步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 实验05探究平抛运动的规律

步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 实验05探究平抛运动的规律内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 探究动能定理考纲解读 养实验探究能力和创新精神基本实验要求 规律方法总结1实验目的：探究功与物体速度变化的关系2实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离 s做功为 W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离 s做功应为 2W.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离 s做功应为 3W.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，由图象可以确定速度变化与功的关系3实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等4实验步骤(1)垫高木板的一端，平衡摩擦力1实验注意事项(1)将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推 2、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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角(2)测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是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光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)拉伸的橡皮筋对小车做功：用一条橡皮筋拉小车做功 W.用两条橡皮筋拉小车做功 2W.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(4)分别用各次实验测得的 v 和 W 绘制 Wv 2、W v 3、图象，直到明确得出 W 和 v 的关系5实 3、验结论：物体速度 v 与外力做功 W 间的关系 W 验探究的技巧与方法(1)不直接计算 W 和 v 的数值，而只是看第 2 次、第 3 次实验中的 W 和 v 是第 1 次的多少倍，简化数据的测量和处理(2)做 Wv 图象，或Wv 2、W v 3 图象，直到作出的图象是一条倾斜的直线考点一对实验原理及误差分析的考查例 1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 1 所示，实验主要过程如下：图 1(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 v1、v 2、 ；(3)作出 Wv 草图；(4)分析 Wv 图象如果 Wv 4、 图象是一条直线，表明 Wv；如果不是直线，可考虑是否存在 Wv 2、Wv 3、W 等关系是_A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、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、3W 、B小车运动中会受到阻力，补偿的方法是使木板适当倾斜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、中间光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 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 5、的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算解析由于选用同样的橡皮筋，并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同，因此每条橡皮筋对小车做的功都相同，故 A 正确；小车在运动中受到的阻力，采取平衡摩擦力的方法补偿，让木板固定有打点计时器的一端适当抬高，使重力的下滑分力与阻力平衡，故 B 正确；纸带上的点两端密、中间疏，说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速，后在阻力作用下减速，故 C 正确；由于橡皮筋松驰后，小车做匀速运动，此时的速度是橡皮筋对小车做功后的最大速度，故求速度应该用做匀速运动的那一段纸带的数据，而不应该用从第一点到最后一点的数据来计算，故 D 错误答案实验步骤和实验数据处理的考查例 2某探 6、究学习小组的同学欲探究“恒力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 2 所示的装置，另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、细线、复写纸、纸带、小桶和砂子若干并将小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小砂桶图 2(1)某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量 M 和砂与小桶的总质量 打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距为L，算出打这两点的速度 本实验装置图(准备放开小车时刻 )中有什么缺点或错误。 要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤。 本实验认为小车所受合外力等于砂与小桶的总重力，则应控制的实验条件是什么。 (2)在实验操作正确的前提 7、下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如图 3 所示，已知相邻两个点间的时间间隔为 T，从 A 点到 B、C、D、E、F 点的距离依次为x1、x 2、x 3、x 4、x 5，则由此可求得纸带上由 B 点到 E 点所对应的过程中，合外力对小车所做的功 W_；该小车动能改变量的表达式为 _(结果用题中光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 )；若满足 _，则动能定理得证图 3解析本题考查探究“恒力做功与物体动能变化的关系”的实验，意在考查学生对该实验的理解(1)由实验过程以及实验装置图可知，实验装置图中细线与轨道平面应平行；初始时刻，小车应紧靠打点计时器；所缺步骤为：调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能 8、在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力 )；(2)由做功及动能变化量可知，W x4x 1)， M( )2( )2，只要满足12 E k，则动能定理得证答案(1)细线与轨道平面应平行；初始时刻，小车应紧靠打点计时器调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力) Mm(2)mg( M( )2( )2或 (x5x 3)2x WE 8创新实验设计1本实验中虽然不需计算出橡皮筋每次做功的具体数值，但需计算出每次小车获得的速度，由于距离的测量存在一定误差，使得速度的大小不准确，在此可以安装速度传感器进行实验2本实验也可用钩码牵引小车完成，在小车上安装拉力传感器测出拉力的大小，再测出位移的大 9、小，进而确定力做功的多少例 3一物理兴趣小组用如图 4 所示装置测量滑块与长为 L1 m 的轨道之间的动摩擦因数以及探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系图 4光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)测量滑块与轨道之间的动摩擦因数轨道上安装有两个光电门，其中光电门 1 的位置可移动当一带有宽度为 d1 遮光条的滑块自轨道上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光条通过光电门 1、2 所用的时间分别为 节轨道右端距桌面的高度，最终使 用米尺测量出轨道右端距桌面的高度 h25 滑块与轨道之间的动摩擦因数 _；(2)探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系 10、撤掉光电门 2，保持实验(1)中 h 不变，在轨道右端安装一光滑的定滑轮，用细绳连接滑块与力传感器 (与电脑相连，其所受拉力可直接由电脑显示)，细线横跨过定滑轮，传感器连接一重物，如图 5 所示，操作：遮光条与光电门 1 的距离 x 可从刻度尺上读出，通过改变光电门的位置，来获得多组数据：每次均由轨道底端无初速度释放滑块，与光电门相连的计时器显示出每次遮光条通过光电门 1 的所用的时间 t，并做好记录，如下表所示图 5第一次 第二次 第三次 第四次x(s) v(m/s) 你根据以上题干中及图表内的信息，求解第四次实验中获得的速度v_；(保留三位有效数字 )要验证所受合力做功与动能变化的关系，还 11、需要测出的物理量是()A力学传感器的质量B滑块与遮光条的质量C重物的质量D滑块每次从静止开始滑到光电门所用的时间一位同学每次实验得到力传感器的数值都为 ，并根据以上表中数据做出了v2x 图象，如图 6 所示根据图象请你求出滑块的质量 M_.( 重力加速度g9.8 m/s 2)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1) (2)m/sB 2 于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是()A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出答案验中没有必要测出橡皮筋做功的具体数值， 12、只要测出后来各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可，A 错误；为了使以后各次实验中橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，必须使每次实验中橡皮筋拉伸的长度保持一致，B 错误；为了减小误差，实验中应使长木板倾斜以平衡摩擦力，C 错误；实验中应先接通电源，然后再释放小车，D 正确2某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图 7 所示图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为 条、3 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出通过实验数据分析可以得出功与物体速度变化 13、的关系图 7(1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是_A防止小车不能被橡皮筋拉动B保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功C便于小车获得较大的弹射速度D防止纸带上点迹不清晰光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)如图 8 是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O 、A、B、C 、D 、E、邻的两个计数点间有一个点没有画出，各计数点到 O 点的距离分别为：打点计时器的打点频率为 50 由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是_m/答案(1)B(2)1)平衡摩擦力的根本目的是保证橡皮筋对小车做的功等于小车动能的变化，即合外力做的功；(2)由已知数据计算出相邻两点间的距离，可知 E 点速度最大，此时小车的动能等于橡皮筋做的功3如图 9 所示是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡。