高三一輪探究動(dòng)能定理 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(魯科版)

1、機(jī)械能機(jī)械能探究動(dòng)能定理探究動(dòng)能定理驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第五章一、探究動(dòng)能定理一、探究動(dòng)能定理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄亢懔ψ龉εc探究恒力做功與 的關(guān)系的關(guān)系.2.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理探究恒力做功與物體動(dòng)能變化量的關(guān)系，探究恒力做功與物體動(dòng)能變化量的關(guān)系，可通過改變力對物體做的功，測出物體動(dòng)能的可通過改變力對物體做的功，測出物體動(dòng)能的相應(yīng)變化，從而得到恒力做功與物體動(dòng)能變化相應(yīng)變化，從而得到恒力做功與物體動(dòng)能變化量的關(guān)系量的關(guān)系.物體動(dòng)能變化量物體動(dòng)能變化量3.實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材附有定滑輪的長木板、薄木塊、小附有定滑輪的長木板、薄木塊、小車、細(xì)線、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器車、細(xì)線、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)

2、時(shí)器(電磁式電磁式或電火花式或電火花式)、交流電源、交流電源(電磁式配低壓，電磁式配低壓，電火花配電火花配220V)、導(dǎo)線、天平、導(dǎo)線、天平(帶一套砝帶一套砝碼碼)、毫米刻度尺、紙帶及復(fù)寫紙等、毫米刻度尺、紙帶及復(fù)寫紙等.4.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測出小車質(zhì)量用天平測出小車質(zhì)量 ,并記錄并記錄.(2)按圖按圖5-5-1安裝實(shí)驗(yàn)器材；要調(diào)安裝實(shí)驗(yàn)器材；要調(diào)整定滑輪的高度，使細(xì)線與木板整定滑輪的高度，使細(xì)線與木板.圖圖5-5-1平行平行(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復(fù)移動(dòng)滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復(fù)移動(dòng)其位置，直到小車在斜面上其位

3、置，直到小車在斜面上運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)為止為止.(4)細(xì)線末端掛上鉤碼細(xì)線末端掛上鉤碼(要使小車質(zhì)要使小車質(zhì)量量鉤碼的質(zhì)量鉤碼的質(zhì)量)，把紙帶的一，把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點(diǎn)端固定在小車的后面，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)器，接通電源放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶并標(biāo)記使用的鉤碼質(zhì)量帶并標(biāo)記使用的鉤碼質(zhì)量.勻速勻速遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于(5)重復(fù)步驟重復(fù)步驟4，打，打23條紙帶條紙帶.(6)選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶分析數(shù)據(jù)選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶分析數(shù)據(jù). (7)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在下表中小車質(zhì)量將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在下表中小車質(zhì)量m=

4、kg,鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量m0=kg細(xì)線拉細(xì)線拉力力F=m0g=N.計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)位位移移s/m功功W/J速 度速 度v1/ms-1速 度速 度v2/ms-1動(dòng)能的動(dòng)能的變化變化Ek12345(8)結(jié)論：恒力所做的功跟動(dòng)能變化量之間結(jié)論：恒力所做的功跟動(dòng)能變化量之間的關(guān)系是恒力所做的功等于物體動(dòng)能的變化量的關(guān)系是恒力所做的功等于物體動(dòng)能的變化量.5.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.(2)平衡摩擦力時(shí)，不要加鉤碼，但應(yīng)平衡摩擦力時(shí)，不要加鉤碼，但應(yīng)連著紙帶且接通電源連著紙帶且接通電源.(3)小車所受的阻力小車所受的阻力f應(yīng)包括應(yīng)包括 .(4)小車應(yīng)靠

5、近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并且要先小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并且要先后后.小車受小車受的摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對小車后所拖紙的摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對小車后所拖紙帶的摩擦力帶的摩擦力接通電源接通電源放手放手6.誤差分析誤差分析(1)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是繩對小車的拉實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是繩對小車的拉力小于鉤碼的總重力力小于鉤碼的總重力.(2)平衡摩擦力不徹底或平衡過了也平衡摩擦力不徹底或平衡過了也造成誤差造成誤差.(3)利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測量不準(zhǔn)帶來誤差度時(shí)，測量不準(zhǔn)帶來誤差.二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.2.實(shí)驗(yàn)

6、原理實(shí)驗(yàn)原理物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄機(jī)械能守恒，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄及測算及測算,，從而驗(yàn)證重力勢能減少量，從而驗(yàn)證重力勢能減少量Ep=mgh與動(dòng)能增加量與動(dòng)能增加量Ek=mv2相等相等.12物體自由下落的高度物體自由下落的高度h瞬時(shí)瞬時(shí)速度速度v3.實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材帶鐵夾的鐵架臺、重錘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生帶鐵夾的鐵架臺、重錘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、刻度尺電源、紙帶、復(fù)寫紙、刻度尺.圖圖5-5-24.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝裝置：按圖安裝裝置：按圖5-5-2將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)將檢查、調(diào)整

7、好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺上，接好電路臺上，接好電路.(2)打紙帶：將紙帶的一端用夾子打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方.先先電電源，后源，后，讓重物帶著紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落自由下落.更換紙帶重復(fù)做更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)次實(shí)驗(yàn).接通接通松開紙帶松開紙帶(3)選紙帶：分兩種情況說明選紙帶：分兩種情況說明應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且紙帶的最前端應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且紙帶的最前端1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近兩點(diǎn)間距離小于或接

8、近2mm的紙帶的紙帶.若若1、2兩兩點(diǎn)間的距離大于點(diǎn)間的距離大于2mm，這是由于先釋放紙帶，這是由于先釋放紙帶，后接通電源造成的后接通電源造成的.這樣，第這樣，第1個(gè)點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)個(gè)點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選.用驗(yàn)證時(shí)，由于用驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時(shí)，選擇適當(dāng)重力勢能的相對性，處理紙帶時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第的點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩兩點(diǎn)間的距離是否為點(diǎn)間的距離是否為2mm就無關(guān)緊要了，所以就無關(guān)緊要了，所以只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用.221122BAmvmvmg h(4)數(shù)據(jù)處

9、理：在起始點(diǎn)標(biāo)上數(shù)據(jù)處理：在起始點(diǎn)標(biāo)上0，在，在以后各點(diǎn)依次標(biāo)上以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3用刻度尺用刻度尺測出對應(yīng)下落高度測出對應(yīng)下落高度h1、h2、h3利用公利用公式計(jì)算出點(diǎn)式計(jì)算出點(diǎn)1、點(diǎn)、點(diǎn)2、點(diǎn)、點(diǎn)3的瞬時(shí)速度的瞬時(shí)速度v1、v2、v3112nnnhhvT5.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)臺上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，以減小摩擦阻力整在豎直方向，以減小摩擦阻力.(2)應(yīng)選用應(yīng)選用的重物，的重物，增大增大可使阻力的影響相對減小，可使阻力的影響相對減小，增大增大可以減小體積，可使空氣阻可以減

10、小體積，可使空氣阻力減小力減小.質(zhì)量和密度較大質(zhì)量和密度較大重力重力密度密度(3)實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動(dòng)，且保證紙帶豎直，待接通電源，動(dòng)，且保證紙帶豎直，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶.(4)測量下落高度時(shí)，為了減小測測量下落高度時(shí)，為了減小測量值量值h的相對誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)的相對誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)點(diǎn)要離起始點(diǎn)一些，紙帶也不宜一些，紙帶也不宜過長，有效長度可在過長，有效長度可在60cm80cm之間之間.(5)不需測出物體質(zhì)量，只需驗(yàn)不需測出物體質(zhì)量，只需驗(yàn)證證即可即可.遠(yuǎn)遠(yuǎn)212nvghn(6)速度

11、不能用速度不能用vn=gtn或計(jì)算，或計(jì)算，因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g，機(jī)械能當(dāng)然守，機(jī)械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械恒，即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，況且用能守恒定律，況且用vn=gtn計(jì)算出的速度計(jì)算出的速度比實(shí)際值大，可能會得出機(jī)械能增加的結(jié)比實(shí)際值大，可能會得出機(jī)械能增加的結(jié)論，而因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊?，機(jī)械能應(yīng)該論，而因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊懀瑱C(jī)械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計(jì)算減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計(jì)算.同樣的道理，重物下落的高度同樣的道理，重物下落的高度h，也只能，也只能用 刻 度 尺 直 接 測 量 ， 而 不 能 用用

12、刻 度 尺 直 接 測 量 ， 而 不 能 用或計(jì)算得到或計(jì)算得到.2nvghn22nnvhg212nnhgt6.誤差分析誤差分析(1)本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力計(jì)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)能的增加量做功，故動(dòng)能的增加量Ek稍稍重力勢能的減少量重力勢能的減少量Ep ,即即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差，這屬于系統(tǒng)誤差.改進(jìn)的辦法是改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力.小于小于(2)本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來源于長度本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差的測量，

13、屬偶然誤差.減小誤差的辦法減小誤差的辦法是測下落距離時(shí)都從是測下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完各打點(diǎn)對應(yīng)的下落高度測量完.或者多或者多次測量取平均值來減小誤差次測量取平均值來減小誤差.(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的誤差打點(diǎn)計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的誤差由于交流電周期的變化，引起打由于交流電周期的變化，引起打點(diǎn)時(shí)間間隔變化而產(chǎn)生誤差；點(diǎn)時(shí)間間隔變化而產(chǎn)生誤差；讀數(shù)點(diǎn)選擇不好，振動(dòng)片振動(dòng)不讀數(shù)點(diǎn)選擇不好，振動(dòng)片振動(dòng)不均勻，紙帶放置方法不正確引起摩擦，均勻，紙帶放置方法不正確引起摩擦，均可造成實(shí)驗(yàn)誤差均可造成實(shí)驗(yàn)誤差.“探究動(dòng)能改變量與合外力探究動(dòng)能改變量與合外力做功關(guān)系做功關(guān)系”探

14、究方法的拓展探究方法的拓展 在在“探究動(dòng)能定理探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)中，某探究小組同學(xué)設(shè)計(jì)了相關(guān)方案并選擇了探究小組同學(xué)設(shè)計(jì)了相關(guān)方案并選擇了如圖如圖5-5-3所示的器材，讓小車在橡皮條所示的器材，讓小車在橡皮條的作用下彈出后沿木板滑行，已知打點(diǎn)的作用下彈出后沿木板滑行，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz,試分析：試分析：圖圖5-5-3圖圖5-5-4(1)為了消除摩擦力的影響，應(yīng)該采取的為了消除摩擦力的影響，應(yīng)該采取的措施是措施是；(2)當(dāng)他們分別用同樣的橡皮條當(dāng)他們分別用同樣的橡皮條1雙、雙、2雙、雙、3雙雙并起來分別進(jìn)行第一次、第二次、第并起來分別進(jìn)行第

15、一次、第二次、第三次三次實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉伸的長每次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉伸的長度保持一致，將第一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條對小車度保持一致，將第一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條對小車做的功記為做的功記為W.因橡皮條對小車做功而使小車因橡皮條對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，如圖如圖5-5-4所示為四次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶所示為四次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶.試根試根據(jù)以上信息完成表格內(nèi)容的填寫據(jù)以上信息完成表格內(nèi)容的填寫.(3)從表中數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：從表中數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：.實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234橡皮條對小橡皮條對小車做的功車做的功小車速度大小車速度大小小

16、v/ms-1速度的平方速度的平方v2/m2s-2 (1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常巧妙，這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常巧妙，它很好地避開了測量物體受力的麻煩，它很好地避開了測量物體受力的麻煩，不需要測量和計(jì)算每次橡皮條對物體做不需要測量和計(jì)算每次橡皮條對物體做的功，只要確定各次做功是第一次做功的功，只要確定各次做功是第一次做功的多少倍就可以了，因?yàn)槊侩p橡皮條的的多少倍就可以了，因?yàn)槊侩p橡皮條的形變都是一樣的，因此每雙橡皮條對物形變都是一樣的，因此每雙橡皮條對物體做的功都是一樣的體做的功都是一樣的.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的時(shí)候，只需要得出合外力做功與物體的時(shí)候，只需要得出合外力做功與物體動(dòng)能改變量之間的比例關(guān)系即

17、可動(dòng)能改變量之間的比例關(guān)系即可.(2)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測量物體運(yùn)動(dòng)的速度，在處理紙帶的時(shí)來測量物體運(yùn)動(dòng)的速度，在處理紙帶的時(shí)候要注意，物體開始的時(shí)候做加速運(yùn)動(dòng)，候要注意，物體開始的時(shí)候做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長以后，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長以后，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，所以要在紙帶上選用那些間距較大且相對所以要在紙帶上選用那些間距較大且相對均勻的點(diǎn)來確定小車速度均勻的點(diǎn)來確定小車速度.答案：答案：(1)將木板固定，有打點(diǎn)計(jì)時(shí)將木板固定，有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，給小車一個(gè)初速度，器的一端適當(dāng)墊高，給小車一個(gè)初速度，連著紙帶的小車可以在木板上勻速

18、下連著紙帶的小車可以在木板上勻速下滑滑.(此時(shí)小車所受到的阻力與小車重力此時(shí)小車所受到的阻力與小車重力沿斜面向下的分力平衡沿斜面向下的分力平衡)這樣做的目的這樣做的目的是使得物體不受摩擦力的影響，橡皮條是使得物體不受摩擦力的影響，橡皮條對物體做的功就等于合外力對物體做的對物體做的功就等于合外力對物體做的功功.(2)對表格補(bǔ)充填寫如下對表格補(bǔ)充填寫如下：(3)橡皮條對小車做的功與小車獲橡皮條對小車做的功與小車獲得速度的平方之比不變得速度的平方之比不變.實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234橡皮條對小橡皮條對小車做的功車做的功2W3W4W小車速度大小車速度大小小v/ms-11.001.421.732.00速度的

19、平方速度的平方v2/m2s-21.02.03.04.0 為了探究外力做功與物體為了探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，查資料得知，彈簧的動(dòng)能變化的關(guān)系，查資料得知，彈簧的彈性勢能彈性勢能Ep=kx2，其中，其中k是彈簧的勁是彈簧的勁度系數(shù)，度系數(shù)，x是彈簧長度的變化量是彈簧長度的變化量.某同學(xué)某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(已已知質(zhì)量為知質(zhì)量為m)運(yùn)動(dòng)來探究這一問題運(yùn)動(dòng)來探究這一問題.為了為了研究方便，把小球研究方便，把小球O放在水平桌面上做放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)，讓小鐵球?qū)嶒?yàn)，讓小鐵球O在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，即只有彈簧推力做功即只有彈簧推力做功.

20、12該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：首先進(jìn)行如該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：首先進(jìn)行如圖圖5-5-5甲所示的實(shí)驗(yàn)：將輕質(zhì)彈簧豎直甲所示的實(shí)驗(yàn)：將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來，在彈簧的另一端掛上小鐵球掛起來，在彈簧的另一端掛上小鐵球O，靜止時(shí)測得彈簧的伸長量為靜止時(shí)測得彈簧的伸長量為d.圖圖5-5-5在此步驟中，目的是要確定物理量在此步驟中，目的是要確定物理量.用用m、d、g表示表示.接著進(jìn)行如圖接著進(jìn)行如圖5-5-5乙乙所示的實(shí)驗(yàn)：將這根彈簧水平放在桌面所示的實(shí)驗(yàn)：將這根彈簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小鐵球上，一端固定，另一端被小鐵球O壓縮，壓縮，測得壓縮量為測得壓縮量為x，釋放彈簧后，小鐵球，釋放彈簧后，小鐵球O被

21、推出去，從高為被推出去，從高為h的水平桌面上拋出，的水平桌面上拋出，小鐵球小鐵球O在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L.小鐵球小鐵球O的初動(dòng)能的初動(dòng)能Ek1=.小鐵球小鐵球O的末動(dòng)能的末動(dòng)能Ek2=.(用用m、h、L、g表示表示)彈簧對小鐵球彈簧對小鐵球O做的功做的功W=.(用用m、x、d、g表示表示)對比對比W和和Ek2-Ek1就可以得出就可以得出“外力外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，即在實(shí)，即在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，外力所做的功等于驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化物體動(dòng)能的變化.該題也是探究做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，該題也是探究做功與物體動(dòng)能

22、變化的關(guān)系，但是在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了變化和創(chuàng)但是在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了變化和創(chuàng)新，主要考查了靈活應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新，主要考查了靈活應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新能力新能力在圖甲所示的步驟中，目的是確定彈簧的在圖甲所示的步驟中，目的是確定彈簧的勁度系數(shù)勁度系數(shù)k.由平衡條件得：由平衡條件得：mg=kd即即k=mg/d.12022220220.1211(/ 2 )2241.22kkEhgtLv tmgLEmvm L ghhmgxWkxd在圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中，小鐵球的初動(dòng)能又根據(jù)小球做平拋運(yùn)動(dòng)得：所以彈簧對小鐵球做的功等于彈性勢能的減少所以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的遷移運(yùn)用驗(yàn)裝

23、置的遷移運(yùn)用圖圖5-5-6在利用電在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為源頻率為50Hz)“驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)用圖某同學(xué)用圖5-5-6所示裝置進(jìn)行所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖實(shí)驗(yàn)，得到如圖5-5-7所示的紙帶，把第所示的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)(初速度為零初速度為零)記作記作O點(diǎn)，測出點(diǎn)點(diǎn)，測出點(diǎn)O、A間的距離為間的距離為68.97cm，點(diǎn)，點(diǎn)A、C間的距間的距離為離為15.24cm，點(diǎn)，點(diǎn)C、E間的距離為間的距離為16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋阎?dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，重錘的質(zhì)量為，

24、重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則打，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)， 重錘動(dòng)能的增加量為重錘動(dòng)能的增加量為J，重力勢能，重力勢能的減少量為的減少量為J.(2)利用這個(gè)裝置也可以測量重錘下利用這個(gè)裝置也可以測量重錘下落的加速度落的加速度a= m/s2.圖圖5-5-7(3)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主勢能總大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落的過程中要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均

25、阻知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為力大小為N.本題主要考查本題主要考查“驗(yàn)證機(jī)械能守驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律恒定律”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理和應(yīng)用，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理和應(yīng)用，還有誤差分析，并且綜合考查了牛頓第還有誤差分析，并且綜合考查了牛頓第二定律二定律.(1)C點(diǎn)速度點(diǎn)速度則則C點(diǎn)的動(dòng)能為：點(diǎn)的動(dòng)能為：1.016J=8.00J該過程中重力勢能的減少量為該過程中重力勢能的減少量為Ep=mg=1.09.8(68.97+15.24)10-2J=8.25J232.00 10/4.00/44 0.02CAEvm sm sT21122Cmv OC(2)加速度加速度(3)由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：mg-Ff=ma即即Ff=mg-