高三物理一轮复习提纲 6.7实验：探究功与速度变化的关系.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高三物理一轮复习提纲 6.7实验：探究功与速度变化的关系课海拾贝课海拾贝反思纠错反思纠错反思纠错反思纠错.精品文档.6.7实验：探究功与速度变化的关系班级 姓名 组 号【学习目标】1.探究外力做功与物体速度的关系.2.通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新精神.【重、难点】实验原理、数据处理、误差分析、数据处理【自学深思】一、实验原理采用如图所示装置,让小车在橡皮筋作用下弹出, 使小车获得速度后沿木板匀速滑行.当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为W, 则用两条、三条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时,实验中橡皮筋对小车做的功就是2W、3W.橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到.当得出若干组功和速度的数据后, 以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标,分别以小车获得的速度v、v2 为横坐标,以第1次实验时的功W为单位, 用描点法分别作出W-v、W-v2曲线,分析曲线,得出橡皮筋对小车做的功与小车速度的定量关系.二、实验器材小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺. 三、实验步骤1.按图中所示将实验仪器安装好.2.平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板,反复移动木板的位置,直至小车上不挂橡皮筋时,纸带打出的点间距均匀,即小车能匀速运动为止.3.先用1条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W，将这一组数据记入表格.4.用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为2 W，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格.5.用3条、4条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格. 四、数据处理1.测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做的功和小车速度的关系，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，应在纸带上测量的物理量是：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是 (T为打点计时器打点的时间间隔). 3.实验数据处理及分析:在坐标纸上画出W-v和W-v2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位).4.实验结论：由图象可知功与物体速度变化的关系为Wv2.五. 误差分析（1）误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比.（2）没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过度(倾角过大)也会造成误差.（3）利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准确带来误差.六.注意事项（1）平衡摩擦力很关键.将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角.（2）测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的.（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.考向一、实验原理及实验步骤例1.“探究动能定理”的实验装置如右图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出(1)关于该实验，下列说法正确的是()A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46 VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wv、Wv、W2vm、W3vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系(2)图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_ m/s.考向二、实验数据的处理与分析例2.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如下图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答问题(打点计时器所用交流电频率为50 Hz)：(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？_.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如下图所示是其中四次实验打出的部分纸带 (4)试根据第(2)、(3)中的信息，填写下表.次数1234橡皮筋对小车做功W   小车速度v(m/s)    v2(m2/s2)    从表中数据可得出的结论是：_考向三 实验方法的创新例3.某同学用如右图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系. 图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦. 实验时，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，依次选取0、1、2、3、4、5共六个计数点，分别测量后5个计数点与计数点0之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差v2(v2v20)，填入下表：计数点x/cmv2/(m2·s2)0/11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1959.200.23请以v2为纵坐标、以x为横坐标在方格纸中作出v2x图象. 若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为_N.(2)该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围. 你认为主要原因是_，实验操作中改进的措施是_【附加题】1某实验小组利用光电计时器探究物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，装置如图甲，让小物块从倾斜气垫导轨顶端滑下若测得小物块通过A、B光电门的时间分别为t1和t2，A、B之间的距离为L，遮光板的宽度为d，斜面的倾角为.重力加速度为g.(1)图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度d.由此读出d_mm.(2)探究小物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，实验数据满足的关系式为_(用实验测定的物理量对应的字母表示)2为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：数据组123456v/(m·s1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442 (1)一同学根据表中数据，作出xv图象如图甲所示观察该图象，该同学作出如下推理：根据xv图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是_