物理（新课标）总复习配套讲义：第课时　探究动能定理 .docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

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第32课时探究动能定理（实验提能课)

eq\a\vs4\al（[理清实验要点］)

一、实验目的

1．通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系.

2．通过实验数据分析，总结出外力做功与物体速度平方的正比关系。

二、实验原理

1．改变功的大小：采用如图所示的实验装置，用1条，2条,3条，…规格同样的橡皮筋将小车拉到同一位置由静止释放,橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W,2W，3W，…

2．确定速度的大小:小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.

3．寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，绘出W.v或W。v2图像。分析图像,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。

三、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(若使用电火花计时器则不用学生电源)、若干条等长的橡皮筋、毫米刻度尺.

四、实验步骤

1．按原理图将仪器安装好。

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，轻推小车，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2W，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.

五、数据处理

1．求小车速度

实验获得如图所示纸带,利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离，如纸带上A、C两点间的距离x，则v＝eq\f(x，2T)（其中T为打点周期）。

2．计算W,2W，3W，…时对应v、v2的数值，填入下面表格。

W

2W

3W

4W

5W

v

v2

3．作图像

在坐标纸上分别绘出W-v和W。v2图线，从中找出功与速度变化的关系。

六、误差分析

1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.

2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时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.

七、注意事项

1．平衡摩擦力时,将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。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匀速运动,找到木板一个合适的倾角.

2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的,即选小车做匀速运动的部分。

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。

eq\a\vs4\al(［抓牢常规考点])

考点(一)实验原理与操作

［例1]某实验小组用如图甲所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把沙和沙桶的总重力当做小车受到的合外力。

(1）为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中，下面做法必要的是______.

A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作

B．实验操作时要先放小车，后接通电源

C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好

D．在实验过程中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量

（2）除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有______________________________.

(3)如图乙为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来________________。

[解析］（1)实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是细线的拉力，故A正确；实验操作时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故B错误；在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误；在实验过程中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,这样才能使得沙和沙桶的总重力近似等于细线对小车的拉力,故D正确。

（2)本题的实验原理是验证沙桶和沙的总重力做的功等于小车动能的增加量,所以要测沙和沙桶的总质量、小车的质量，还要测纸带上各点的距离来求速度，所以所需的器材还应有天平和刻度尺。

（3）在打A点的速度为v1＝eq\f（x1，4T），打