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课件编号19337674
高一物理下学期期末复习精细讲义(人教2019)第9讲 探究动能定理实验(原卷版+解析)
日期:2024-05-20
科目:物理
类型:高中试卷
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来源:二一课件通
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高一
第9讲 探究动能定理实验 ———划重点之精细讲义系列 实验目的 1.探究外力对物体做功与物体速度变化的关系. 2.通过实验数据分析,总结出做功与物体速度平方的正比关系. 实验原理 1.不是直接测量对小车做功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W… 2.由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据. 3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系. 实验器材 小车(前面带小钩)、100 g~200 g砝码、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)、5~6条等长的橡皮筋、刻度尺. 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块,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. 6.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v=(T为打点计时器打点的时间间隔). 7.实验数据记录 橡皮筋条数 位移x/m 时间t/s 速度v/(m·s-1) 速度平方v2/(m2·s-2) 8.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). 图5-5-3 9.实验结论:由图象可知外力对物体做功与物体速度变化的关系为W∝v2. 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. 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,测量不准带来误差. 考点1:对实验原理的理解 【典例1】探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下: (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…; (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3…; (3)作出W-v草图; (4)分析W-v图象.如果W-v图象是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系. 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是_____ A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W… B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法可以使木板适当倾斜 C. ... ...
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