据处理及误差分析典例如图所示，是研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化关系”实验，图中是小车在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。当我们把条条„„完全相同橡皮筋并在起进行第次第次„„实验时，每次橡皮筋都拉伸到同位置释放。小车每次实验中获得速度由打点计时器所打点纸带测出。除了图中已给出实验器材，还需要器材有平衡摩擦后，每次实验得到纸带上点并不都是均匀，为了测量小车获得速度，应选用纸带部分进行测量下面是本实验数据记录表，请将第次第次„„实验中橡皮筋做功填写在对应位置刻度尺点距均匀答案从理论上讲，橡皮筋做功和物体速度变化关系应是∝，请你根据表中测定数据在如图所示坐标系中作出相应图象验证理论正确性利用图象法处理实验数据，未来高考可能还会涉及，且可能向原理创新方法拓展方向发展，难度相对较低。复习本实验时应掌握以下几点种方法数据处理方法种思维倍数思维，几根橡皮筋就是根橡皮筋做功几倍种操作打点计时器使用操作方法，平衡摩擦力操作命题法实验原理与操作典例如图甲所示，组同学借用“探究与之间定量关系”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关系”实验为达到平衡阻力目，取下细绳和托盘，通过调节垫片位置，改变长木板倾斜程度，根据打出纸带判断小车是否做运动。匀速直线连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示纸带。纸带上为小车运动起始时刻所打点，选取时间间隔为相邻计数点。实验时小车所受拉力为，小车质量为。请计算小车所受合外力做功和小车动能变化，补填表中空格结果保留至小数点后第四位。分析上述数据可知在实验误差允许范围内，与理论推导结果致。实验前已测得托盘质量为，实验时该组同学放入托盘中砝码质量应为取，结果保留至小数点后第三位。解析为保证拉力等于小车受到合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，使小车做匀速直线运动。拉力做功为，点瞬时速度为，故点动能为。托盘和砝码整体受重力和拉力，从到过程运用动能定理有，代入数据解得。解题法解决“探究动能定理”实验时注意以下几点正确理解实验原理，不同实验方法测量量不同，但均是对比外力做功与动能变化数值。要善于将类似实验方法进行迁移，如本实验中“将钩码重力做功当作细绳拉力做功”与验证牛顿第二定律中钩码重力拉力类似。命题法实验数据处理及误差分析典例如图所示，是研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化关系”实验，图中是小车在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。当我们把条条„„完全相同橡皮筋并在起进行第次第次„„实验时，每次橡皮筋都拉伸到同位置释放。小车每次实验中获得速度由打点计时器所打点纸带测出。除了图中已给出实验器材，还需要器材有平衡摩擦后，每次实验得到纸带上点并不都是均匀，为了测量小车获得速度，应选用纸带部分进行测量下面是本实验数据记录表，请将第次第次„„实验中橡皮筋做功填写在对应位置刻度尺点距均匀答案从理论上讲，橡皮筋做功和物体速度变化关系应是∝，请你根据表中测定数据在如图所示坐标系中作出相应图象验证理论正确性，而最容易想到是和关系，但得到图象无法下结论，故再作图象，进而得出结论。本实验中物体初速度为零。四实验改进本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小。可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力操作步骤，达到简化实验过程目。撬法命题法解题法考法综述本实验属高考相对冷点，但因涉及利用图象法处理实验数据，未来高考可能还会涉及，且可能向原理创新方法拓展方向发展，难度相对较低。复习本实验时应掌握以下几点种方法数据处理方法种思维倍数思维，几根橡皮筋就是根橡皮筋做功几倍种操作打点计时器使用操作方法，平衡摩擦力操作命题法实验原理与操作典例如图甲所示，组同学借用“探究与之间定量关系”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关系”实验为达到平衡阻力目，取下细绳和托盘，通过调节垫片位置，改变长木板倾斜程度，根据打出纸带判断小车是否做运动。匀速直线连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示纸带。纸带上为小车运动起始时刻所打点，选取时间间隔为相邻计数点。实验时小车所受拉力为，小车质量为。请计算小车所受合外力做功和小车动能变化，补填表中空格结果保留至小数点后第四位。分析上述数据可知在实验误差允许范围内，与理论推导结果致。实验前已测得托盘质量为，实验时该组同学放入托盘中砝码质量应为取，结果保留至小数点后第三位。解析为保证拉力等于小车受到合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，使小车做匀速直线运动。拉力做功为，点瞬时速度为，故点动能为。托盘和砝码整体受重力和拉力，从到过程运用动能定理有，代入数据解得。解题法解决“探究动能定理”实验时注意以下几点正确理解实验原理，不同实验方法测量量不同，但均是对比外力做功与动能变化数值。要善于将类似实验方法进行迁移，如本实验中“将钩码重力做功当作细绳拉力做功”与验证牛顿第二定律中钩码重力拉力类似。命题法实验数据处理及误差分析典例如图所示，是研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化关系”实验，图中是小车在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。当我们把条条„„完全相同橡皮筋并在起进行第次第次„„实验时，每次橡皮筋都拉伸到同位置释放。小车每次实验中获得速度由打点计时器所打点纸带测出。除了图中已给出实验器材，还需要器材有平衡摩擦后，每次实验得到纸带上点并不都是均匀，为了测量小车获得速度，应选用纸带部分进行测量下面是本实验数据记录表，请将第次第次„„实验中橡皮筋做功填写在对应位置刻度尺点距均匀答案从理论上讲，橡皮筋做功和物体速度变化关系应是∝，请你根据表中测定数据在如图所示坐标系中作出相应图象验证理论正确性。答案如下图解析计算小车速度需要测量纸带上点距离，要用刻度尺。小车匀速运动时，纸带上点间隔均匀。橡皮筋每增加条，对小车做功就增加。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图象见答案。解题法利用图象探究物理量间关系利用图象探究物理量间关系时，首先确定横纵坐标轴对应物理量及单位。根据表中数据确定横纵坐标轴标度。认真描写各坐标点。连线时要注意连线原则，偏离直线较远点要舍去。命题法实验迁移拓展与创新典例同学为探究“合力做功与物体动能改变关系”设计了如下实验，他操作步骤如下按图甲摆好实验装置，其中小车质量，钩码总质量。释放小车，然后接通打点计时器电源电源频率为，打出条纸带。他在多次重复实验得到纸带中取出自认为满意条，如图乙所示。把打下第点记作，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到点距离分别为，„，他把钩码重力当地重力加速度作为小车所受合力，算出打下点到打下第点合力做功结果保留三位有效数字，用正确公式用相关数据前字母列式把打下第点时小车动能作为小车动能改变量，算得。多选此次实验探究结果，他没能得到“合力对物体做功等于物体动能增量”，且误差很大。通过反思，他认为产生误差原因如下，其中正确是。钩码质量太大，使得合力对物体做功测量值与真实值偏差太多没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功测量值与真实值偏差太多释放小车和接通电源次序有误，使得动能增量测量值比真实值偏小没有使用最小刻度为毫米刻度尺测距离也是产生此误差重要原因解析若用钩码重力作为小车受合力，则合，从点到打第点时水平位移，所以合。打第点时小车动能式中为个时间间隔，即，故。从该同学实验操作情况来看，造成很大误差主要原因是把钩码重力当成了小车合力，实验前没有平衡摩擦力，故选项正确两个选项中提到问题不能对实验结果造成重大影响，故不选。解题法“探究动能定理”实验几种参考方案方案实验装置如图甲所示。用传感器测量小车受到拉力用毫米刻度尺测量作用距离用速度传感器测量小车经过位置速度。需探究表达式为。方案实验装置如图乙所示。测量重物自由下落高度测量获得相应速度。需探究表达式为。方案研究小车以不同初速度沿粗糙水平面滑动距离，得出小车初动能大小与克服摩擦力做功情况，也可探究动能定理。这时必须保证小车与水平面上各处之间动摩擦因数相同。利用图象法处理实验数据，未来高考可能还会涉及，且可能向原理创新方法拓展方向发展，难度相对较低。复习本实验时应掌握以下几点种方法数据处理方法种思维倍数思维，几根橡皮筋就是根橡皮筋做功几倍种操作打点计时器使用操作方法，平衡摩擦力操作命题法实验原理与操作典例如图甲所示，组同学借用“探究与之间定量关系”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关系”实验为达到平衡阻力目，取下细绳和托盘，通过调节垫片位置，改变长木板倾斜程度，根据打出纸带判断小车是否做运动。匀速直线连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示纸带。纸带上为小车运动起始时刻所打点，选取时间间隔为相邻计数点。实验时小车所受拉力为，小车质量为。请计算小车所受合外力做功和小车动能变化，补填表中空格结果保留至小数点后专题十二实验与探究考点力学实验实验五探究动能定理撬点基础点重难点基础点实验装置图实验目探究外力对物体做功与物体速度变化关系。通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方正比关系。实验原理根橡皮筋作用在小车上移动距离做功为。两根橡皮筋作用在小车上移动距离做功应为。三根橡皮筋作用在小车上移动距离做功应为。利用打点计时器求出小车离开橡皮筋速度，列表作图，由图象可以确定速度变化与功关系。实验器材小车前面带小钩砝码长木板在两侧适当对称位置钉两个铁钉打点计时器纸带学生电源使用电火花计时器时不用学生电源导线条等长橡皮筋刻度尺。实验步骤按如图所示将实验仪器安装好。平衡摩擦力在长木板有打点计时器端下面垫块木板，反复移动木板位置，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，纸带打出点间距均匀，即小车能匀速运动为止。先用条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得速度，设此时橡皮筋对小车做功为，将这组数据记入表格。用条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸长度与第次相同，这时橡皮筋对小车做功为，测出小车获得速度，将数据记入表格。用条条„„橡皮筋做实验，用同样方法测出功和速度，记入表格。重难点数据处理测量小车速度实验获得如图所示纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度关系，需要测量弹力做功结束时小车速度，即小车做匀速运动速度，应在纸带上测量物理量间距离，小车速度表达式是为打点计时器打点时间间隔。记录实验数据把计算出速度填入表格中并算出值。数据处理在坐标纸上如图所示画出或图线以条橡皮筋做功为单位。实验结论从图象分析外力对物体做功与物体速度变化关系为∝。二误差分析三注意事项平衡摩擦力将木板端垫高，使小车重力沿斜面向下分力与摩擦阻力平衡。方法使小车连着纸带并接通电源，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匀速运动，找到长木板个合适倾角。选