探究動能定理命題報告·教師用書獨(dú)具知識點(diǎn)題號實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、2實(shí)驗(yàn)步驟3實(shí)驗(yàn)器材和原理4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析5、7實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計61.關(guān)于探究動能定理的實(shí)驗(yàn)中，若采用如圖所示的裝置，下列敘述正確的是()A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：本實(shí)驗(yàn)沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測出以后每次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足夠了，A錯；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，只有這樣才能保證以后每次實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋做的功是第一次的整數(shù)倍，否則，功的數(shù)值難以測定，B錯；小車運(yùn)動過程中會受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度以平衡摩擦力，才能減小誤差，C錯；實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計時器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確答案：D2(2013年龍巖模擬)在“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中，每次選取紙帶后，我們應(yīng)該取紙帶上的哪些點(diǎn)來求小車的速度()A間距均勻的B間距不均勻的C間距均勻的與不均勻的都可D最好是間距均勻的，若紙帶上沒有間距均勻的，也可用間距不均勻的解析：橡皮筋完全恢復(fù)后不再有力對小車做功，小車做勻速運(yùn)動，紙帶上的點(diǎn)間距變的均勻，故A對，B、C錯；若紙帶上沒有間距均勻的點(diǎn)說明紙帶太短，橡皮筋還沒完全恢復(fù)原狀紙帶已完全通過打點(diǎn)計時器，這種情況下應(yīng)選用更長的紙帶，或者是因?yàn)槟Σ亮]被平衡掉，故D錯答案：A3探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W(2)分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3(3)作出W­v草圖；(4)分析W­v圖象如果W­v圖象是一條直線，表明Wv；如果不是直線，可考慮是否存在Wv2、Wv3、W等關(guān)系以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是_A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3WB小車運(yùn)動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏出現(xiàn)這種情況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計算解析：放開小車之后，小車在橡皮筋的作用下開始加速運(yùn)動，等到橡皮筋與小車分離之后，小車做勻速直線運(yùn)動本實(shí)驗(yàn)中測的速度是小車勻速運(yùn)動的速度，而不是整個過程的平均速度，因此研究紙帶上打下的點(diǎn)一定是那些均勻分布的點(diǎn)答案：D4在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.電磁打點(diǎn)計時器；B.天平；C.秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車、砝碼盤；H.薄木板(1)其中多余的器材是_，缺少的器材是_(2)測量時間的工具是_；測量質(zhì)量的工具是_(3)如圖所示是打點(diǎn)計時器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動的紙帶測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T.請分析：利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動能定理？若不能，請說明理由；若能，請說出做法，并對這種做法做出評價解析：(1)計算小車速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表電磁打點(diǎn)計時器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E.測量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺(2)測量時間的工具是電磁打點(diǎn)計時器，測量質(zhì)量的工具是天平(3)能從A到B的過程中，恒力做的功為WABFxAB，物體動能的變化量為EkBEkAmvmvm()2m()2m只要驗(yàn)證FxABm即可優(yōu)點(diǎn)：A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測量時的相對誤差較??；缺點(diǎn)：只進(jìn)行了一次測量驗(yàn)證，說服力不強(qiáng)答案：(1)CE毫米刻度尺(2)電磁打點(diǎn)計時器天平(3)見解析5某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們欲探究“做功與物體動能變化的關(guān)系”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置(1)該學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用沙和沙桶的重力作為滑塊受到的合力，探究滑塊所受合力做功與滑塊動能變化的關(guān)系為了實(shí)現(xiàn)這個想法，該小組成員提出了以下實(shí)驗(yàn)措施，你認(rèn)為有效的有_A保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)大于滑塊的質(zhì)量B保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量C保持長木板水平D把長木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行(2)如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的B、K兩點(diǎn)來探究滑塊所受合力做功與滑塊動能變化的關(guān)系已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g.在本實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：沙和沙桶的質(zhì)量m1、滑塊的質(zhì)量m2，A、C間的距離s1，J、L間的距離s2，B、K間的距離s.本實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的表達(dá)式為_(用測量物理量相應(yīng)的字母表示)解析：(1)沙和沙桶的總質(zhì)量越小，產(chǎn)生的加速度越小，細(xì)線拉力大小越接近沙和沙桶的重力，誤差越小，故B正確；由于滑塊受到長木板的摩擦力作用，因此要先平衡摩擦力，D正確；為了使細(xì)線拉力與滑塊運(yùn)動方向平行，需調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行，E正確(2)選擇B、K之間的過程研究誤差較小，對滑塊，合力可視為沙和沙桶的重力，做功為Wm1gs.B、K兩處的速度分別為vB，vK，動能變化為m2vm2vm2()2m2()2，故探究結(jié)果的表達(dá)式為m1gsm2()2m2()2.答案：(1)BDE(2)m1gsm2()2m2()26為了探究恒力作用時的動能定理，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組123456v/(m·s1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442(1)一同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出x­v圖象如圖甲所示觀察該圖象，該同學(xué)作出如下推理：根據(jù)x­v圖象大致是一條拋物線，可以猜想，x可能與v2成正比請在圖乙所示坐標(biāo)紙上選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸作出圖線驗(yàn)證該同學(xué)的猜想(2)根據(jù)你所作的圖象，你認(rèn)為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關(guān)系是_解析：(1)作出x ­v2的圖線如圖所示(2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比即：xv2.答案：(1)見解析圖(2)xv27某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他首先將打點(diǎn)計時器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器，接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放滑塊，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列記數(shù)點(diǎn)回答下列問題：(用已知字母表示)(1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素_(2)該實(shí)驗(yàn)探究中為了求合力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點(diǎn)間距均勻的紙帶，如圖甲所示，此時相對應(yīng)的斜面長為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為_.(3)保持斜面長度不變，升高斜面高度到H(Hh)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)清晰的紙帶，如圖乙所示，用直尺測出x1、x2、x3，對A、B兩點(diǎn)研究：此時滑塊在A、B兩點(diǎn)的速度大小為：vA_，vB_.(4)如果該同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時各物理量的單位分別是：L、H、x1、x2、x3單位為cm，質(zhì)量m單位是kg，頻率f單位為Hz，重力加速度g單位為m/s2，對AB段進(jìn)行研究，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合力對滑塊所做的功為W，滑塊動能的改變量為Ek，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大，其原因是_寫出該同學(xué)計算出的數(shù)值W與Ek之間正確關(guān)系的表達(dá)式_解析：(1)由滑塊在斜面上運(yùn)動可知，影響滑塊動能變化的是合力的功，即重力做功和摩擦力做功之和(2)由題圖可知滑塊在斜面上做勻速直線運(yùn)動，則有：mgsin mgcos (為斜面的傾角)，可得tan .(3)由運(yùn)動學(xué)公式得A點(diǎn)的瞬時速度是vAf，B點(diǎn)的瞬時速度是vBf.(4)該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合力對滑塊所做的功為W和滑塊動能的改變量為Ek，兩者數(shù)值差別很大，說明該同學(xué)在探究動能定理時單位沒有統(tǒng)一用國際單位，應(yīng)修正為WEk×102 J.答案：(1)重力做功、摩擦力做功(2)(3)ff(4)原因見解析WEk×102 J