专题23 探究动能定理（讲）-2019年高考物理一轮复习讲练测 5页

‎ ‎ 第五章 功和能 ‎1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．‎ ‎2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题．‎ ‎3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.‎ 第23讲 探究动能定理 ‎1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.‎ ‎2.体会探究过程和所使用的方法．‎ 基本实验要求 ‎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，即可求出v－W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)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.‎ ‎(4)测出每次小车获得的速度．‎ ‎(5)分别用各次实验测得的v和W绘出W－v、W－v2，W－v3、W－关系图．‎ ‎5．实验结论 ‎ 找出v与W间的关系W＝mv2.‎ 规律方法总结 ‎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．‎ ‎2．实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)用W－v2图象处理实验数据，这比W－v图象更加直观、明了．‎ ‎★典型案例★某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。‎ ‎①为便于分析F与t的关系，在坐标纸上作出如图所示的图线，图线为____的关系图象 A．F-t, B．F-t2 C．F-‎ ‎②结合表格中数据及图线特点，算出图线的斜率k=______ 。‎ ‎③设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，由图线的斜率可求得滑块的质量为M为______。‎ ‎【答案】 C； 82 2ks/d2‎ ‎【点睛】本题主要是考查同学们作图的能力和根据图象得出数量关系的能力，在日常学习中逐步培养出这种数形结合的能力 ‎★针对练习1★做“探究功和速度变化的关系”实验时，有如图所示的甲、乙两套实验装置。请回答下列问题.‎ ‎（1）两种实验装置操作正确的是_________‎ A．都不需要平衡摩擦力 B．乙图中小车的质量要远大于钩码的质量 C．甲图橡皮筋做的功可以直接测量 D．所用的打点计时器都必须使用交流电源 ‎（2）用甲图实验装置打的纸带如丙图所示，其中AG段小车做加速运动，GK段小车做匀速运动，那么应该用_________（填“AG” 或“GK”）段来计算小车的速度。‎ ‎（3）用乙图实验装置在正确操作情况下打出的纸带如丁图所示。某同学想利用BE段验证动能定理，测出纸带上AC间的距离， DF间的距离，BE间的距离。那么，该同学用天平分别测出小车质量M； 钩码的总质量m；已知打点计时器的打点频率为f，从打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功是_____________，小车动能的增量是________________。(用题中的物理量符号表示）‎ ‎【答案】 BD GK ‎ ‎★针对练习2★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，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．在水平桌面上相距50.0 cm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：‎ ‎①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；‎ ‎②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．‎ ‎③在小车中增加砝码，或___________，重复②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m之和，|v22-v12| 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ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B 间所作的功．表格中ΔE3＝__________，W3＝___________.(结果保留三位有效数字)‎ ‎(3)根据表1，请在如图中的方格纸上作出ΔE－W图线______________________．‎ ‎【答案】 小车、砝码 然后释放小车 减少砝码 0.600 0.610 ‎ ‎【解析】(1) ①测量小车、砝码和拉力传感器的总质量M1；②将小车停在C点，然后释放小车；③在小车 点睛：此题关键是能从给定的表格中获取相关的数据，从而总结出相应的规律；值得注意的是：钩码的重力不等于细线的拉力，同时学会分析实验数据从而得出规律．‎ ‎ ‎