1、,机械能及其守恒定律,第 五 章,实验五 探究动能定理,栏目导航,一、实验目的、原理、器材,知识梳理 夯实基础,二、实验步骤 1垫高木板的一端，平衡摩擦力 2拉伸的橡皮筋对小车做功： (1)用一条橡皮筋拉小车做功W； (2)用两条橡皮筋拉小车做功2W； (3)用三条橡皮筋拉小车做功3W. 3测出每次做功后小车获得的速度v. 4分别用各次实验测得的v和W绘制Wv或Wv2、Wv3图象，直到明确得出W和v的关系,五、注意事项 1平衡摩擦力的方法是轻推小车，由打在纸带上的点是否均匀判断小车是否匀速运动 2测小车速度时，应选纸带上点均匀分布的部分 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
2、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,考点1 实验原理和实验操作 例1某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示,核心考点 分层突破,(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有 _.,刻度尺、天平(包括砝码),(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_.(选填字母代号) A避免小车在运动过程中发生抖动
3、 B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 (3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法： _.,D,可在小车上加适量的砝码(或钩码),(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_.(选填字母代号) A在接通电源的同时释放了小车 B小车释放时离打点计时器太近 C阻力未完全被小车重力沿木板方向
4、的分力平衡掉 D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 解析 (1)实验要处理纸带测小车的瞬时速度，需要刻度尺，要分析动能的变化，必须要测出小车的质量，因此还需要天平,CD,(2)实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力，就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，选项D正确 (3)在所挂钩码个数不变的情况下，要减小小车运动的加速度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(或钩码) (4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现拉力做的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全
5、平衡掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克服阻力做功；也可能是钩码做加速运动，因此细绳的拉力小于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做的功大于小车动能的增量，选项C、D正确,考点2 实验数据处理 例2(2017江苏卷)利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为M200.0 g，钩码的质量为m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电,(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到 _.,小车做匀速运动,(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示选
6、择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点(图中间隔点未画出)用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1_m/s.,0.228,请根据表中的数据，在图丙中方格纸上作出EkW图象 (4)实验结果表明，Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F_N.,0.093,答案 (3)见图,考点3 实验创新设计 本实验可从下列两个方面改进创新 1实验器材的改进：用拉力传感器测量拉力，用速度传感器测量速度 2实验方案的创新 (1)利用自由落体运动探究功和动能的关系
7、 (2)研究小车以不同的初速度沿粗糙水平面滑动的距离，得出小车的初动能大小与克服摩擦力做功的情况，也可探究动能定理 (3)让小球从斜面上某高处滚下，然后做平抛运动等,例3(2018江西南昌模拟)如图甲所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它的挡光时间用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行(滑轮质量、摩擦不计),(1)用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d_mm. (2)实验过程中_(选填“需要”或“不需要”)满足M远大于m. (3)实验主要步骤如下： 测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲正确连接器材 由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B经过光电门的挡光时间tA和tB，则验证动能定理的表达式为 _.(用字母M、F、L、d、tA、tB表示),0.400(0.3990.401),不需要,