《高考物理一轮复习学案：实验四、探究动能定理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习学案：实验四、探究动能定理.docx（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、我的偶像是牛顿 物理个性化教案探究动能定理一、 原理：W合EkEk末Ek初12mv2212mv12（一）求解W合，需要F合和X W合=F合X要点一、F牵F合，但是我们用F牵替代F合，一定会有误差，（1） 必须平衡摩擦力 （也叫补偿阻力） F牵f=Ma（2） 砂和小桶的总质量要远小于小车和砝码的总质量的 mg=M+ma mM,则 mgMa（二）测量初末两点的速度V1=V=S1+S22T V2=V=S2+S32T二、实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺等。实验模型真多变，全靠原理定乾坤！ 12学科网（北京）股份
2、有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司三、实验步骤1.按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂重物用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。但是纸带要加上去（解释：避免纸带与打点计时器之间的摩擦）2.平衡摩擦力: 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态(也可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。3、接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点
3、标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，以及A、B、C的各点的瞬时速度4、取计数点到0点的距离为x，计算做功W, 以v2为横坐标，w为纵坐标，作出wv2图像四、数据处理1、求解某一计数点对应的瞬时速度V1=V=S1+S22T V2=V=S2+S32T2、求解做功W合=F合X （F合为重物的重力） 3、误差分析 正常 倾角过大（平衡摩擦力过度）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（倾角过小） 重物的质量没有远小于车的质量1（2022浙江衢州二模）图1为“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置。以小车为研究对象，小车
4、运动的位移和速度可以由打点纸带测出，功的具体数值可以不测量，由此探究小车合外力所做的功与速度变化的关系。（1）实验中_（选填“需要”或“不需要”）补偿小车受到阻力的影响，理由是_。（2）在某次实验中打出的纸带上选取8个计数点，如图2所示，第一个打点记为计数点0，除计数点0、1间外，其余两相邻计数点间均有四个打点未画出，则打计数点5时，小车的速度大小v5=_m/s（结果保留两位有效数字）。（3）取计数点到0点的距离为x，以v2为横坐标，x为纵坐标，作出xv2图像，除计数点5外，其余各点已经标在图3中，请在答题卷的坐标纸上标出计数点5，画出图线_并求出该图线的斜率k=_。选用重物质量m，小车质量M
5、，重力加速度g，细线牵引力T、小车所受合外力F等代表物理量的字母表示（字母的单位均已为国际制单位）。2（2022辽宁模拟预测）如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。（1）实验中，把长木板右端垫高，平衡摩擦力和其它阻力。在不挂重物且_（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A计时器不打点B计时器打点（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻
6、计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3如图所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_，打B点时小车的速度v=_。（3）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映v2-W关系的是_；若v2-W图线直线部分的斜率为k，则从理论上分析可知小车的质量为_。ABCD3（2021四川绵阳一模）用如图甲所示装置完成“探究动能定理”实验。（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是：把长木板右端垫高，_（选填选项前字母），若小
7、车能拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A在不挂重物且计时器打点的情况下，由静止释放小车B在挂上重物且计时器打点的情况下，由静止释放小车C在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推小车D在挂上重物且计时器打点的情况下，轻推小车（2）挂上质量m=50g的重物，接通电源，由静止释放质量M=540g小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O，在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，相邻计数点间有1个计时点（未画出），打点频率为50Hz。如图乙所示，测得A、B、C到O点的距离分别为x1=60.87cm、x2=65.10cm、x3=69.48cm。认为小车所受的拉力大小为
8、mg，取g=9.8m/s2。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_J，小车增加的动能EkB=_J。在误差范围内，得到合外力做的功与物体动能增加量相等。（结果均保留3位有效数字）（3）更多组数据计算发现，拉力对小车做的功W始终略大于小车动能增加量Ek，其原因可能是_。（选填选项前的字母）A长木板右端垫高不足B长木板右端垫高太高C绳子对小车的实际拉力小于重物重力D绳子对小车的实际拉力大于重物重力4（2020辽宁二模）某实验小组用图（甲）所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验。(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_。A实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B实
9、验操作时要先释放小车，后接通电源C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D在实验过程中要保证木板上的轻质细线与木板平行(2)除实验装置图中的仪器外，还需要的测量仪器有_。(3)如图（乙）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，图中已经标明了要测量的物理量。另外，小车的质量为M，与小车相连的光滑滑轮的质量为m0，力传感器的示数为F，则需要探究表达式_是否成立。（表达式结果用题中给出的字母表示）5（2020河南模拟预测）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过
10、细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。根据所学的知识回答下列问题：(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应_（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的_（填“左”或“右”）端；(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M_（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=_cm；
11、(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为_（用以上相关物理量的字母表示）。6（2022广东模拟预测）一小组同学欲以如图a装置中的滑块为对象探究动能定理，他们还找到了打点计时器所用的学生电源、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、细沙。当滑块连接上纸带，用平行于长木板的细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，轻轻释放小桶，滑块处于静止状态。实验时测得滑块质量为M，沙和沙桶总质量为m。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）挂上空的小沙桶前，首先要做的步骤是_。（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基
12、本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_。（3）在（1）（2）小问的基础上，某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）。已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出P点时小车的速度大小vP=_m/s（结果保留2位小数）。（4）如果以合力对滑块做的功W为纵轴，以_（选填v或v2）为横轴，图线就是一条直线，其斜率为_（用题中的字母表示）。（5）实验中，如果让沙和沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，也可以用来探究滑块与沙和沙桶组成的系统机械能是否守恒。用打点计时器记录其运动情况，若在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v
13、2（v1v2）。要探究滑块与沙和沙桶组成的系统机械能是否守恒，则最终需验证的数学表达式为_（用题中M、m、v1、v2、L、g表示）。7（2021吉林油田高级中学三模）晓宇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按如图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将长木板的左端适当垫高，纸带穿过打点计时器，取下砂桶，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；挂上砂桶，并在砂桶中放入适量的沙子，用天平测出砂桶和沙的总质量为m ，然后将装置由静止释放，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4个计时点未画出，计数点1、
14、2、3到计时起点O之间的距离如图乙所示，计时器的打点频率为f，重力加速度为g。（1）若砂桶和桶中沙的总质量远小于滑块的质量，则打下计数点2的瞬间，滑块的速度大小v2=_；在从02的过程中，细线对滑块做的功为W=_（用题中所给的物理量符号表示）；（2）如果根据得出的实验数据，描绘出了 图像，如图丙所示，由图像可知，与W的关系式应为_（用题中所给的物理量符号表示），滑块的质量应为_kg ； （3）晓宇同学在操作时向砂桶中放入的沙子过多，导致滑块的质量未满足远大于砂桶和沙的质量，则的函数图像应为_A B C D机械能守恒8（2022广东高考真题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞
15、导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下：（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径_。（3）测量时，应_（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失_（用字母m、d、和表示）。（5）若适当调高光电门的高度，将会_（选
16、填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。9（2022湖北高考真题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_。（2）由图乙得:直线的斜率为_，小钢球的重力为_N。（结果均保留2位有效数字）（3）该实验系统误差的主要来源是_（单选，填正确答案标号）。A小钢球摆动角度偏大B小钢球初始释放位置不同C小钢球摆动过程中有空气阻力