第五章 实验5 探究功与速度变化的关系（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（老教材 新高考）

学科网书城 团 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com□ 您身边的互联网+教辅专家 实验6 探究功与速度变化的关系 必备知识 自主落实 一、实验原理 1.当小车的质量比重物大得多时.可以把重物所受的重力当作小车受到的牵引力。 2.改变重物的质量或者改变小车运动的距离，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。 二、实验器材 小车、钩码、长木板（一端带有滑轮）、打点计时器、电源、纸带、刻度尺。 三、实验操作 1.安装：按装置图将实验仪器安装好。 2.打点：在小车中放入适当砝码。把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，挂钩码的 细线绕过滑轮连接到小车。将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再释放小车，纸带上 打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，再重复操作两次。 3.重复：改变钩码及砝码的数量.重复步骤(2)的操作。 提升点细绳悬挂的钩码要少，保障小车和砝码的总质量远大干钩码的总质量。 四、数据记录及分析 1.牵引力做功的计算：确定此纸带所挂的钩码的重力G,利用W=GX,分别求出小 车的位移为X1、X2、3..时牵引力所做的功W、、%… 2.瞬时速度的计算：利用公式n=Xn+1-Xn-12T求出点1、点2、点3..对应 的瞬时速度、吃、⅓ 3.作图像探究：作W一V草图.大致判断两个量可能的关系：如果认为是W2或其 他，然后以W为纵坐标，2（或其他）为横坐标作图，从而判定结论。 4.实验结论：从图像可知功与物体速度变化的关系为W:v2。 关键能力强化提升 考点一教材原型实验（物理观念、科学探究） 角度 实验操作与注意事项 【典例1】(2021浙江1月选考)用如图甲所示装道进行“探究功与速度变化的关系“实 验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和砝码的重力可当作牵引力。小车运动的 位移和速度可以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变砝码质量，便可探究牵引力所做 的功与小车速度变化的关系。 小车 打点计时器 纸带 盘和砝码 (1)关干这个实验.下列说法正确的是」 ·独家授权侵权必究 学科网书城 团 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A.需要补偿小车受到阻力的影响 B.该实验装置可以“验证机械能守恒定律” C.需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行 D.需要满足盘和砝码的总质量远小干小车的质量 (2)如图乙所示是两条纸带，实验时打出的应是第--条（填写“1”或“‖"）纸带： 中 6m234567896h2B145617819202122324 g图46？802：45 0m234567891011231415161718192021222324 Ⅱ (3)根据实验数据，在坐标纸上画出的W一2图像是一条过原点的直线，据此图像 (填“能“或“不能)求出小车的质量。 答案：(1)ACD(2)I(3)能 解析：(1)题中需要将盘和砝码的重力可当作牵引力，所以首先需要补偿小车受到阻力 的影响，即抬高长木板右端。小车在不接盘和砝码的情况下，轻推小车，使小车做匀速直线 运动.说明小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力等大反向，A正确：对干盘与砝码m. 根据牛顿第二定律有mg一T=ma.对小车M,根据牛顿第二定律有T=Ma.两式相比解 得绳子拉力T=MM+mmg=1mMmg,当满足盘和砝码的总质量远小干小车的质量，即 T=g时，盘和砝码的重力可当作奉引力，D正确：实验过程中摩擦阻力无法消除，本实 验装置无法验证“机械能守恒定律”，B错误：细线与长木板需要平行，保证绳子的拉力与小 车运动方向一致，这样盘和砝码的重力可完全当作牵引力.C正确。 (2)小车做匀加速直线运动.位移逐渐增大，所以实验打出的纸带是第！条。 (3)根据动能定理可知W=12MW2,图像的斜率为12M.因此由W-v2图像能求出小 车的质量。 角度 数据处理及误差分析 【典例2】(2020·全国Ⅲ卷)某同学利用图甲所示装置验证动能定理。调整木板的倾 角平衡摩擦阻力后，挂上钩码.钩码下落.带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带 及相关数据如图乙所示 打点计时器 小车 纸带 木板 钩码 甲 B 单位：cm 4.00 50.66 -5420 -57.86 乙 已知打出图乙中相邻两点的时间间隔为0.025，从图乙给出的数据中可以得到，打出B ·独家授权侵权必究 学科网书城国 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 点时小车的速度大小s=--m/5.打出P点时小车的速度大小p=-m/S。(结 果均保留2位小数) 若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图乙给出的数据 中求得的物理量为」 --0 答案：0.361.80B、P之间的距离和B、P点的速度