7.4实验探究动能定理—2021届高中物理一轮复习教案（必修二）.docVIP

第三节 实验：探究动能定理 【复习目标】 1.知道实验原理，能据实验数据进行分析处理并得出实验结论。 2.熟悉实验过程，掌握实验方法并能处理好实验过程中的注意事项。 3.把握科学精神，掌握科学方法、提升学生实际动手操作能力。 【复习重难点】 1.重点：实验原理和数据处理。 2.难点：实验中的注意事项。 【复习方法】 讲授法、实验法、讨论法、练习法，提问法等 【复习课时】 1课时 【复习过程】 一.实验基本知识点 请同学们学生自主复习实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理方法等 打点计时器纸带 打点计时器 纸带 橡皮筋 图(1) 探究功与动能变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设为零，由如图(1)所示的装置实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍的改变，再利用打点计时器和纸带来测量相应的每次小车的末速度 实验器材 打点计时器、小车、电源及导线、橡皮筋、刻度尺、长木板、铁钉等 橡皮筋的条数 橡皮筋做的功 位移x/m 时间t/s 速度v 速度的平方v2 速度的平方根 1 W 2 2W 3 3W 4 4W 5 5W 6 6W 实验步骤 按图(1)安装实验器材，同时平衡摩擦力 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，设此次1条橡皮筋对小车做的功为W1，将这组数据记入表格 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，橡皮筋对小车做的功为2W1，测出小车获得的速度v2，将这组数据记入表格 用3条、4条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和相应的速度，记入表格 数据的分析、处理及结论 以1条橡皮筋做的功为单位，作出W?v2的图像 结论：在误差允许的范围内，W?v2的图像是一条通过原点的直线，即：W∝v2 注意事项 必须平衡摩擦力 2）应选纸带上均匀分布的点测小车速度 二.重难点解析及学法指导 本实验的目的是探究外力的功与速度变化量之间的比例关系，催生出本实验设计的 “巧妙”之处，即通过改变橡皮筋的条数成倍的改变外力对小车做的功，而不必测出每次做功的具体数值。 实验步骤中必须平衡摩擦力；数据处理中必须选纸带上匀速运动的点迹计算小车获得的速度，W?v2的图像是一条通过原点的直线。 例1：某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v, ②W∝v 2, ③W∝。他们的实验装置如图(2)所示，实验中获得的数据如下： 橡皮筋的条数 橡皮筋做的功 位移x/cm 时间t/s 速度v/m/s 速度的平方 v2 速度的平方根 1 W 7.92 0.08 0.99 0.98 0.99 2 2W 11.12 0.08 1.39 1.94 1.18 3 3W 13.76 0.08 1.72 2.95 1.31 4 4W 15.84 0.08 1.98 3.92 1.41 5 5W 18.24 0.08 2.28 5.22 1.51 6 6W 19.36 0.08 2.42 5.88 1.55 打点计时器纸带橡皮筋 打点计时器 纸带 橡皮筋 图(2) 因方木板不可能绝对光滑，故在安装如图所示的方木板时，必须进行的一步操作是： 在测量小车获得的速度时，必须选纸带上点迹分布均匀的部分计算，其理由是： 某同学据表中的测量数据作出了W?v的图像，如图(3)所示，发现其图像不是一条直线，可知W∝v的猜想是否正确？ 。欲想得到一条直线，分析表中的数据，选择合适的坐标轴和单位长度，在图(4)中作图。 图(4)据图(4)中的图像可知，本实验的结论是： 图(4) W W O v 图(3) 例2：某实验小组采用图(5)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. 图(5) 图(5) 钩码 长木板 滑轮 细线 小车 打点计时器 纸带 （1）实验的部分步骤如下，请在横线上补充完整。 ①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； ②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， ； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操