1、20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理第五章第五章 机械能机械能试验五探究动能定理试验五探究动能定理第1页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理过好双基关第2页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(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.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋速度，列表、作图，由图象能够确定功与速度改变关系.1.试验目标试验目标探究功与物体速度改变关系.2.试验原理试验原理(如图1所表示)图12W3W基本基本试验试验要求要求第3
2、页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理3.试验器材试验器材、小车、木板、纸带、铁钉、刻度尺等.4.试验步骤试验步骤(1)垫高木板一端，平衡.(2)拉伸橡皮筋对小车做功：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.橡皮筋打点计时器摩擦力第4页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)测出每次做功后小车取得.(4)分别用各次试验测得v和W绘制Wv或Wv2、Wv3、图象，直到明确得出W和v关系.5.试验结论试验结论物体速度v与外力做功W间关系Wmv2.速度第5页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理1.试验注意
3、事项试验注意事项(1)将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下分力与平衡.方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上点均匀程度判断小车是否做运动，找到长木板一个适当倾角.(2)测小车速度时，应选纸带上点迹均匀部分，也就是选小车做_运动部分.(3)橡皮筋应选规格一样.力对小车做功以一条橡皮筋做功为单位即可，无须计算出详细数值.(4)小车质量应大一些，使纸带上打点多一些.摩擦阻力匀速匀速规规律方法律方法总结总结第6页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理2.试验探究技巧与方法试验探究技巧与方法(1)不直接计算W和v数值，而只是看第2次、第3次试验中W和v是第1次多少倍，简化数据测量和处理.
4、(2)作Wv图象，或Wv2、Wv3图象，直到作出图象是一条倾斜直线.第7页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理研透命题点第8页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理例例1如图2所表示是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度改变关系”试验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行情形.这时，橡皮筋对小车做功记为W.当我们把2条、3条完全相同橡皮筋并在一起进行第2次、第3次试验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车在每次试验中取得速度由打点计时器所打出纸带测出.命题点一教材原型试验基基础考点自主悟透考点自主悟透答案解析图2(1)除了图中已给出试验器材外
5、，还需要器材有；刻度尺解解析析计算小车速度需要测量纸带上点间距离，要用刻度尺.第9页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)平衡摩擦力后，每次试验得到纸带上点并不都是均匀，为了测量小车取得速度，应选取纸带部分进行测量；答案解析解析解析小车匀速运动时，纸带上点间隔均匀.点距均匀第10页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理解析解析橡皮筋每增加一条，对小车做功就增加W.(3)下面是本试验数据统计表，请将第2次、第3次试验中橡皮筋做功填写在对应位置；答案解析橡皮筋做功10个间距距离x(m)10个间距时间T(s)小车取得速度vn小车速度平方vn2第1次W0.2000
6、.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.22W3W4W5W第11页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(4)从理论上讲，橡皮筋做功Wn和物体速度vn改变关系应是Wn，请你依据表中测定数据在如图3所表示坐标系中作出对应图象验证理论正确性.答案解析解解析析纵坐标表示速度平方，横坐标表示功，利用描点法描出各组数据对应点，然后用平滑曲线连线作出vn2Wn图象，如图所表示.答案答案看法析图图3vn2第12页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理变变式式1某学习小组做探究“协力功和物体速度改变关系”试验，图4中小车是在1条
7、橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做功记为W.当用2条、3条完全相同橡皮筋并在一起进行第2次、第3次试验时，使每次试验中橡皮筋伸长长度都保持一致.每次试验中小车取得速度由打点计时器所打纸带测出.(1)除了图中已经有试验器材外，还需要导线、开关、(填测量工具)和(选填“交流”或“直流”)电源.答案解析解解析析为测量小车取得速度，必须用刻度尺来测量纸带上点和点之间距离；打点计时器必须使用交流电源.图4刻度尺交流第13页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)试验中，小车会受到摩擦阻力作用，能够使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确是A.放开小车，能够自由下滑
8、即可B.放开小车，能够匀速下滑即可C.放开拖着纸带小车，能够自由下滑即可D.放开拖着纸带小车，能够匀速下滑即可解析解解析析平衡摩擦力时，也要平衡掉纸带与限位孔之间摩擦力.依据平衡状态特点，小车做匀速运动时即平衡掉了摩擦力.答案第14页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处状态与小车所在位置，以下说法正确是A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车在两个铁钉连线处D.小车已过两个铁钉连线解析解解析析若木板水平放置，则未平衡摩擦力.小车速度最大时，也就是加速度为零时刻，即橡皮筋对小车拉力等
9、于小车受到摩擦力时刻，此时橡皮筋处于伸长状态，小车还未到两个铁钉连线处，B正确.答案第15页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(4)在正确操作情况下，打在纸带上点并不都是均匀，为了测量小车取得速度，应选取图5中纸带部分进行测量.答案解析解解析析应该选取纸带上小车做匀速运动部分进行测量，此时小车速度最大，即GK部分.GK图5第16页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理1.装置时代化装置时代化命题点二试验装置创新能力考点能力考点师生共研生共研第17页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理第18页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理
10、物理第19页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理第20页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理2.求解智能化求解智能化(1)摩擦阻力问题：靠小车重力下滑分力平衡摩擦力自由下落阻力降低气垫导轨降低摩擦力.(2)速度测量方法：匀速运动速度测量纸带上各点速度光电门v速度传感器直接显示速度大小.第21页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理创新点创新点1试验装置创新试验装置创新利用重物牵引小车利用重物牵引小车例例2(北京理综21)如图6所表示，用质量为m重物经过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上统计小车运动情况.利用该装置能够完成“探
11、究动能定理”试验.答案解析解析解析打点计时器使用交流电源.图6(1)打点计时器使用电源是(选填选项前字母).A.直流电源B.交流电源第22页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)试验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确操作方法是(选填选项前字母).A.把长木板右端垫高B.改变小车质量在不挂重物且(选填选项前字母)情况下，轻推一下小车.若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力影响.A.计时器不打点 B.计时器打点答案解析解解析析平衡摩擦力方法为将木板一端垫高，使得重力沿木板方向分力与摩擦力和其它阻力平衡，使小车做匀速直线运动；判断小车做匀速直线运动是依据纸带上
12、相邻点间距离相等判定，故需计时器打点.第23页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理试验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受拉力大小为mg，从打O点到打B点过程中，拉力对小车做功W，打B点时小车速度v.(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间时间间隔为T，测得A、B、C各点到O点距离为x1、x2、x3如图7所表示.答案解析图7mgx2第24页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用试验数据做出如图8所表示v2W图象.由此图象可得
13、v2随W改变表示式为.依据功与能关系，动能表示式中可能包含v2这个因子，分析试验结果单位关系，与图线斜率相关物理量应是.答案解析图8v24.7W质量第26页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(5)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力影响，若重物质量不满足远小于小车质量条件，则从理论上分析，图中正确反应v2W关系是.答案解析第28页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理调整水平桌面上气垫导轨至水平；测量挡光条宽度l，两光电门间中心间距s，用天平称出滑块和挡光条总质量M，托盘和砝码总质量m；将滑块移至光电门1左侧某位置，由静止释放滑块，从计时器中分别读出挡光条经过
14、两光电门时间t1、t2.用测量物理量求解以下物理量：(1)滑块经过光电门1和2时瞬时速度分别为v1，v2.创新点创新点2试验装置创新试验装置创新利用光电门和气垫导轨利用光电门和气垫导轨例例3(云南昆明模拟)利用气垫导轨探究动能定理，试验装置如图9所表示.试验步骤以下：答案图9解析第29页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)滑块经过光电门1和2时，系统(包含滑块、挡光条、托盘和砝码)总动能分别为Ek1，Ek2.外力对系统做功为W.答案解析解析解析依据动能定义式得：经过光电门1，mgs在滑块从光电门1运动到光电门2过程中，外力对系统做总功Wmghmgs.第31页201920
15、19高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)试验中，验证动能定理是否成立关系式为.答案解析解析解析假如WEkEk2Ek1，则可认为验证了动能定理.第32页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理创新点创新点3试验装置创新试验装置创新利用传感器利用传感器例例4某试验小组利用拉力传感器和速度传感器来探究动能定理.如图10所表示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长细线将其经过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器统计小车受到拉力大小.在水平桌面上相距50.0cmA、B两点各安装一个速度传感器，统计小车经过A、B时速度大小.小车中能够放置砝码.答案(1)试验主要步骤以下：测量和拉力
16、传感器总质量m1；把细线一端固定在拉力传感器上，另一端经过定滑轮与钩码相连；正确连接所需装置.图10小车第33页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理将小车停在C点，接通电源，小车在细线拉动下运动，统计细线拉力及小车经过A、B时速度.在小车中增加砝码，或，重复操作.答案然后释放小车降低砝码第34页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)如表是他们测得几组数据，其中m是m1与小车中砝码质量之和，|v22v12|是两个速度传感器所统计速度二次方差绝对值，能够据此计算出动能改变量Ek，F是拉力传感器受到拉力，W是F在A、B间所做功.表格中Ek3J，W3J.(结果保
17、留三位有效数字)数据统计表次数m/kg|v22v12|/(m2s2)Ek/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.6500.4130.8400.42030.5002.400Ek31.220W341.0002.4001.2002.4201.21051.0002.8401.4202.8601.4300.6000.610答案解析第35页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)依据表中数据在图11中坐标纸上作出EkW图线.答案解析解析解析如图所表示答案答案看法析图图11第37页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理例例5为了
18、探究动能改变与合外力做功关系，某同学设计了以下试验方案：第一步：把带有定滑轮木板有滑轮一端垫起，把质量为M滑块经过细绳与质量为m带夹子重锤跨过定滑轮相连，重锤后连一穿过打点计时器纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图12甲所表示.命题点三试验方案创新能力考点能力考点师生共研生共研图12第38页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理第二步：保持长木板倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所表示.打出纸带如图丙所表示.图12第
19、39页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理请回答以下问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间时间间隔为t，O点为打点计时器打下第一点，依据纸带求滑块运动速度，打点计时器打B点时滑块运动速度vB.答案解析第40页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(2)已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，要测出某一过程合外力对滑块做功还必须测出这一过程滑块(写出物理量名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功表示式W合.答案解析解解析析由功定义式可知还需要知道滑块下滑位移x，由动能定理可知W合Ek，即mgxEk；下滑位移xmgx第41页20192019高考
20、一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做功W以及在A、B、C、D、E各点速度v，以v2为纵轴、W为横轴建立直角坐标系，描点作出v2W图象，可知该图象是一条，依据图象还可求得.答案解析解析解析v2W图象应该为一条过原点直线，依据EkMv2可求得M值.过原点直线滑块质量M第42页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理变变式式2测量滑块在运动过程中所受合外力是探究动能定理试验要处理一个主要问题.为此某同学设计了以下试验方案：A.试验装置如图13甲所表示，滑块后面夹纸带，纸带穿过打点计时器(频率为50Hz).一端系在滑块上细绳经
21、过转轴光滑轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮一端垫起.调整长木板倾角，打开打点计时器后轻推滑块，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；图13第43页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理B.保持长木板倾角不变，取下细绳和钩码，打开打点计时器，让滑块只拖着纸带沿长木板向下做匀加速直线运动.请回答以下问题：(1)滑 块 做 匀 速 直 线 运 动 时，打 点 计 时 器 在 纸 带 上 所 打 出 点 分 布 应 该 是.答案解析解解析析此试验平衡摩擦力后，确定滑块做匀速直线运动依据是，打点计时器在纸带上所打出点分布应该是等间距.等间距(或均匀)第44页20192019高考一轮
22、总复习高考一轮总复习 物理物理(2)滑块在匀加速下滑过程中所受合外力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码重力大小.答案解析解解析析因为在钩码作用下，滑块做匀速运动.依据力合成可知，当去掉钩码后小车受到协力大小等于钩码重力大小.等于第45页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(3)当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，某同学打出一条纸带如图乙所表示，用刻度尺测得计数点1、2、3、4到计数起点0距离分别为3.15cm、12.40cm、27.70cm、49.05cm.由此可得物体加速度为m/s2.(计算结果保留三位有效数字)答案解析解解析析依据匀变速直线运动过程，在相等时间内走过位移差是一个定值可得a6.06102m/s26.06m/s2.第46页20192019高考一轮总复习高考一轮总复习 物理物理(4)若滑块质量为m0、钩码质量为m，当打点计时器打下1、3点时滑块速度分别为v1和v2，1、3两点之间距离为s，重力加速度为g，探究结果表示式是.(用对应符号表示)答案解析第47页
