1、2012高考物理二轮复习教案：母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题五十九、探究动能定理实验【方法归纳】利用打点计时器（或速度传感器、光电门等）通过实验求出合外力做功，物体动能的变化，从而达到探究动能定理的目的。数据处理一般采用图象法。例59.（2009广东物理）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图6甲，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水
2、平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下： 测量_和拉力传感器的总质量M1。把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。 将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。 在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，v22v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功。表格中E3=_，W3=_.(结果保留三位有效
3、数字)（3）根据表1，请在图6乙中的方格纸上作出E W图线。表1 数据记录表次数M/kgv22v12|/(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220 W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43【解析】比较第1.、2.、3次实验数据可知，当拉力由0.400N增大到0.840N时，拉力做功由0.200J增大到0.420J，即拉力做功与拉力大小成正比，所以W3=1.220/0.4000.200J=0.610J。同样，比较第1.
4、、2.、3次实验数据可知，当两个速度传感器记录速度的平方差v22v12|由0.760(m/s)2增大到1.65(m/s)2时，动能变化量E由0.190J增大到0.413J，即动能变化量E与速度的平方差v22v12|成正比，所以E3=2.40/0.7600.19J=0.600J。【答案】（1）小车 放开小车 改变细线上钩码的个数 （2）0.600 0.610 (3) E W图线如图6J所示。【点评】探究功与速度变化的关系实验是新课标教材增加的实验，该题对该实验进行深化，将打点计时器和纸带换成了速度传感器，重点考查实验基本操作和分析处理数据能力。分析表格中的实验数据要能够通过浏览表格中的数据，找出
5、数据之间的关系。也可通过分析实验过程，W是F在A、B间所做的功，位移不变，由功的定义得到功W与拉力F成正比，从而利用比例关系得出W3的值。由动能的定义式可知，当物体质量M一定时，动能变化量E与物体速度的平方差成正比，从而利用比例关系得出E3的值。衍生题1. （2009年安徽卷第21题）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、； （3）作出草图； （4）分析图像。如果图像是一条直线，表明W；如果不是直线，可考虑是否存在、等关系。以下关于该试验的
6、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条橡皮筋进行是实验时，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。【答案】：D。解析：本
7、实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。衍生题2（2008广东物理第16题）（13分）某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0
8、.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中v2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和 表1纸带的测量结果测量点 s/cmv/(ms-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.60【答案】：（1）接通电源、释放小车 断开开关（2）5.06 0
9、.49 （3）钩砝的重力 小车受的摩擦阻力（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量解析：（1）使用打点计时器实验时，将小车停在打点计时器附近，应该先接通电源、后释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关，去掉纸带，对纸带进行测量和相关计算。（2）根据刻度尺读数规则，读出C点的测量结果为s=5.06cm，对应的速度为v=0.49m/s。（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩砝的重力做正功，小车受的摩擦阻力做负功（4）由于得出的v2s图象是一过原点的倾斜直线，根据图线可获得的结论是：小车初末速度的平方差与位移成正比。根据动能定理，合外力做功等于动
10、能的变化，要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量。衍生题3. （2012黄冈期中）（1）如图甲、乙所示是螺旋测微器和游标卡尺测量工件长度时的情形。螺旋测微器读数为_ _mm。游标卡尺读数为_ _ mm。（2）在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法中正确（ ）A长木板要适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力B每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值C每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 D利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打 点均匀部分进行计算【答案】：（1）6.723mm（67226725） 30.35 （2）AD解析：（1
11、）根据螺旋测微器读数规则，螺旋测微器读数为6.5mm+0.223mm=6.723mm。根据游标卡尺读数规则，游标卡尺读数为30mm+70.05mm=30.35mm。（2）每次实验不必须算出橡皮筋对小车做功的具体数值，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，选项BC错误。衍生题4.（2012河北唐山摸底检测）某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了下面左图所示的实验装置。 （1）将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是_。 （2）如图所示，游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm；实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次
12、拉伸的距离恒定。现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后匀速运动的速度表达式为_（用字母表示）。 （3）逐条增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。则画出的W-v2图象应是 。【答案】：（1）将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动（将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速），其它方法正确同样得分。（2）0550 （3） （4）过坐标原点的一条倾斜直线解析：根据游标卡尺读数规则，遮光条的宽度d=0.5cm+100.005cm=0.550cm.。由速度定义可知，滑块最后匀速运动的速度表达式为v=；由动能定理可知，W=mv2，画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线。.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u