实验四探究动能定理 (共61张PPT)
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动能定理PPT课件
Fτds=δW 代入得到
为Fτ在位移ds上所作的功，称为元功
d(mv2/2)=δW—质点动能定理的微分形式
质点动能的微分等于作用于质点上的力的元功。
如果质点自M1点到M2点作有限位移，相应 的坐标为s1和s2，相应的速度为v1和v2，对 上式积分
∫ v1 v2 d(mv2/ 2)= ∫ s1 s2 Fτds 得到：
质量的大小及其分布有关，与刚体的运动 无关。
刚体质量连续分布时，转动惯量可 以写成：
Jz=∫Mr2dm 通过积分可以求得质量均匀分布并
有规则几何形状的刚体的转动惯量。
几种常见刚体对过质心轴z的转动 惯量
1.质量为m，半径为R的均质圆盘 (圆柱)，
Jz= m R2/2 2.质量为m，半径为R的均质圆环，
平移刚体的动能
刚体平移时各点速度相同，由T=∑mivi2/2得到 T=mv2/2
或写成T=mvc2/2 vc为刚体质心的速度。
定轴转动刚体的动能
设定轴转动刚体角速度为ω，其上任一点M 到转轴的距离为ri，其速度vi= ri ω，则刚 体的动能为
T=∑mivi2/2=∑mi （riω）2/2 = ∑mi ri2ω2/2=Jzω2/2 Jz =∑mi ri2称为刚体对定轴z的转动惯量。 转动惯量是刚体转动惯性的度量，与刚体
自由质点系—质点系中各质点的运动不受约束的限 制的质点系；反之称为非自由质点系。
12-1-2 质点动能的概念 质点的质量为m，某瞬时速度为v，
定义：质点的动能等于质点质量与质 点速度平方乘积的一半，即
T=mv2/2 动能永远为正值或零。 动能的单位为N.m（牛顿.米）
v m
1 N.m=1J（焦耳）。
Jz= m R2 3.质量为m，长为l的均质细杆，
人教物理教材《动能和动能定理》PPT(完整版)
例题2
• 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台 离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高 台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水 平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质 量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
1.概念：物体由于运动而具有的能叫做动能。
物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一
半。 2.表达式： E k
1 2
m
v2
3.单位：焦（J） 1J1N •m 1 k(g m /s)2
4.对动能的理 解
• (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． • (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻
【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材 《动能 和动能 定理》P PT（完 整版） 推荐（ 最新版 本）推 荐
应用动能定理的两种方法
• 1.分过程法：把运动过程分成两个或多个过程，分别应用动能定 理列式计算。
• 每个过程都要受力分析，运动过程分析，每个力做功是多少、正 功还是负功，都要分析清楚。前后两个过程的末速度和初速度可 认为相同。
情境:如图所示，设某物体的质量 为m，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由 v1增加到v2。
恒力F做功 W F l W = ma v22 - v12
2a
F = ma
l = v22 - v12 2a
W12mv22 12m1v2
思考：“
1 m”v 是2 否具有特殊意义的物理量？
2
的速度)相对应． • (3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能
也不同，一般以地面为参考系．
• 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台 离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高 台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水 平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质 量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
1.概念：物体由于运动而具有的能叫做动能。
物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一
半。 2.表达式： E k
1 2
m
v2
3.单位：焦（J） 1J1N •m 1 k(g m /s)2
4.对动能的理 解
• (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． • (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻
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应用动能定理的两种方法
• 1.分过程法：把运动过程分成两个或多个过程，分别应用动能定 理列式计算。
• 每个过程都要受力分析，运动过程分析，每个力做功是多少、正 功还是负功，都要分析清楚。前后两个过程的末速度和初速度可 认为相同。
情境:如图所示，设某物体的质量 为m，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由 v1增加到v2。
恒力F做功 W F l W = ma v22 - v12
2a
F = ma
l = v22 - v12 2a
W12mv22 12m1v2
思考：“
1 m”v 是2 否具有特殊意义的物理量？
2
的速度)相对应． • (3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能
也不同，一般以地面为参考系．
动能 动能定理课件
q
s1cos s2 cosq +… q +F2· ②. W合＝W1+W2 +…＝F1· b. 标量性 式子左边的功与右边的动能都是标量
c．对定理中“变化”一词的理解
e. 是一 ＞ Ek1 ， △ Ek —— ＞ 0 种求功 ①W合＞0， Ek2 __ ＜ 0 的方法. ②W合＜0， Ek2 ＜ __ Ek1 ， △ Ek —— d．适用范围（课后思考。提示：微元法） 特别是 求变力 既适合于直线运动，也适合于曲线运动。 既适用于恒力做功，也适合于变力做功。做功
1 1 2 2 = mv 2 - mv1 2 2
合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
3. 动能定理的适用范围：经典物理范围内没有限制 4.动能定理主要应用： （1）多过程问题 （2）曲线运动，变力做功
作业布置：1、P69 T3、4、5（作业本上交）
2.【思考】 如图所示，AB与CD为两个对称斜面， 其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的 两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R为2.0 m， 一个物体在离弧底E高度为h＝3.0 m处，以初速度 4.0 m/s沿斜面运动．若物体与两斜面的动摩擦因 数为0.02，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一 共能走多长路程？(g取10 m/s2) 类型4.曲线、变力、多过程
解题思维总结：两点(初 末状态）一过程（做功过 程），对象：单体、系统
解析：设物体在斜面上运动的总路程为s，则摩 擦力所做的总功为－μmgscos60°，末状态选 为B(或C)，此时物体速度为零，对全过程由动能 定理得
mg[h － R(1 － cos60° )] － μmgscos60° ＝0 1 － mv2 0 2 物体在斜面上通过的总路程为 1 2gh－ R＋v2 0 2 s＝ μg 2×10×3.0－1.0＋4.02 ＝ m＝280 m. 0.02×10
专题动能定理及实验优秀PPT
答案：D 点评：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲 线运动．
(单项选择Ⅱ)质量为m的小球，用长为l的轻绳 悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢 地移动到Q点，如下图所示，则力F所做的功为( )
(单项选择Ⅱ)( 年作用下，前进5 m后停止， 在这一过程中物体的动能改变了( )
A．10 J
B．25 J
C．50 J
D．100 J
解析：由动能定理ΔEk＝W合＝Wf＝－50 J，即动能改 变了 50 J.
答案：C
点评：(1)本题属于“了解〞中的“简单应用〞层次； (2)熟悉动能定理的解题步骤．
2．对重力势能的理解
(1)重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个 物体谈不上具有重力势能．即：如果没有地球，物体谈不上 有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上 的简称．
重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要 说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零势能 点)．
5．实验结论
重力所做的功WG与物体动能的改变量ΔEk在误 差允许的范围内是相等的．
结论的推广：合外力对物体所做的功等于物体 动能的增量，即：W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，这就是动 能定理．
(单项选择Ⅱ)关于动能和速度，下列说 法正确的是( )
A．物体的速度发生变化，动能一定发生变化 B．物体的速度发生变化，动能可能不变 C．物体的动能不变，速度一定不变 D．物体的动能发生变化，速度可能不变
(2)重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、 负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态 高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于 零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表 述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的 变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关．
(单项选择Ⅱ)质量为m的小球，用长为l的轻绳 悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢 地移动到Q点，如下图所示，则力F所做的功为( )
(单项选择Ⅱ)( 年作用下，前进5 m后停止， 在这一过程中物体的动能改变了( )
A．10 J
B．25 J
C．50 J
D．100 J
解析：由动能定理ΔEk＝W合＝Wf＝－50 J，即动能改 变了 50 J.
答案：C
点评：(1)本题属于“了解〞中的“简单应用〞层次； (2)熟悉动能定理的解题步骤．
2．对重力势能的理解
(1)重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个 物体谈不上具有重力势能．即：如果没有地球，物体谈不上 有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上 的简称．
重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要 说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零势能 点)．
5．实验结论
重力所做的功WG与物体动能的改变量ΔEk在误 差允许的范围内是相等的．
结论的推广：合外力对物体所做的功等于物体 动能的增量，即：W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，这就是动 能定理．
(单项选择Ⅱ)关于动能和速度，下列说 法正确的是( )
A．物体的速度发生变化，动能一定发生变化 B．物体的速度发生变化，动能可能不变 C．物体的动能不变，速度一定不变 D．物体的动能发生变化，速度可能不变
(2)重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、 负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态 高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于 零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表 述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的 变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关．
动能定理实验(课堂PPT)
热点二 拓展创新实验 预测高考命题视角 视角 1 实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器
如图 5 所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦 力，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面 上相距一定距离 x 的 A、B 两点各安装一个速度传感器，分 别记录小车通过 A、B 时的速度大小，改变钩码的数量，分 别得到对应拉力的功 W 和 Δv2(即 v2A－v2B)，也可验证得到 W ∝Δv2 的结论。
• 答案 (1)50.00 (2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量 M (3)否
• 【变式训练】 • 2．如图7所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定
量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合 外力做功和动能变化的关系”的实验： •
• 图7
• (1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整 垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断 小车是否做________运动。
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匀速运动， 找到木板一个合适的倾角。 • 2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分 的，也就是选小车做匀速运动状态的。 • 3．规格相同：橡皮筋规格相同时，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。
• (3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑 块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是” 或“否”)。
• 解析 (1)两光电门中心之间的距离s＝70.30 cm－20.30 cm ＝50.00 cm。
• (2)由于该实验验证的是动能定理，故还需要知道滑块、 挡光条和拉力传感器的总质量。(3)由于拉力可以通过拉 力传感器的读数直接得到，故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
实验：探究动能定理
小车和钩码质量的数据可算出小车析，由牛顿第二定律得，F ＝M a，同理
对钩码有，m
g－F
＝m
a，联立解得，F
＝M
M ＋m
m
g＝
0.093 N 。
热点三 实验的改进与创新
实验器材及装置 的替换
数据测量的改进 由光电门计算速度 v＝Δdt 测量纸带上各点速度→速度传感器直接显示速度大小
实验四 探究动能定理
误差分析 1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一， 使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。 2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大 也会造成误差。 3.利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不 准带来误差。
注意事项 1.平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜 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 是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。 2.选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀 部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。 3.橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，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。
W/10－3 J 7.35 8.82 10.29 11.76 13.23 14.70
ΔEk/10－3 J 6.39 7.67 8.95 10.23 11.50 12.78
(W－ΔEk)/10－3 0.96 1.15 1.34 1.53 1.73 1.92 J
①实验结果表明，ΔEk总是小于W。你认为这是
点，造成这种情况的原因可能是没__有__平__衡___摩__擦__力_ 、 平_衡__摩__擦__力__不__够___或__平__衡__摩__擦__力__过___度.(写出一条即可)
热点二 数据处理与分析 【例2】(2017·江苏单科，10)利用如图所示的实验 装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的 质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点 计时器的电源为50 Hz的交流电。
对钩码有，m
g－F
＝m
a，联立解得，F
＝M
M ＋m
m
g＝
0.093 N 。
热点三 实验的改进与创新
实验器材及装置 的替换
数据测量的改进 由光电门计算速度 v＝Δdt 测量纸带上各点速度→速度传感器直接显示速度大小
实验四 探究动能定理
误差分析 1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一， 使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。 2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大 也会造成误差。 3.利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不 准带来误差。
注意事项 1.平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜 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 是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。 2.选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀 部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。 3.橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，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。
W/10－3 J 7.35 8.82 10.29 11.76 13.23 14.70
ΔEk/10－3 J 6.39 7.67 8.95 10.23 11.50 12.78
(W－ΔEk)/10－3 0.96 1.15 1.34 1.53 1.73 1.92 J
①实验结果表明，ΔEk总是小于W。你认为这是
点，造成这种情况的原因可能是没__有__平__衡___摩__擦__力_ 、 平_衡__摩__擦__力__不__够___或__平__衡__摩__擦__力__过___度.(写出一条即可)
热点二 数据处理与分析 【例2】(2017·江苏单科，10)利用如图所示的实验 装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的 质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点 计时器的电源为50 Hz的交流电。
实验验证动能定理 ppt课件
问题一：
小车所受到的合外力做的功=？ 小车所受到的合外力 ------F合=T-f ----W合=（T-f）S
能否简化？有什么措施？
措施一：垫高长木板，平衡f 措施二：令M>>m
N
T
f
G
问题二： 小车的动能改变量？
Ek 12MD 2v12MB 2v
回顾旧识
❖ 动能定理：
1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变
W合 = ∆EK 2.表达式： W1+W2+W3+….. = EK2-EK1
F合 Scos1 2m2 2v1 2m12v
3.理论推导动能定理：
牛顿第二定律：F=ma……① 运动学：2aS=V²2-V²1……② 功的计算：W=FS……③实验验证动能定理来自第二章第1节：
动能的改变
实验验证动能定理
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？
你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭
“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
FS12m22v12m12v
知识准备
纸带中某点的瞬时速度如何 计算？（f=50Hz）
求VB =？ VD =？ VG =？
B点为AC的中间时刻
V 根据推论： t 2
v
S t
VB
VAC
SAC 2T
实验与探究：恒力做功与动能改变的关系
一、实验装置
定滑轮
小砂桶或者钩码
打点计时器
二、实验中应测量的物理量
小车所受到的合外力做的功=？ 小车所受到的合外力 ------F合=T-f ----W合=（T-f）S
能否简化？有什么措施？
措施一：垫高长木板，平衡f 措施二：令M>>m
N
T
f
G
问题二： 小车的动能改变量？
Ek 12MD 2v12MB 2v
回顾旧识
❖ 动能定理：
1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变
W合 = ∆EK 2.表达式： W1+W2+W3+….. = EK2-EK1
F合 Scos1 2m2 2v1 2m12v
3.理论推导动能定理：
牛顿第二定律：F=ma……① 运动学：2aS=V²2-V²1……② 功的计算：W=FS……③实验验证动能定理来自第二章第1节：
动能的改变
实验验证动能定理
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？
你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭
“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
FS12m22v12m12v
知识准备
纸带中某点的瞬时速度如何 计算？（f=50Hz）
求VB =？ VD =？ VG =？
B点为AC的中间时刻
V 根据推论： t 2
v
S t
VB
VAC
SAC 2T
实验与探究：恒力做功与动能改变的关系
一、实验装置
定滑轮
小砂桶或者钩码
打点计时器
二、实验中应测量的物理量
动能和动能定理课件(公开课)
速度相同时， 质量越大， 物体的动能 越大
寻找动能的表达式？ 重力做功WG 弹力做功WF ？力做功W 重力势能mgh
1 2 弹性势能 kl 2
动能表达式？
物 体 动 能 的 表 达 式 如 何 确 定
尝试推理
对一定质量的物体
Ek
v
a
F合
请同学们推导出F做功的表达式
结 果 与 思 考
推导结果：
1 2 1 2 W mv2 mv1 2 2
初态和末态的表 1 2 mv ”， 达式均为“ 2 1 2 mv 这个“ ”代表什 2 么？
1、表达式 2、单位：焦耳 3、标量
1 2 EK mv 2
1kg· m2/s2=1N· m=1J
4、状态量，具有相对性
1 1 2 2 W mv2 mv1 2 2
k0
k1
k2
……
w1
w2
w3
wn
1 2 1 2 w1 mv1 mv0 2 2
……
w总 =w1 w 2 w n
1 2 1 2 w2 mv2 mv1 2 2 1 2 1 2 wn mvn mvn 1 2 2
1 2 1 2 mvn mv0 Ek末 -Ek初 2 2
B
定理为我们提供了计算功（往往是变力做功）的一 种新方法，即把变力做功的问题转化为研究过程中 的动能变化。
我们已经知道了： 动能的表达式 1．推导过程 2．动能的表达式 3．动能的单位和标矢性 1 2 mv 4．Ek=
2
动能定理 1．内容：合力在一个过程中对物体所做的 功，等于物体在这个过程中动能的变化． 2．公式表示；W合＝EK2-EK1 3．例题分析得出动能定理的解题步骤
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丙
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
通 过 图 象可 得 到 的结 论 是 ___________________________ 合外力对物体做的功等于 物体动能的变化量 ， ___________________ 0.111 kg.(保 (4) 若图线的斜率 k＝18，则小车的质量 M＝______
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
2. 利用图象探究物理量间的关系 (1) 利用图象探究物理量间的关系时，首先确定横、纵坐标 轴对应的物理量及单位．
(2) 根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度．
(3) 认真描写各坐标点． (4) 先作个Wv草图，大致判断两个量可能是什么关系. 如果 认为可能是 W∝v2 ，对于每一个速度值算出它的二次方，然后 以 W 为纵坐标、 v2 为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
5. 注意事项 (1) 平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜 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匀速运动，找到木
板一个合适的倾角．
(2) 测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选 小车做匀速运动状态时对应的点． (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．
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
基础梳理
1. 实验目的 (1) 通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．
(2) 通过分析实验数据，总结出做功与物体速度的________ 平方
成正比例关系．
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
(4) 小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
6. 误差分析
橡皮筋的长度、粗细不一 ，使橡 (1) 误差的主要来源是__________________________
皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．
(2) 没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．
乙
丙
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
(2) 下列情况中可减小实验误差的操作是 ________ BC ． (填选
项前的字母，可能不止一个选项)
A. 使拉力F要远小于小车的重力 B. 实验时要先平衡摩擦力 C. 要使细绳与滑板表面平行
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
高考总复习 一轮复习导学案 · 物理
自主学习 考点突破 随堂验收
第六章 机械能守恒定律
典题演示 2 (2016· 河南开封三模 ) 传感器是一种将非电学 量转换成电信号的检测装置．它是实现自动检测和自动控制的 首要环节．某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进 一步探究变力作用下的动能定理．如图甲所示，他们用力传感 器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力 F ；用位 移传感器测出小车的位移s和瞬时速度．已知小车质量为200 g.
合适的倾角．
(2) 静止释放：由静止释放小车，小车的动能增量等于小车 的末动能．
(3) 选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分
的，也就是选小车做匀速运动状态的． (4) 规格相同：橡皮筋规格相同时，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．
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第六章 机械能守恒定律
(4) 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，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度
v2，将数据记入表格．
(5) 用3条、4条„橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速 度，记入表格．
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实验四：探究动能定理
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自主能守恒定律
自 主 学 习
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第六章 机械能守恒定律
考纲解读
1. 理解探究动能定理的实验原理．
2. 掌握探究动能定理的数据处理方法． 3. 会分析探究动能定理的实验误差．
(1) 按图所示将实验仪器安装好．
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第六章 机械能守恒定律
(2) 平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一 块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，纸 间距均匀 ，即小车能匀速运动为止． 带打出的点__________ (3) 先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车 获得的速度 v1，设此时橡皮筋对小车做的功为 W1，将这一组数 据记入表格．
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第六章 机械能守恒定律
(3) 合外力对物体做的功等于物体动能的变化量． 1 (4) 由动能定理可得 W＝ M·Δv2，由此可知图象的斜率为 k 2 Δv2 2 2 ＝ W ＝M，由此可求出小车的质量为 m＝k.代入数据可求出小 2 2 车的质量为 M＝k＝ kg＝0.111 kg. 18
(3) 利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误 差．
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考 点 突 破
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第六章 机械能守恒定律
实验原理与操作
1. 实验原理的理解
(1) 为使细线的拉力作为小车的合外力，本实验必须平衡小
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2. 实验原理 (1) 不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确 定对小车做功W、2W、3W、„ (2) 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，就得到若干组功和速度的数据．
(3) 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速 度 v 、 v2„为横坐标，作出 Wv 、 Wv2„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的速度的定量关系．
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第六章 机械能守恒定律
② 给小车挂上钩码进行实验．图乙是从多次实验中选出的 一条纸带置于一透明刻度尺上．在纸带上选择起始点 O 及 A 、
B、C、D、E和F七个计数点，可获得各计数点到O的距离s，由
5.03～5.05(在这个范围内都对) 图 乙 读 得 O 到 C 点 的 位 移 为 s3 ＝ __________________________ cm.
2. 1.22 ________m/s
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(3) 计算出打点计时器打下A、B、„、E时小车瞬时速度的 平 方 v 、 „ 、 v ， 然 后 分 别 求 出 v 、 „ 、 v 与 v 的 差 值 Δv 、 Δv、„、Δv，最后计算出小车通过sAB、sBC、„、sDE的位移时 钩码重力对小车做的功 W1 、 W2 、„、 W4 ，最后得到了如图丙 所示的Δv2W图象．
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3. 实验器材 小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁 钉 ) 、打点计时器及纸带、学生电源及导线 ( 使用电火花计时器 刻度尺 时不用学生电源)、5～6条相同的橡皮筋、________.
4. 实验步骤
车的摩擦力． (2) 平衡摩擦力时，轻推小车，只要纸带上点间距相等，小 车做匀速运动即可完成．
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2. 实验操作的注意事项 (1) 平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下 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匀速运动，找到木板一个
条直线，说明两者关系真的就是W∝v2.
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3. 减小误差的方法 类型 偶然 产生原因 小车速度的测量误差 摩擦力做功 橡皮筋的长度、粗细 不一 减小方法 多次测量s，求平均值 平衡摩擦力适当 选规格相同的橡皮筋
误差
系统 误差
甲
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第六章 机械能守恒定律
(1) 某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速 度v随位移 s变化规律如图丙所示．利用所得的 Fs 图象，求出s ＝0.30 m到0.52 m过程中力F做功W＝________J ，此过程动能 0.18 的变化ΔEk＝________J ．(保留两位有效数字) 0.17
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第六章 机械能守恒定律
【解析】(1) 利用所得的 Fs 图象， 求出 s＝0.30 m 到 0.52 m 1.00＋0.60×0.22 过程中力 F 做功 W＝ J＝0.18 J；此过程动能 2 1 的变化 ΔEk＝ ×0.2×(1.24)2 J＝0.17 J．(2) 实验时要先平衡摩 2 擦力和使细绳与滑板表面平行可以减少实验误差， 故 B、 C 正确， 不需要满足拉力 F 要远小于小车的重力，故 A 错误．