、W­v2图像，分析图像，寻求橡皮筋弹力对小车做的功与小车获得速度的关系。 2．实验过程 (1)按图2组装好实验器材，由于小车在运动中会受到阻力，使木板适当倾斜来平衡摩擦力。 (2)先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理顺纸带，接通电源，放开小车。 (3)换用纸带，改用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验，每次实验中都要将小车从同一位置释放。 (4)由纸带算出小车获得的速度，把第1次实验获得的速度记为v1，第2次、第3次…记为v2、v3…。 3．数据处理 (1)测量小车的速度：为探究橡皮筋弹力做功和小车速度变化的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，由打点计时器所打的纸带可求得。 (2)实验数据处理及分析 ①当橡皮筋的条数成倍增加，即合外力做的功成倍增加时，观察小车的速度或速度的平方如何变化，有何变化规律。 ②在坐标纸上画出W­v或W­v2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。 (3)实验结论：从图像可知做功与物体速度变化的关系为W∝v2。 4．注意事项 (1)为了使橡皮筋对小车的拉力等于其合力，首先应平衡摩擦力。 (2)测小车速度时，纸带上的点应选点迹均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。 (3)橡皮筋应选规格一样的，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。 (4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。 备考第2步——研典题破重难，透析高考考 类型1 基础实验过关 【典例引领】 【例1】某学习小组做“探究动能定理”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。 (1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________________(填测量工具)和____________(选填“交流”或“直流”)电源。 (2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是________。 A．放开小车，能够自由下滑即可 B．放开小车，能够匀速下