2017高考物理《探究做功與物體速度變化的關(guān)系》材料分析

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1、2017高考物理《探究做功與物體速度變化的關(guān)系》材料分析2017高考物理《探究做功與物體速度變化的關(guān)系》材料分析實(shí)驗(yàn)7　探究做功與物體速度變化的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)通過實(shí)驗(yàn)探究合外力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系．(2)鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶上各點(diǎn)速度的測量方法和用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．2．實(shí)驗(yàn)原理(1)不是直接測量對小車做的功，而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做的功0、20、30…(2)由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出，也可以用其他方法測出．這樣，進(jìn)行若干次測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)．(3

2、)作出&sh;v和&sh;v2圖線，分析圖線，可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的關(guān)系．3．實(shí)驗(yàn)器材小車(前面帶小鉤)、長木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶ΨQ位置釘兩個(gè)鐵釘)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電及導(dǎo)線(使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電)、～6條等長的橡皮筋、刻度尺等．4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按如圖1所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)平衡摩擦力．圖1(2)先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對小車做的功為0，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．(3)用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的

3、功為20，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格．(4)用3條、4條…橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和速度，將數(shù)據(jù)記入表格．1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)測量小車的速度：圖2實(shí)驗(yàn)獲得如圖2所示的紙帶，為探究橡皮筋做功和小車速度的關(guān)系，需要測量做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動的速度，應(yīng)在紙帶上測量的物理量是(用字母表示)：A1、A2間的距離x，小車速度的表達(dá)式是(用測量的物理量表示)v＝(T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔)．(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄橡皮筋條數(shù)位移x/時(shí)間t/s速度v/(·s－1)速度的平方v2/(2·s－2)(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分

4、析：在坐標(biāo)紙上畫出&sh;v和&sh;v2圖線(“”以一條橡皮筋做的功為單位)．圖3(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度的關(guān)系：∝v22．注意事項(xiàng)(1)平衡摩擦力：本實(shí)驗(yàn)中為排除摩擦力的影響，讓橡皮筋做的功成為合外力做的功，可采用將木板一端墊高的方法，使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響．若不掛橡皮筋時(shí)，輕推一下小車，觀察到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上點(diǎn)跡均勻，則說明已平衡掉摩擦力．(2)測小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分，因?yàn)檫@一段是橡皮筋對小車做功結(jié)束時(shí)的情形．(3)橡皮筋的規(guī)格應(yīng)一樣，橡皮筋對小車做的功以

5、一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值，用2條、3條…橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長的長度都應(yīng)保持一致．(4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些．3．誤差分析(1)誤差的主要是橡皮筋的長度、粗細(xì)不一致，使橡皮筋做功與橡皮筋條數(shù)不成正比．(2)沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大也會造成誤差．(3)利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車速度時(shí)，測量不準(zhǔn)確會帶誤差．1．[實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作]如圖4所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(　　)圖4A．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，長木板應(yīng)水平放置B

6、．實(shí)驗(yàn)中需要算出橡皮筋做功的具體數(shù)值．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加D．小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后，小車做勻速運(yùn)動　[為使橡皮筋做的功作為合力的功，必須平衡摩擦力，故A錯；本實(shí)驗(yàn)用的整數(shù)倍進(jìn)行研究，故B錯，正確；橡皮筋的力是變力，小車在橡皮筋拉力作用下做的不是勻加速直線運(yùn)動，故D錯．]2．[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析]某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置研究有關(guān)做功的問題．圖(1)如圖甲所示，在保持>7條下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，在控制小車質(zhì)量不變的

7、情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電，再放開紙帶，已知交流電的頻率為0Hz圖乙是在＝100g、＝1g情況下打出的一條紙帶，為起點(diǎn)，A、B、為過程中3個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打B點(diǎn)時(shí)小車的動能E＝________，從開始運(yùn)動到打B點(diǎn)時(shí)，繩的拉力對小車做的功＝________．(保留2位有效數(shù)字，g取98/s2)(2)在第(1)問中，繩的拉力對小車做的功大于小車獲得的動能E，請你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：_________________________________

8、________________________(寫出一種即可)【解析】　(1)小車拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，B為A的中間時(shí)刻，由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可得vB＝A＝，其中xA＝－A＝199，T＝×002s＝01s，代入可求得vB＝0997/s，所以