探究動能定理試驗專題整理

1、1、實驗目的：探究外力做功與物體動能變化的定量關系2、實驗原理：（1）實驗裝置如圖所示，在砝碼和砝碼盤的質量遠小于小車質量時, 可認為細繩的拉力就是砝碼及砝碼盤的重力（F繩=6砝碼及砝碼盤）。（2）平衡長木板的摩擦力。（3）在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，木塊將在砝碼盤對它的拉力作用下做勻加速運動.在紙帶記錄的物體運動的勻加速階段，適當間隔地取兩個點A、B.只要取計算一小段位移的平均速度即可確定A、B 兩點各自的速度VA、VB,在這段過程中物體運動的距離 s 可通過運動紙帶測出，我們可即算出合外力做的功 W合=F繩SAB（ F繩=6砝碼及砝碼盤）。另一方面，此過程中物體動能的變化量為，通過比較

2、Ek 的值，就可以找出兩者之間的關系。3、實驗器材 長木板（一端帶滑輪）、刻度尺、打點計時器、紙帶、導線、電源、小車、細線、砝班別高三（）班姓名考綱解讀探究外力做功與物體動能變化的定量關系課題探究動能定理實驗課時2碼盤、砝碼、天平.4、 實驗裝置5、 實驗步驟及數據處理(1)用天平測出木塊的質量 M,及砝碼、砝碼盤的總質量 m。把器材按圖裝置好.紙 帶一段固定在小車上，另一端穿過打點計時器的限位孔； 把木塊靠近打點計時器，用手按住先接通打點計時器電源，再釋放木塊，讓它 做加速運動.當小車到達定滑輪處 (或靜止)時，斷幵電源；(3)取下紙帶，重復實驗，得到多條紙帶;(4)通過實驗數據，分別求出W

3、合與EAB，通過比較 W 和口 Ek 的值，就可以找出兩者 之間的關系 6、誤差分析1 .沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。2.利用打點的紙帶測量位移，和計算木塊的速度時，不準確也會帶來誤差 選取其中點跡清晰的紙帶進行數據處理，丨先在紙帶標明計數點，然后取間隔適當的兩點 A、BoA、:VB；0LJr-點；再利用平均速度公式求A,(B 兩點間【跟蹤訓練】例 1、某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套圖所示的裝置，另外他們還找到了打點 時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙當滑塊連接上紙帶, 用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處

4、于靜止狀態(tài).若你是小組中的一成員，要完成該項實驗，貝y：(1)_你認為還需要的實驗器材有 .(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是_.(3)在(2)的基礎上， 某同學用天平稱量滑塊的質量M往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小Vi與V2(ViAt2.光電門E尤電仃1擋朮片在滿足的條件下，才可以認為小盤和沙子的重力久氣帑導軌弋3r所做的功等于滑塊動能的改變量.（2）實驗中還

5、必須測量的物理量是_，試寫出本次探究的原理表達式（用測量量和已知量表示）_實驗方法二：利用橡皮筋做功探究動能定理1、實驗目的用實驗方法探究動能定理2、實驗原理外力對物體所做功等于物體動能增量。（注意：實驗中，可以通過改變橡皮筋的根數，達到改變外力做功；通過打電計時器記錄物體運動，分析物體的速度，從而得到它的動能增量；當然也可以直接利用光電門測出物體獲得的速度） 3、實驗器材打電計時器，物體，電源，橡皮筋似相同），木板（或：汽墊導軌，光電計時裝置）4、實驗步驟1.按圖把實驗器材安裝好， 并平衡摩擦力。（調整有打點計時器一端的長木板高 度）2.用一根橡皮筋套住物塊，拉至某位置0,接通電源，放幵物塊

6、，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號（保證近3 改變橡皮筋根數，從同一位置 0,釋放物塊，得到一系列紙帶4.通過紙帶數據處理，得到物塊的速度 v5、 數據處理先對測量數據進行估計， 或者作個W-v草圖，大致判斷兩個量可能是什么關系。如果認為可能是Wv2，對于每一個速度值算出它的二次方，然后以W為縱坐標、v2為橫坐標作圖，如果這樣作出來的圖象是一條直線，說明兩者關系真的就是W- v2o6、 誤差分析1.誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數不成正比。2 .沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。3.利用打點的紙帶計算小車的

7、速度時，測量不準會帶來誤差。7、 注意事項1.平衡摩擦力很關鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板一個合適的傾角。2.測小車速度時，應選紙帶上點距均勻的部分，也就是選小車做勻速運動時打在紙帶上的點3.橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可, 不必計算出具體數值。這是本實驗的技巧之一，這里通過轉換單位的方法巧妙地解 決了這一難題，這也是物理實驗中常用的一種思想和手段?！靖櫽柧殹坷?4、如下圖所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的 關系”的實

8、驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時, 橡皮筋對小車做的功記為 W.當我們用 2條、3 條完全相同的橡皮筋并在一起進行第 2 次、第 3 次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車每次實驗 中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出.(1) 除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有_?(2) 實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是(3)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度， 應選用紙帶的_部分進行測量；(4)下面是本實驗的數據記錄表，請將第 2 次、第 3 次 實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置;(5)_從理論上講，橡皮筋做的

9、功 W 和物體速度 Vn變化的關系應是 W 圧_.請你運用數據表中測定的數據在右上圖所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的 正確性；例 5、物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探 究重力做功和物體動能變化的定量關系”，我們提供了如圖所示的實驗裝置.(1)某同學根據所學的知識結合右圖設計一個本實驗情景的命題：如圖如示，質量為 m 的小球在重力 mg 作用下從幵始端自由下落至光電門發(fā)生的 ， 通過光電門時的 ，試探究重力做的功 與小球動能變化量 的定量關系(請 在空格處填寫物理量的名稱和對應符號；在空格處填寫數學表達式.)(2)某同學根據上述命題進行如下操作并測出如下數字

10、.1用天平測定小球的質量為0.50 kg ;2用游標尺測出小球的直徑為10.0 mm;3用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為82.80 cm ;4電磁鐵先通電，讓小球吸在幵始端；5電磁鐵斷電時，小球自由下落;2.50X106在小球經過光電門時間內，計時裝置記下小球經過光電門所用時間為3s，由此可算得小球經過光電門的速度為_m/s.7_計算得出重力做的功為_J,小球動能變化量為_J. (g 取 9.8 m/s2,結果保留三位數字)(3)_試根據(2)下好本實驗的結論：探究動能定理實驗專題答案1、答案：(1)天平，刻度尺(2)沙和沙桶的質量遠小于滑塊的質量平衡摩擦力1(3)mgLMvf1Mv；222、(1)C、 E 毫米刻度尺 電磁打點計時器天平(3)略解析(3) 能.從A到B的過程中，恒力做的功為FSAB,物體動能的變化量為 氐12121SB21SA21SB21SA2EA=qmvB 2mA=口亓 2 口亓，只要驗證FSAB=口亓 2m2T即可，F為砝碼的重力，可讀取.優(yōu)點：A、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較??；缺點：只進行了一次測量驗證，說服力不強.3、(1) n