1、第四单元 实验探究动能定理要点讲解一. 实验目的二. 实验原理三. 实验器材四. 基本操作五. 误差分析例题1为了探究功与物体速度变化的关系,现提供如图所示的器材,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下列问题(打点计时器交流电频率为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,如图所示是其中四次实验打出的部分纸带 (4)
2、试根据第(2)、(3)项中的信息,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)从表中数据可得出结论:_.成功体验:实验探究动能定理1在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度()A间距均匀的 B间距不均匀的C间距均匀的与不均匀的都可 D最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的2在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,若画出Wv的图象,应为图中的哪一个()3. 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的实验装如图所示,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、
3、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Wv草图;(4)分析Wv图象如果Wv图象是一条直线,表明Wv;如果不是直线,可考虑是否存在Wv2、Wv3、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、3WB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某同学在一次实验中得到一条记录纸带纸带上打出的点两端
4、密、中间疏出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小D根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算4. 在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材:A.打点计时器;B.天平;C秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细线、砝码、小车、砝码盘;H.薄木板(1)其中多余的器材是_,缺少的器材是_(2)测量时间的工具是_;测量质量的工具是_(3)图所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.请分析,利用这些数据能否验证动能定理?若不能,
5、请说明理由;若能,请说出做法,并对这种做法做出评价5. 某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:连接好实验装置如图将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上释放小车,打开打点计时器的电源,打出一条纸带(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条经测量、计算,得到如下数据:第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,拉力对小车做的功为_J,小车动能的增量为_J
6、.(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大,显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因有:6. 利用图所示实验装置可粗略测量人吹气产生的压强两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞一潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时棉球的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l,然后多次改变x,测出对应的l,画出l2x关系图线如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k.(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出时速度v0_.(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g、大气压强p0均为已知,利用图(b)中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p_.(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦力,则(2)中得到的p与实际压强相比_(填:偏大、偏小)