1、第课时实验一:探究动能定理 【测控导航】知识点题号1.实验原理及操作2、3、52.实验数据处理及误差分析1、4、5、61.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.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解析:橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均匀的,故A正确,B、C错误;若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡摩擦力,需重新
2、平衡摩擦力,故D错误.2.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;H.薄木板.(1)其中多余的器材是(填字母代号),缺少的器材是.(2)测量时间的工具是;测量质量的工具是 .解析:(1)计算小车的速度是根据打点计时器所打点的纸带,故不需秒表,电磁打点计时器使用低压交流电源,故不需电池,纸带上的数据需用刻度尺测量,故缺刻度尺.(2)打点计时器是测时间的工具,天平是测质量的工具.答案:(1)C、E刻度尺(2)打点计时器天平3.(2012湖南联考)某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前
3、,提出了以下几种猜想:Wv,Wv2,W.他们的实验装置如图所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器,物块从斜面上某处由静止释放,物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得.为探究动能定理,本实验还需测量的物理量是;根据实验所测数据,为了直观地通过图象得到实验结论,应绘制图象.解析:物块在斜面上所受合力F不变,由FL=mv2-0得,L=v2=kv2,可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到速度传感器的距离L,由于L与v2成正比,所以应绘制Lv2图象.答案:物块初始位置到速度传感器的距离LLv24.某同学在“探究动能定理”的实验中,设计了如图(甲)所示的装置.将纸带固定在重物上,让纸
4、带穿过打点计时器.先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方.然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图(乙)所示,O点为计时器打下的第1个点,该同学对数据进行了下列处理:取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12 m/s,vB=0.17 m/s,vC=0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断Wv2?解析:设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为W,那么由O到B的过程中,重力对重物所做的功为2W,由O到C的过程中,重力对重物所做的功为3W.由计算可知,=1.4410-2 m2/s2,=2.8910-2 m2/s
5、2,=4.4110-2 m2/s2,=2,=3,即=2,=3;由以上数据可以判定Wv2是正确的,也可以根据Wv2的图象来判断(如图所示).答案:见解析.5.某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”,他们在实验室组装了一套如图(甲)所示的装置.(1)该学习小组的同学想用沙和沙桶的重力作为滑块受到的合力,探究滑块所受合力做功与滑块动能变化的关系.为了实现这个想法,该小组成员提出了以下实验措施:保持沙和沙桶的质量远大于滑块质量保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量保持长木板水平把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力调整滑轮的高度使细线与长木板平行你认为有效的有.A.B.C.D.(2)如图(
6、乙)是实验中得到的一条纸带,点O为纸带上的起始点,A、B、C是纸带上的三个计数点,相邻两个计数点间均有4个点未画出,用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图(乙)所示,已知所用交变电源的频率为50 Hz,问:打B点时刻,小车的瞬时速度vB=m/s.(结果保留两位有效数字)本实验中,若沙桶下落高度为h1时合力对小车所做的功为W1,则当沙桶下落h2时,合力对小车所做的功为.(用h1、h2、W1表示)解析:(1)保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量可以减少系统误差;实验中把沙和沙桶的总重力作为滑块受到的合力,所以必须把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力;细线与长木板平行时拉力才是滑块受到的合力,否则拉力的
7、一个分力是滑块受到的合力,B正确.(2)vB= cm/s=0.40 m/s.W1=F合h1,W2=F合h2,由两式可得:W2=W1.答案:(1)B(2)0.40W16.(2012年江苏卷)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验,实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出sh关系的图象.h/cm20.030.040.050.060.0s
8、/cm19.528.539.048.056.5(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg.根据sh图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数=.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致的测量结果(选填“偏大”或“偏小”).解析:(1)实验开始时发现A释放后会撞到滑轮,主要是加速度过大或加速时间过长,可以通过减小B的质量或增大A的质量来减小加速度,通过增加细线的长度或降低B的起始高度来缩短加速时间.(2)sh图象如图所示.(3)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,即由Mgh-mgh=(M+m)v2,-mgs=-mv2,求得s=h,图象的斜率k=,即=,解得0.4.(4)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理,如果考虑克服滑轮摩擦做功W,则Mgh-mgh-W=(M+m)v2,-mgs=-mv2,求得=,如果忽略克服滑轮摩擦做功,则动摩擦因数偏大.答案:(1)减小B的质量(或增大A的质量)增加细线的长度(或降低B的起始高度)(2)图见解析(3)0.4(4)偏大
