探究动能定理实验五.ppt

探究动能定理实验五本节目录本节目录基基础础理理论论储储备备知知能能优优化化演演练练创创新新实实验验评评析析经经典典例例题题展展示示目录目录基础理论储备基础理论储备实验实验目的目的1通通过实验过实验探究外力探究外力对对物体做功与物体速度的关系物体做功与物体速度的关系2通通过实验过实验数据分析，数据分析，总结总结出做功与物体速度平方的正比出做功与物体速度平方的正比关系关系目录目录实验实验原理原理探究加速度探究加速度a与力与力F及及质质量量M的关系的关系时时，应应用的基本方法是用的基本方法是控制控制变变量法，即先控制一个参量量法，即先控制一个参量小小车车的的质质量量M不不变变，讨论讨论加速度加速度a与力与力F的关系，再控制砝的关系，再控制砝码码和小和小盘盘的的质质量不量不变变,即力即力F不不变变，改，改变变小小车质车质量量M，讨论讨论加速度加速度a与与M的关系的关系甲甲目录目录实验实验器材器材小小车车(前面前面带带小小钩钩)、100 g200 g砝砝码码、长长木板，两木板，两侧侧适适当的当的对对称位置称位置钉钉两个两个铁钉铁钉、打点、打点计时计时器及器及纸带纸带、学生、学生电电源及源及导线导线(使用使用电电火花火花计时计时器不用学生器不用学生电电源源)、56条相同条相同规规格的橡皮筋、刻度尺格的橡皮筋、刻度尺目录目录实验实验步步骤骤1按上按上图图所示将所示将实验仪实验仪器安装好器安装好2平衡摩擦力：在平衡摩擦力：在长长木板的有打点木板的有打点计时计时器的一端下面器的一端下面垫垫一一块块木板，反复移木板，反复移动动木板的位置，直至小木板的位置，直至小车车上不挂橡皮筋上不挂橡皮筋时时,纸带纸带打出的点打出的点间间距均匀，即小距均匀，即小车车能匀速运能匀速运动为动为止止3先用先用1条橡皮筋做条橡皮筋做实验实验，用打点，用打点计时计时器和器和纸带测纸带测出小出小车车获获得的速度得的速度v1，设设此此时时橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功做的功为为W，将，将这这一一组组数据数据记记入表格入表格目录目录4用用2条橡皮筋做条橡皮筋做实验实验，实验实验中橡皮筋拉伸的中橡皮筋拉伸的长长度与第一次度与第一次相同，相同，这时这时橡皮筋橡皮筋对对小小车车做的功做的功为为2W，测测出小出小车获车获得的速得的速度度v2，将数据，将数据记记入表格入表格5用用3条、条、4条条橡皮筋做橡皮筋做实验实验，用同，用同样样的方法的方法测测出功和出功和速度，速度，记记入表格入表格目录目录数据数据处处理理1求求小小车车的的速速度度：利利用用纸纸带带上上点点迹迹均均匀匀的的一一段段测测出出两两点点间间的距离的距离s，则则v (其中其中T为为打点周期打点周期)2实验实验数据数据记录记录橡皮筋橡皮筋条数条数位移位移s/m 时间时间t/s 速度速度v/(ms1)速度平方速度平方v2/(m2s2)目录目录3.在在坐坐标标纸纸上上(如如图图乙乙)画画出出Wv和和Wv2图图线线(“W”以以一一根根橡皮筋做的功橡皮筋做的功为单为单位位)乙乙4实验结论实验结论：从从图图象可知功与物体速度象可知功与物体速度变变化的关系化的关系Wv2.目录目录误误差分析差分析1误误差差的的主主要要来来源源是是橡橡皮皮筋筋的的长长度度、粗粗细细不不一一，使使橡橡皮皮筋筋的拉力做功的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比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没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾时倾角角过过大也会造成大也会造成误误差差3.利用打上点的利用打上点的纸带计纸带计算小算小车车的速度的速度时时,测测量不准量不准带带来来误误差差.目录目录注意事注意事项项1平衡摩擦力很关平衡摩擦力很关键键，将木板一端，将木板一端垫垫高，使小高，使小车车重力沿斜重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻轻推小推小车车，由打点，由打点计时计时器打在器打在纸带纸带上的点的均匀程度判断小上的点的均匀程度判断小车车是否匀速运是否匀速运动动,找到木板一个合适的找到木板一个合适的倾倾角角2测测小小车车速度速度时时，纸带纸带上的点上的点应选应选均匀部分的，也就是均匀部分的，也就是选选小小车车做匀速运做匀速运动动的部分的部分3橡皮筋橡皮筋应选规应选规格一格一样样的力的力对对小小车车做的功以一条橡皮筋做的功以一条橡皮筋做的功做的功为单为单位即可，不必位即可，不必计计算出具体数算出具体数值值4小小车质车质量量应应大一些，使大一些，使纸带纸带上打的点多一些上打的点多一些目录目录拓展拓展创创新新1.本本实验实验中物体运中物体运动动速度可以使用速度速度可以使用速度传传感器直接采集感器直接采集,比比用打点用打点计时计时器方便快捷且器方便快捷且误误差差较较小小;小小车车受到的外力也可以受到的外力也可以用拉力用拉力传传感器采集以便于直接感器采集以便于直接计计算出合外力做功的大小算出合外力做功的大小.2.可以把可以把长长木板木板换换成气成气垫导轨垫导轨,省略平衡摩擦力的操作步省略平衡摩擦力的操作步骤骤,达到达到简简化化实验过实验过程、提高程、提高实验实验精度的目的精度的目的目录目录考点考点1对实验对实验原理的理解原理的理解 “探探究究动动能能定定理理”的的实实验验装装置置如如图图甲甲所所示示,当当小小车车在在两两条条橡橡皮皮筋筋作作用用下下弹弹出出时时,橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功记记为为W0.当当用用4条条、6条条、8条条完完全全相相同同的的橡橡皮皮筋筋并并在在一一起起进进行行第第2次次、第第3次次、第第4次次实实验验时时，橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功记记为为2W0、3W0、4W0，每每次次实实验验中中由由静静止止弹弹出出的的小小车车获获得得的的最最大大速速度度可可由由打点打点计时计时器所打的器所打的纸带测纸带测出出甲甲经典例题展示经典例题展示例例例例1 1目录目录目录目录(2)图图乙乙给给出出了了某某次次在在正正确确操操作作情情况况下下打打出出的的纸纸带带，从从中中截截取取了了测测量量物物体体最最大大速速度度所所用用的的一一段段纸纸带带,测测得得O点点到到A、B、C、D、E各各点点的的距距离离分分别别为为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已已知知相相邻邻两两点点打打点点时时间间间间隔隔为为0.02 s，则则小小车车获获得得的的最最大大速速度度vm_ m/s.乙乙目录目录【答案答案】(1)ACD(2)0.82目录目录考点考点2实验实验数据的数据的处处理理 如如图图甲甲所所示示,是是某某研研究究性性学学习习小小组组做做探探究究“橡橡皮皮筋筋做做功功和和物物体体速速度度变变化化的的关关系系”的的实实验验,图图中中是是小小车车在在一一条条橡橡皮皮筋筋作作用用下下弹弹出出,沿沿木木板板滑滑行行的的情情形形这这时时,橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功记记为为W.当当我我们们把把2条条、3条条完完全全相相同同的的橡橡皮皮筋筋并并在在一一起起进进行行第第2次次、第第3次次实实验验时时,每每次次橡橡皮皮筋筋都都拉拉伸伸到到同同一一位位置置释释放放.小小车车每次每次实验实验中中获获得的速度由打点得的速度由打点计时计时器所打点的器所打点的纸带测纸带测出出甲甲例例例例2 2目录目录(1)除了除了图图中的已中的已给给出的出的实验实验器材外，器材外，还还需要的器材有需要的器材有_(2)平衡摩擦后，每次平衡摩擦后，每次实验实验得到的得到的纸带纸带上的点并不都是均匀上的点并不都是均匀的，的，为为了了测测量小量小车获车获得的速度，得的速度，应选应选用用纸带纸带的的_部分部分进进行行测测量；量；(3)下面是本下面是本实验实验的数据的数据记录记录表，表，请请将第将第2次、第次、第3次次实实验验中橡皮筋做的功填写在中橡皮筋做的功填写在对应对应的位置；的位置；目录目录目录目录(4)从从理理论论上上讲讲，橡橡皮皮筋筋做做的的功功Wn和和物物体体速速度度vn变变化化的的关关系系应应是是Wn_，请请你你根根据据表表中中测测定定的的数数据据在在如如图图乙乙所所示的坐示的坐标标系中作出相系中作出相应应的的图图象象验证验证理理论论的正确性的正确性乙乙目录目录目录目录创新实验评析创新实验评析目录目录目录目录【答案答案】(1)见见解析解析(2)A(3)不会不会目录目录【名名师师点点评评】本本实验实验的的创创新点有：新点有：(1)实验实验器材器材创创新新用速度用速度传传感器感器测测速度；速度；(2)改改变变做功多少的做功多少的创创新新通通过过改改变变做功位移来改做功位移来改变变做功做功多少；多少；(3)做做功功的的力力的的特特点点创创新新本本实实验验做做功功的的力力为为恒恒力力，且且不不需平衡摩擦需平衡摩擦目录目录知能优化演练知能优化演练目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放目录目录第第5章曲线运动章曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天目录目录2014高考高考导导航航考考纲纲展示展示热热点点视视角角1.运运动动的合成与分解的合成与分解2.抛体运抛体运动动 3.匀速匀速圆圆周运周运动动、角速度、角速度、线线速度、向心加速度速度、向心加速度 4.匀速匀速圆圆周运周运动动的向心力的向心力 5.离心离心现现象象 6.万有引力定律及其万有引力定律及其应应用用 7.环绕环绕速度速度 8.第二宇宙速度和第三宇宙速第二宇宙速度和第三宇宙速度度 9.经经典典时时空空观观和相和相对论时对论时空空观观 说说明：斜抛运明：斜抛运动动只作定性分析只作定性分析1.平抛运平抛运动动的的规规律及其研究方法，律及其研究方法，圆圆周运周运动动的角速度、的角速度、线线速度和向心加速度和向心加速度等重要概念，特速度等重要概念，特别别是匀速是匀速圆圆周周运运动动的的动动力学特点，是高考的力学特点，是高考的热热点点之一，且多数是与之一，且多数是与电场电场力、洛力、洛伦兹伦兹力力联联系起来系起来综综合考合考查查2.竖竖直平面内的直平面内的圆圆周运周运动动也是高考的也是高考的热热点，点，该类题该类题型主要型主要综综合考合考查查牛牛顿顿第二定律和机械能守恒定律或能量第二定律和机械能守恒定律或能量守恒定律知守恒定律知识识3.天体运天体运动动、人造、人造卫卫星的考星的考查频查频率很率很高，主要高，主要综综合考合考查查万有引力定律和万有引力定律和圆圆周运周运动动经经常常结结合航天技合航天技术术、人、人造地球造地球卫卫星等星等现现代科技的重要代科技的重要领领域域进进行命行命题题.目录目录第第1讲讲曲曲线线运运动动运运动动的合成与分解的合成与分解目录目录本节目录本节目录基基础础再再现现对对点点自自测测知知能能演演练练轻轻巧巧夺夺冠冠考考点点探探究究讲讲练练互互动动技技法法提提炼炼思思维维升升华华要要点点透透析析直直击击高高考考目录目录基础再现对点自测基础再现对点自测知知识识清清单单一、曲一、曲线线运运动动1运运动动特点特点(1)速速度度方方向向：质质点点在在某某点点的的速速度度，沿沿曲曲线线上上该该点点的的_方向方向(2)运运动动性性质质：做做曲曲线线运运动动的的物物体体,速速度度的的_时时刻刻改改变变，所以曲所以曲线线运运动动一定是一定是变变速运速运动动，即必然具有，即必然具有_切切线线方向方向加速度加速度目录目录特特别别提提示示：曲曲线线运运动动一一定定是是变变速速运运动动，变变速速运运动动不不一一定定是是曲曲线线运运动动合力合力加速度加速度实际实际效果效果正交分解正交分解目录目录3运算法运算法则则位位移移、速速度度、加加速速度度都都是是矢矢量量，故故它它们们的的合合成成与与分分解解都都遵遵循循_定定则则4合运合运动动和分运和分运动动的关系的关系(1)等等时时性：合运性：合运动动与分运与分运动经历动经历的的时间时间_(2)独独立立性性：一一个个物物体体同同时时参参与与几几个个分分运运动动时时，各各分分运运动动独独立立进进行，不受其他分运行，不受其他分运动动的影响的影响(3)等效性：各分运等效性：各分运动动叠加起来与合运叠加起来与合运动动有完全相同的效果有完全相同的效果.平行四平行四边边形形相等相等目录目录热热身体身体验验11.下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是()A做曲做曲线线运运动动的物体，其加速度一定是的物体，其加速度一定是变变化的化的B做曲做曲线线运运动动的物体，所受合力方向与加速度方向不同的物体，所受合力方向与加速度方向不同C物物体体所所受受合合力力方方向向与与运运动动方方向向相相同同，该该物物体体一一定定做做直直线线运运动动D物物体体运运动动的的速速率率在在增增加加，所所受受合合力力方方向向一一定定与与运运动动方方向相同向相同目录目录12.质质点点做做曲曲线线运运动动，从从A到到B速速率率逐逐渐渐增增加加，如如图图所所示示,有有四四位位同同学学用用示示意意图图表表示示A到到B的的轨轨迹迹及及速速度度方方向向和和加加速速度度的方向，其中正确的是的方向，其中正确的是()目录目录21.(2013茂茂名名模模拟拟)关关于于运运动动的的合合成成，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A合运合运动动的速度一定比每一个分运的速度一定比每一个分运动动的速度大的速度大B两个分运两个分运动动的的时间时间一定与它一定与它们们合运合运动动的的时间时间相等相等C只要两个分运只要两个分运动动是直是直线线运运动动，合运，合运动动一定是直一定是直线线运运动动D两个匀两个匀变变速直速直线线运运动动的合运的合运动动一定是匀一定是匀变变速直速直线线运运动动22.假假设设空中的雨滴从静止开始下落，遇到水平方向吹来空中的雨滴从静止开始下落，遇到水平方向吹来的的风风，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是()A风风速越大，雨滴下落的速越大，雨滴下落的时间时间越越长长B风风速越大，雨滴下落速越大，雨滴下落时间时间越短越短C风风速越大，雨滴着地速越大，雨滴着地时时的速度越大的速度越大D雨滴着地速度与雨滴着地速度与风风速无关速无关目录目录热热身体身体验验答案与解析答案与解析目录目录一、曲一、曲线线运运动动的合力、的合力、轨轨迹、速度之迹、速度之间间的关系的关系1合力方向与合力方向与轨轨迹的关系迹的关系物物体体做做曲曲线线运运动动的的轨轨迹迹一一定定夹夹在在合合力力方方向向和和速速度度方方向向之之间间，速度方向与速度方向与轨轨迹相切，合力方向指向迹相切，合力方向指向轨轨迹的迹的“凹凹”侧侧2速率速率变变化情况判断化情况判断(1)当合力方向与速度方向的当合力方向与速度方向的夹夹角角为锐为锐角角时时,物体的速率增大；物体的速率增大；(2)当合力方向与速度方向的当合力方向与速度方向的夹夹角角为钝为钝角角时时,物体的速率减小；物体的速率减小；(3)当合力方向与速度方向垂直当合力方向与速度方向垂直时时，物体的速率不，物体的速率不变变要点透析直击高考要点透析直击高考目录目录即即时应时应用用1如如图图所示所示为质为质点做匀点做匀变变速曲速曲线线运运动轨动轨迹的示意迹的示意图图，且，且质质点运点运动动到到D点点时时速度方向与加速度方向恰好互相垂速度方向与加速度方向恰好互相垂直，直，则质则质点从点从A点运点运动动到到E点的点的过过程中，下列程中，下列说说法中正确的法中正确的是是()A质质点点经过经过C点的速率比点的速率比D点的大点的大B.质质点点经过经过A点点时时的加速度方向与速度方向的的加速度方向与速度方向的夹夹角小于角小于90C质质点点经过经过D点点时时的加速度比的加速度比B点的大点的大D质质点从点从B到到E的的过过程中加速度方向与速度方向的程中加速度方向与速度方向的夹夹角先角先增大后减小增大后减小目录目录解解析析：选选A.通通过过D点点时时，合合力力与与速速度度方方向向垂垂直直，由由题题图图可可知知，从从A到到D过过程程中中，合合力力与与速速度度方方向向夹夹角角大大于于90，从从D到到E的的过过程程中中，合合力力与与速速度度方方向向夹夹角角小小于于90，故故质质点点从从ADE的的过过程程中中，速速率率先先减减小小后后增增大大,A对对，B、C、D均均错错目录目录目录目录目录目录即即时应时应用用2如如图图所示的直角三角板所示的直角三角板紧贴紧贴在固定的刻度尺上在固定的刻度尺上方，使三角板沿刻度尺水平向右匀速运方，使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动动的同的同时时，一支，一支铅铅笔从三角板直角笔从三角板直角边边的最下端由静止开始沿此的最下端由静止开始沿此边边向上做匀加向上做匀加速直速直线线运运动动下列关于下列关于铅铅笔笔尖的运笔笔尖的运动动及其所留下的痕迹及其所留下的痕迹的判断中正确的有的判断中正确的有()笔尖留下的痕迹是一条抛物笔尖留下的痕迹是一条抛物线线笔尖留下的痕迹是一条笔尖留下的痕迹是一条倾倾斜的直斜的直线线在运在运动过动过程中，笔尖运程中，笔尖运动动的速度方向始的速度方向始终终保持不保持不变变在运在运动过动过程中，笔尖运程中，笔尖运动动的加速度方向始的加速度方向始终终不不变变ABC D目录目录解解析析：选选C.以以笔笔尖尖初初始始位位置置为为坐坐标标原原点点，沿沿刻刻度度尺尺方方向向建建立立x轴轴，沿沿垂垂直直刻刻度度尺尺方方向向建建立立y轴轴,此此运运动动为为类类平平抛抛运运动动,利用运利用运动动的合成与分解可知，的合成与分解可知，正确正确目录目录考点探究讲练互动考点探究讲练互动例例例例1 1目录目录【答案答案】A【方方法法总总结结】判判断断运运动动轨轨迹迹，看看速速度度与与合合力力方方向向是是否否在一条直在一条直线线上，判断运上，判断运动动性性质质，看加速度是否，看加速度是否变变化化目录目录考点考点2“关关联联”速度的求解速度的求解 A、B两两物物体体通通过过一一根根跨跨过过定定滑滑轮轮的的轻轻绳绳相相连连放放在在水水平平面面上上，现现物物体体A以以v1的的速速度度向向右右匀匀速速运运动动，当当绳绳被被拉拉成成与与水水平平面面夹夹角角分分别别为为、时时，如如图图所所示示物物体体B的的运运动动速速度度vB为为(绳绳始始终终有拉力有拉力)()Av1sin/sinBv1cos/sinCv1sin/cos Dv1cos/cos例例例例2 2目录目录【思路点思路点拨拨】解答本解答本题时题时要注意两点：要注意两点：(1)A、B两物体的两物体的实际实际运运动动是它是它们们各自的合运各自的合运动动；(2)A、B两物体沿两物体沿绳绳方向的分速度相等方向的分速度相等目录目录【答案答案】D【名名师师归归纳纳】绳绳、杆杆等等长长度度不不变变的的物物体体，两两端端点点的的速速度度关系：关系：(1)两端点都沿着两端点都沿着绳绳(杆杆)运运动时动时，两端点速度相等；，两端点速度相等；(2)当两端点不沿当两端点不沿绳绳(杆杆)运运动时动时,沿沿绳绳(杆杆)方向的分速度相等方向的分速度相等.目录目录思思维维建模建模小船渡河模型小船渡河模型【范范例例】(12分分)河河宽宽l300 m，水水速速u1 m/s，船船在在静静水水中中的的速速度度v3 m/s，欲欲分分别别按按下下列列要要求求过过河河时时，船船头头应应与与河河岸成多大角度？岸成多大角度？过过河河时间时间是多少？是多少？(1)以最短以最短时间过时间过河；河；(2)以最小位移以最小位移过过河；河；(3)到达正到达正对对岸上游岸上游100 m处处技法提炼思维升华技法提炼思维升华目录目录建模点建模点拨拨(1)渡渡河河时时间间由由垂垂直直于于河河岸岸的的速速度度大大小小决决定定，故故欲欲要要渡渡河河时时间间最短，只有船最短，只有船头头正正对对河岸河岸(2)由于由于vu，合速度的方向可以垂直河岸，位移最小，合速度的方向可以垂直河岸，位移最小(3)合速度方向指向合速度方向指向对对岸上游岸上游100 m处处即可即可目录目录目录目录(3)设设船船头头与上游河岸与上游河岸夹夹角角为为，则则有有(vcosu)tx(2分分)vtsinl(2分分)两式两式联联立得：立得：53，t125 s(1分分)【答案答案】见见答答题题模板模板目录目录目录目录目录目录知能演练轻巧夺冠知能演练轻巧夺冠目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放