必考部分第五章机械能及其守恒定律实验五探究动能定理实验五探究动能定理实验基础网控基础点读读有底气网控基础点读读有底气实验目的和器材实验目的和器材实验原理实验原理实验实验目的目的(1)探究外力做功与物体探究外力做功与物体速度的关系速度的关系(2)(2)通过分析论证和实验通过分析论证和实验探究的过程，培养实验探究的过程，培养实验探究能力和创新精神探究能力和创新精神(1)不是直接测量对小车做功，而不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功做功W、2W、3W(2)由于橡皮筋做功而使小车获得由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据和速度的数据(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速度标，分别以小车获得的速度v、v2为横坐标，作出为横坐标，作出Wv、Wv2曲线，分析这些曲线，可以得曲线，分析这些曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系的速度的定量关系.实验实验器材器材小车小车(前面带小钩前面带小钩)、长、长木板木板(两侧适当的对称位两侧适当的对称位置钉两个铁钉置钉两个铁钉)、打点计、打点计时器及纸带、学生电源时器及纸带、学生电源及导线及导线(使用电火花计时使用电火花计时器时不用学生电源器时不用学生电源)、56条相同的橡皮筋、刻条相同的橡皮筋、刻度尺度尺.实验操作重视实验操作提高实验技巧重视实验操作提高实验技巧 一、实验步骤一、实验步骤(1)按图所示将实验仪器安装好按图所示将实验仪器安装好(2)平平衡衡摩摩擦擦力力：在在长长木木板板有有打打点点计计时时器器的的一一端端下下面面垫垫一一块块木木板板，反反复复移移动动木木板板的的位位置置，直直至至小小车车上上不不挂挂橡橡皮皮筋筋时时，纸纸带带打打出出的的点点间间距均匀，即小车能匀速运动为止距均匀，即小车能匀速运动为止(3)分分别别用用1条条、2条条、3条条、4条条橡橡皮皮筋筋做做实实验验，实实验验中中橡橡皮皮筋筋拉拉伸伸的的长长度度都都与与第第一一次次相相同同这这时时橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功分分别别为为W、2W、3W，标记好每次实验得到的纸带，标记好每次实验得到的纸带(2)实验数据记录：实验数据记录：把算出的速度填入表格中，并算出把算出的速度填入表格中，并算出v2的值的值.橡皮筋橡皮筋条数条数位移位移x/m时间时间t/s速度速度v(ms1)速度二次方速度二次方v2(m2s2)(3)实验数据处理及分析实验数据处理及分析观观察察法法：当当橡橡皮皮筋筋的的条条数数成成倍倍增增加加，即即合合外外力力做做的的功功成成倍倍增增加时，观察小车的速度或速度的二次方如何变化，有何变化规律加时，观察小车的速度或速度的二次方如何变化，有何变化规律图图象象法法：在在坐坐标标纸纸上上(如如图图)画画出出Wv或或Wv2图图线线(“W”以以一根橡皮筋做的功为单位一根橡皮筋做的功为单位)(4)实验结论：从图象可知做功与物体速度变化的关系为实验结论：从图象可知做功与物体速度变化的关系为Wv2.三、注意事项三、注意事项(1)平平衡衡摩摩擦擦力力很很关关键键，将将木木板板一一端端垫垫高高，使使小小车车重重力力沿沿斜斜面面向向下下的的分分力力与与摩摩擦擦阻阻力力平平衡衡方方法法是是轻轻推推小小车车，由由打打点点计计时时器器打打在在纸纸带带上上的的点点的的均均匀匀程程度度判判断断小小车车是是否否匀匀速速运运动动，找找到到木木板板一一个个合合适适的的倾角倾角(2)测测小小车车速速度度时时，纸纸带带上上的的点点应应选选均均匀匀部部分分的的，也也就就是是选选小小车车匀速运动状态的匀速运动状态的(3)橡橡皮皮筋筋应应选选规规格格一一样样的的力力对对小小车车做做的的功功以以一一条条橡橡皮皮筋筋做做的的功为单位即可，不必计算出具体数据功为单位即可，不必计算出具体数据(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些四、误差分析四、误差分析类型类型产生原因产生原因减小方法减小方法偶然偶然误差误差小车速度的测量误差小车速度的测量误差多次测量多次测量x，取平均值，取平均值系统系统误差误差摩擦力做功摩擦力做功平衡摩擦力适当平衡摩擦力适当橡皮筋的长短、粗细橡皮筋的长短、粗细不一不一选规格相同的橡皮筋选规格相同的橡皮筋突破核心研细核心点研细核心点 练透实验题练透实验题 考点一考点一 数据处理与误差分析数据处理与误差分析试题调研试题调研该该同同学学在在一一条条比比较较理理想想的的纸纸带带上上，从从点点迹迹清清楚楚的的某某点点开开始始记记为为0点点，顺顺次次选选取取5个个点点，分分别别测测量量这这5个个点点到到0之之间间的的距距离离，并并计计算算出出它们与它们与0点之间的速度平方差点之间的速度平方差v2(v2v2v)，填入下表：，填入下表：点迹点迹x/cmv2/(m2s2)011.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23(1)请请以以v2为为纵纵坐坐标标，以以x为为横横坐坐标标在在坐坐标标图图中中作作出出v2x图图象象若若测测出出小小车车质质量量为为0.2 kg，结结合合图图象象可可求求得得小小车车所所受受合合力力的的大大小小为为_ N.(2)若若该该同同学学通通过过计计算算发发现现小小车车所所受受合合力力小小于于弹弹簧簧测测力力计计读读数数，明明显显超超出出实实验验误误差差的的正正常常范范围围你你认认为为主主要要原原因因是是_，实验操作中改进的措施是实验操作中改进的措施是_.答案答案(1)图象如图所示图象如图所示0.25(2)小小车车滑滑行行时时所所受受摩摩擦擦阻阻力力较较大大将将木木板板左左侧侧垫垫高高，使使木木板板倾倾斜一定的角度以平衡摩擦力斜一定的角度以平衡摩擦力名师归纳点题破疑11.(2015珠珠海海模模拟拟)某某同同学学为为探探究究“合合力力做做功功与与物物体体动动能能改改变变的关系的关系”设计了如下实验，他的操作步骤如下：设计了如下实验，他的操作步骤如下：(1)按按图图连连接接实实验验装装置置，其其中中小小车车质质量量M0.20 kg，钩钩码码总总质质量量m0.05 kg.(2)释释放放小小车车，然然后后接接通通打打点点计计时时器器的的电电源源(电电源源频频率率为为f50 Hz)，打出一条纸带，打出一条纸带类题练熟类题练熟(3)他他在在多多次次重重复复实实验验得得到到的的纸纸带带中中取取出出自自认认为为满满意意的的一一条条，如如图图所所示示把把打打下下的的第第一一点点记记作作0，然然后后依依次次取取若若干干个个计计数数点点，相相邻邻计计数数点点间间还还有有4个个点点未未画画出出，用用厘厘米米刻刻度度尺尺测测得得各各计计数数点点到到0点点距距离离分分别别为为d10.041 m，d20.055 m，d30.167 m，d40.256 m，d50.360 m，d60.480 m，他他把把钩钩码码重重力力(当当地地重重力力加加速速度度g10 m/s2)作作为为小小车车所所受受合合力力，算算出出打打下下0点点到到打打下下第第5点点合合力力做做功功W_J(结结果果保保留留三三位位有有效效数数字字)，用用正正确确的的公公式式Ek_(用用相相关关数数据据前前字字母母列列式式)把把打打下下第第5点点时时小小车车的的动动能能作作为为小小车车动动能能的的改改变量，算得变量，算得Ek0.125 J.(4)此此次次实实验验探探究究的的结结果果，他他没没能能得得到到“合合力力对对物物体体做做的的功功等等于于物物体体动动能能的的增增量量”，且且误误差差很很大大通通过过反反思思，他他认认为为产产生生误误差差的的原原因因如下，其中正确的是如下，其中正确的是_A钩钩码码质质量量太太大大，使使得得合合力力对对物物体体做做功功的的测测量量值值比比真真实实值值偏偏大太多大太多B没没有有平平衡衡摩摩擦擦力力，使使得得合合力力对对物物体体做做功功的的测测量量值值比比真真实实值值偏大太多偏大太多C释释放放小小车车和和接接通通电电源源的的次次序序有有误误，使使得得动动能能增增量量的的测测量量值值比真实值偏小比真实值偏小D没没有有使使用用最最小小刻刻度度为为毫毫米米的的刻刻度度尺尺测测距距离离也也是是产产生生此此误误差差的重要原因的重要原因调调研研2某某实实验验小小组组利利用用如如图图甲甲所所示示装装置置，探探究究木木块块在在木木板板上上滑滑动动至至停停止止的的过过程程中中，摩摩擦擦力力做做的的功功与与木木块块滑滑上上木木板板时时初初速速度度的的关关系实验步骤如下：系实验步骤如下： 考点二考点二 实验改进与创新实验改进与创新试题调研试题调研A将将弹弹簧簧左左端端固固定定在在平平台台上上，右右端端自自然然伸伸长长到到平平台台右右侧侧O点点，木木板板紧紧靠靠平平台台，其其上上表表面面与与P、O在在同同一一水水平平面面上上使使木木块块压压缩缩弹弹簧簧自自由由端端至至P点点后后由由静静止止释释放放，木木块块最最终终停停在在木木板板上上的的B点点，记记下下P点点并测出并测出OB间的距离间的距离L.B去去掉掉木木板板再再使使木木板板压压缩缩弹弹簧簧自自由由端端至至P点点并并由由静静止止释释放放，测测出木块做平抛运动的水平位移出木块做平抛运动的水平位移x.C改变由静止释放木块的位置，以获取多组改变由静止释放木块的位置，以获取多组L、x数据数据D用作图象的办法，探求用作图象的办法，探求L与与x的关系，得出结论的关系，得出结论解解析析(1)实实验验中中要要保保证证木木块块滑滑至至O点点的的速速度度不不变变，A、B两两步步中中，均均使使弹弹簧簧压压缩缩到到同同一一点点P的的目目的的是是保保证证木木块块做做平平抛抛运运动动的的初初速速度度与木块滑上木板时的初速度相等；与木块滑上木板时的初速度相等；(2)木木块块离离开开平平台台后后做做平平抛抛运运动动，由由于于抛抛出出点点的的高高度度一一定定，木木块块在在空空中中的的运运动动时时间间相相等等，木木块块的的水水平平位位移移与与木木块块做做平平抛抛运运动动的的初初速速度成正比，实验中不需要测出平台的高度度成正比，实验中不需要测出平台的高度h；(3)设设木木块块做做平平抛抛运运动动的的初初速速度度为为v，运运动动时时间间为为t，则则木木块块的的水水平平位位移移xvt，则则x2v2，由由图图象象知知Lx2，所所以以Lv2，而而WfL，f恒定，故有恒定，故有WLv2. 答答案案(1)保保证证木木块块做做平平抛抛运运动动的的初初速速度度与与木木块块滑滑上上木木板板时时的的初速度相等初速度相等(2)否否(3)见解析见解析用图象法处理实验数据的作图技巧用图象法处理实验数据的作图技巧图图象象法法是是物物理理实实验验中中广广泛泛应应用用的的处处理理实实验验数数据据的的方方法法，作作图图时时应注意以下几点：应注意以下几点：(1)作作图图一一定定要要用用坐坐标标纸纸，坐坐标标纸纸的的大大小小要要根根据据有有效效数数字字的的位位数数和结果的需要来确定；和结果的需要来确定；(2)要要标标明明轴轴名名、单单位位，在在轴轴上上每每隔隔一一定定的的间间距距按按有有效效数数字字的的位位数标明数值；数标明数值；(3)图图上上的的连连线线不不一一定定通通过过所所有有的的数数据据点点，应应尽尽量量使使数数据据点点合合理理地分布在线的两侧；地分布在线的两侧；(4)作作图图时时常常通通过过选选取取适适当当的的坐坐标标轴轴使使图图线线线线性性化化，即即“变变曲曲为为直直”名师归纳点题破疑21.某某兴兴趣趣小小组组在在做做“探探究究做做功功和和物物体体速速度度变变化化关关系系”的的实实验验前前，提提出出以以下下几几种种猜猜想想：Wv，Wv2，W他他们们的的实实验验装装置置如如图图甲甲所所示示，PQ为为一一块块倾倾斜斜放放置置的的木木板板，在在Q处处固固定定一一个个速速度度传传感感器器(用用来来测测量量物物体体每每次次通通过过Q点点的的速速度度)在在刚刚开开始始实实验验时时，有有位位同同学学提提出出，不不需需要要测测出出物物体体质质量量，只只要要测测出出物物体体从从初初始始位位置置到到速速度度传传感感器器的的距距离离和和读读出出速速度度传传感感器器的的示示数数就就行行了了，大大家家经经过过讨讨论论采采纳纳了了该同学的建议该同学的建议 类题练熟类题练熟(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？(2)让让物物体体分分别别从从不不同同高高度度无无初初速速度度释释放放，测测出出物物体体从从初初始始位位置置到到速速度度传传感感器器的的距距离离L1、L2、L3、L4读读出出物物体体每每次次通通过过速速度度传传感感器器Q的的速速度度v1、v2、v3、v4并并绘绘制制了了如如图图乙乙所所示示的的Lv图图象象根根据据绘绘制制出出的的Lv图图象象，若若为为了了更更直直观观地地看看出出L和和v的的变变化化关关系系，他他们们下下一步应该作出一步应该作出()(3)本本实实验验中中，木木板板与与物物体体间间摩摩擦擦力力的的大大小小会会不不会会影影响响探探究究出出的的结果？结果？答案：答案：(1)见解析见解析(2)A(3)不会不会