2025届高考物理一轮复习课件：实验五 探究动能定理

高考物理一轮复习课件 实验 探究动能定理 探究功与速度变化的关系 1.1 公有制为主体多种 所有制经济共同发展 统编版必修2 经济与社会 高中政治 37001 37001 课标分析 1.熟悉两种实验方案的原理、数据处理和注意事项。 2.会用创新方法研究合力做功与动能变化之间的关系. 新课导入 37001 实验探究 方案一：直接验证 （1）原理及装置 1.要让拉力等于车的合力必须满足什么条件？ 2.砝码及砝码盘重力等于拉力必须满足什么条件？ 平衡摩擦力,需注意什么？ M车远大于m重 新课导入 37001 实验探究 方案二:弹弓装备(间接验证) （1）原理及装置 如何平衡f? 问题2:整过过程中，小车做什么性质的运动？哪一阶段橡皮筋对小车做功？ 新课导入 37001 知识探究 问题4. 纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那 些点来计算小车的速度? 新课导入 37001 知识探究 1.按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡摩擦力； 3.换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同(同一位置)； 4.由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W，第2次，第3次……计为2W，3W …并根据纸带计算出对应的速度V1、V2、V3.... 2．先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，先接通电源，后释放小车；记录橡皮筋恢复原长时做的功W 分析W与v的关系 实验步骤： 新课导入 37001 知识归纳 采集数据 生成结论： 新课导入 37001 知识归纳 新课导入 37001 课堂检测 1.　某学习小组做“探究动能定理”的实验，图3甲中小车是在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，能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 刻度尺　 交流 D 新课导入 37001 课堂检测 (3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________． A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线 (4)下列关于该实验的说法正确的是________． A．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力 B．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值 C．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同 D．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 (5)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________(填“AB”“BC”或“AC”)段进行测量；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s. B AD　 BC　 新课导入 37001 课堂检测 2.某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究做功与物体速度变化的关系”实验。在实验中，该小组同学把沙和沙桶的总重力当做小车受到的合外力。 (1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面的做法必要的是________(填选项前的字母)。 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 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有________________________。 (3)图4为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系。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： AD 刻度尺，天平 新课导入 37001 3.某实验小组利用图8所示装置进行“探究动能定理”的实验，小车上装有遮光片，与光电门相连接的计时器能测出小车通过光电门时遮光片的遮光时间t，实验步骤如下： A．用游标卡尺测出小车上的遮光片的宽度d， 用弹簧测力计测出所需挂的钩码的重力F B．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后， 使小车沿长木板向下运动，通过两个光电门时两 个遮光时间相等 C．取下轻绳和钩码，保持调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，记录小车通过光电门2时的遮光时间t2 D．改变光电门2的位置,重新让小车从长木板同一位置静止下滑,重复步骤C 回答下列问题：(1)对于该实验，下列说法正确的是________． A．长木板表面粗糙对实验结果影响较大，应该换用光滑的木板 B.该实验用钩码的重力作为小车的合外力,应满足钩码质量远小于小车的质量 C．该实验要用钩码的重力作为小车的合外力，但不需要满足钩码质量远小于小车的质量 　(2) C 37001 课堂检测 4.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图9甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦,实验时,把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度,以平衡摩擦力,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点． (1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，弹簧测力计的读数为F，小车的质量为m，然后建立Δv2－x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为______．(填写表达式) (2)若测出小车质量为0.4 kg，结合 图象可求得小车所受合外力的大小为___N. (3)本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子) 的质量远小于小车的质量________ (填“是”或“否”)． 2F/m 1 否 新课导入 37001 （1）若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些___________。 （2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________（填字母代号）。 A．避免小车在运动过程中发生抖动          B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 课堂检测 5．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。 （3）平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数太少，难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：______________________。 （4）他将钩码重力做的功当成细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下 列哪些原因造成的________（填字母代号）。                A．在接通电源的同时释放了小车      B．小车释放时离打点计时器太近                C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉   D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 新课导入 37001 课堂检测 6．某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，实验前组员们提出了以下几种猜想： ①W∝v；②W∝v2；③W∝。为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置。PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。在刚开始实验时，小刚同学提出“不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离L和读出速度传感器的读数v就行了”，大家经过讨论采纳了小刚的建议。 （1）请你说明小刚建议的理由： _______________。 （2）让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…，读出物体每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4…，并绘制了如图乙所示的L－v图像。若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出________。 A．L－v2图像　　　　B．L－图像        C．L－1/v 图像      （3）实验中，木板与物体间摩擦力________（“会”或“不会”）影响探究的结果。 新课导入 37001 课堂检测 7．在“探究动能定理”的实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N，滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮与滑块、力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，已知遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为m。 （1）接通气源，滑块从A位置由静止释放，读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t1、t2，力传感器的示数为F，改变钩码质量，重复上述实验。 ①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量ΔEk的关系，还需要测量的物理量为_____________（写出名称及符号）； ②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为____________。 （2）保持钩码的质量不变，改变光电门N的位置，重复实验，根据实验数据作出从M到N的过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度的二次方v2的关系图象，如图乙所示，则图线的斜率表示________，图线在横轴上的截距表示_________。 （3）下列不必要的实验操作和要求有______。 A．测量钩码的质量               B．调节气垫导轨水平 C．调节滑轮细线与气垫导轨平行   D．保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 新课导入 37001 课堂检测 8．如图所示，汽车已成为人们外出的重要交通工具之一，评价汽车性能的主要指标有动力性、经济性、稳定性、制动性等，其中制动性主要是指在良好的路面上，汽车迅速降低车速直到停车的距离，表中记录的是汽车以不同速率行驶时，制动后所经过的距离。请根据表中的数据，用图象分析推断克服阻力做功与汽车速率变化之间的关系。   汽车速率v/（km·h－1） 制动距离s/m 10 1 20 4 40 16 50 25 60 36 新课导入 37001 课堂检测               （1）适当垫高木板是为了________。 （2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的____（选填“全部”“前面部分”或“后面部分”）。 （3）若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的W－v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是________  。 9．用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题： 新课导入 37001 $$