第五章 实验五 探究动能定理-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

实验五　探究动能定理 解读 实验基础 ●注意事项 1.平衡摩擦力。由于我们用细绳的拉力确定对小车做的功,因此应设法排除其他力的影响,实际操作中是采用把木板的一端垫高,用小车所受重力的分力和摩擦力平衡的方法来消除摩擦力的影响。 2.尽量减小小车的加速度。因为砝码和小盘拉着小车加速运动时,砝码和小盘处于失重状态,小车受到的拉力小于砝码和小盘受的总重力。为减小这一系统误差,应使小车的加速度尽量小,也就是实验中必须满足砝码和小盘的总质量远小于小车的质量。 ●误差分析 1.实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是相等的,但实际上二者并不相等,这是因为砝码和小盘受的总重力与细绳的拉力是不相等的。 2.在m≪M时,细绳的拉力近似等于砝码和小盘受的总重力;m越大,误差越大。因此实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量。 创新 科学探究 题型一　常规实验 [例1] (2023·浙江宁波月考)某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”的实验,在实验中,该小组同学把沙和沙桶的总重力当作小车受到的合力。 (1)为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下列做法必要的是　　　。(多选) A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作 B.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沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 答案:(1)AD 解析:(1)实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作,以保证小车所受合力恰好是细线的拉力,故A正确;实验操作时,若先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故B错误;在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近,测量误差越大,故C错误;在实验过程中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,这样才能使得沙和沙桶的总重力近似等于细线对小车的拉力,故D正确。 [例1] (2023·浙江宁波月考)某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”的实验,在实验中,该小组同学把沙和沙桶的总重力当作小车受到的合力。 (2)除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有　　　　　、　　　　　。  解析:(2)本题的实验原理是验证小车受到的合力做的功等于小车动能的增加量,所以要测沙和沙桶的总质量、小车的质量,还要测纸带上各点的距离来求速度,所以所需的器材还应有天平和刻度尺。 答案:(2)天平　刻度尺 [例1] (2023·浙江宁波月考)某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”的实验,在实验中,该小组同学把沙和沙桶的总重力当作小车受到的合力。 (3)如图为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来“探究动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,沙和沙桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来: 　　　 。 [例2] 某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理,并完成了如下的操作: ①按图甲所示的装置组装实验器材,调整滑轮的高度使细线与长木板平行; ②将长木板的左端适当垫高,纸带穿过打点计时器,取下沙桶,开启电源,释放滑块,直到在纸带上打下一系列均匀的点为止; ③在沙桶中放入适量的沙子,用天平测出沙和沙桶的总质量为m,然后挂上沙桶,并将滑块由静止释放。重复操作,从其中选择一条比较清晰的纸带,如图乙所示。 已知纸带中相邻两计数点间还有四个计时点未画出,计数点1、2、3到计数点0之间的距离如图乙所示,打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g。 (1)若沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,滑块的牵引力近似等于沙和沙桶受的总重 力,则打下计数点2的瞬间,滑块的速度大小v2=　　　　;在从0～2的过程中,细线对滑块做的功为W=　　　　。  [例2] 某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理,并完成了如下的操作: ①按图甲所示的装置组装实验器材,调整滑轮的高度使细线与长木板平行; ②将长木板的左端适当垫高,纸带穿过打点计时器,取下沙桶,开启电源,释放滑块,直到在纸带上打下一系列均匀的点为止; ③在沙桶中放入适量的沙子,用天平测出沙和沙桶的总质量为m,然后挂上沙桶,并将滑块由静止释放。重复操作,从其中选择一条比较清晰的纸带,如图乙所示。 已知纸带中相邻两计数点间还有四个计时点未画出,计数点1、2、3到计数点0之间的距离如图乙所示,打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g。 (2)根据得出的实验数据,描绘出了v2-W图象如图丙所示,则v2关于W的关系式应为　　　;由图象可知滑块的质量应为　　　　kg。 答案:(2)v2=5 W　0.4 [模拟演练1] (2021·浙江1月选考,17)