動(dòng)能定理試驗(yàn)

1、No.65 高密四中高二物理教學(xué)案命題人：王鵬審核人：高敬東 時(shí)間：2013-6-26第6講 探究動(dòng)能定理預(yù)習(xí)案班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 面批時(shí)間、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系。（2）會(huì)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理橡皮筋（1）采用如圖所示裝置，讓小車在橡皮筋作用下彈出，使 小車獲得速度后沿木板勻速滑行。當(dāng)用一條橡皮筋彈出時(shí)對(duì)小車做的功記為 w則用兩條、三條完全相同的橡皮筋 并在一起進(jìn)行第2次、第3次，實(shí)驗(yàn)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放時(shí)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的功就是2W 3W ,（2）由于橡皮筋每次實(shí)驗(yàn)做的功使小車獲得的速

2、度可根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶得到。當(dāng)?shù)贸鋈舾山M功和速度的數(shù)據(jù)后，以橡皮筋對(duì)小車做的功W為縱坐標(biāo)，分別以小車獲得的速度v、v2,為橫坐標(biāo)，以第 1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功 W為單位，用描點(diǎn)法分別作出W v、W v2,曲線，分析曲線，得出橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的定量關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材小車（前面帶小鉤）、缺碼、長(zhǎng)木板（兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘 ）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、 學(xué)生電源及導(dǎo)線（使用電火花.計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源）、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）按圖中所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好。（2）平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直 至小車上不掛橡皮筋時(shí)，紙帶打

3、出的點(diǎn)間距均勻，即小車能勻速運(yùn)動(dòng)為止。（3）分別用1條、2條、3條、4條,，橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都與第一次相同。這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W 2W 3W,標(biāo)記好每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶。五、數(shù)據(jù)處理測(cè)量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功和小車多 速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量的物理量是（用字母表示）：A、伐間的距離x,小車速度的表達(dá)式是（用測(cè)量的物理量表示）v =（T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔 ）.把實(shí)驗(yàn)中 得到的紙帶分別用同樣的方法處理得到小車 的速度，并運(yùn)算速度的平方，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄"1在表格中。2

4、. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析 在坐標(biāo)紙上畫出 W v和 W V2圖線(“W以一條橡皮筋做的功為單位 )。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由圖像可知功與物體速度變化的關(guān)系為W V2。六、注意事項(xiàng)(1) 平衡摩擦力很關(guān)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角。(2) 測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上點(diǎn)距均勻的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn)。(3) 橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的且每次拉伸長(zhǎng)度一樣。力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位 即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。七、誤差分析(1) 誤差的主要來源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)

5、不一，使橡皮筋的拉力做的功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。(2) 沒有完全平衡摩擦力(傾角小)或平衡摩擦力過度(傾角過大)也會(huì)造成誤差。(3) 利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)確帶來誤差。思考與討論1. 如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何驗(yàn)證？2. 如何做到每根橡皮筋所做的功都相等？3. 思考紙帶上打點(diǎn)的分布情況，如何計(jì)算小車的末速度？4. 如何通過圖象處理數(shù)據(jù)？預(yù)習(xí)自測(cè)1. 在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是()A. 橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B .橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)C.小

6、車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D .小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線2. 關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的 部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖所示的紙帶回答)fe ? C DEFGH i 0,430,680,90 1.07 L21 1.28L331.32L34 cm第6講探究動(dòng)能定理探究案班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 面批時(shí)間一、實(shí)驗(yàn)原理及操作注意事項(xiàng)例1關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A .每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B .每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要保持一致C .放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使

7、其水平D .先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析小車在橡皮筋的作用下彈出例2某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系, 后，沿木板滑行.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz.(1) 實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做 ;A. 是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑B. 是為了增大小車下滑的加速度C. 可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功D. 可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng)(2) 實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條,，并起來掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤?把第1次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W,第二次掛2條

8、橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為2W,;橡皮筋對(duì)小車做功后而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出.根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為 m/s.第4次h.solajni- 3.95 H 4.00 f 4.0ft可知對(duì)W肖v的關(guān)系作出(3) 若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W v草圖如圖所示，根據(jù)圖線形狀,的猜想肯定不正確的是 .A. WpB. WvC. WV2D. Wv3(4) 如果 W v2的猜想是正確的，則畫出的W v2圖象應(yīng)是(5) 在本實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為影響實(shí)驗(yàn)效果的可能原因是(只要回答出一種原因即可 )三、其它案例設(shè)計(jì)例3某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”.如圖所

9、示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小.在水平桌面上相距 50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小，小車中可以放置缺碼.抻力傳感器(1)實(shí)驗(yàn)王要步驟如下：拉力傳感器上，另端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需 測(cè)量 和拉力傳感器的總質(zhì)量M;把細(xì)線的一端固定在電路.將小車停在 C點(diǎn)， ,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過 A、B時(shí)的速度.在小車中增加石去碼或 ，重復(fù)的操作.(2)下列表格是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M與小車中缺碼質(zhì)量之和，|V22-Vi21是兩個(gè)速度傳感器記

10、錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量 E, F是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A B間所做的功.表格中的 E3=, W=.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3) 根據(jù)表格，請(qǐng)?jiān)趫D中的方格紙上作出 E-W圖線.由圖線可得到的結(jié)論 次敢.M心1此*M , 1AE/JF/NW J10. 5000. 190由1000. 20020.5000,4130, BIO0. 12030. 5002. 40Hi1. 220Wi41.0002, 401,2002, 120L2!051.0002.1.4202, 860R 430第6講探究動(dòng)能定理拓展案班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 面批時(shí)間1 .在用圖所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)

11、系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是（）檢電霸i打點(diǎn)計(jì)時(shí)器撞皮筋A(yù). 本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W 2W 3W ,所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)， 橡皮筋對(duì)小車做的功為 W用2條、3條,，橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次,，實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是 2W 3WB. 小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ嚎梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜。C. 某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情 況的原因可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D. 根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法是以紙帶上第一點(diǎn)到最后

12、一點(diǎn)的距離 來進(jìn)行計(jì)算。2.在“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)是用下面的方法和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的：放在長(zhǎng)木板的 小車，由靜止開始在幾條完全相同的橡皮筋的作用下沿木板運(yùn)動(dòng)，小車?yán)瓌?dòng)固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A. 長(zhǎng)木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力B. 重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度相同C. 利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計(jì)算D. 利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算3. 如圖所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于橡皮筋做的功，下

13、列說法 中正確的是（）A. 橡皮筋做的功可以直接測(cè)量B. 通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加C. 橡皮筋在小車運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功D. 把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍4. 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們欲探究“恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝 了一套如圖所示的裝置?；直靖綖?zāi)驗(yàn)臺(tái)蚯里打點(diǎn)T時(shí)器舉埃細(xì)線滑.輪抵帶FI 1"砂和般施(1) 該學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用砂和砂桶的重力作為滑塊受到的合外力，探究滑塊所受合外力做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法，該小組成員提出了以下實(shí)驗(yàn)措施，你認(rèn)為有效的有。A. 保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)大于滑

14、塊的質(zhì)量B. 保持砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量C. 保持長(zhǎng)木板水平D. 把長(zhǎng)木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮. 調(diào)整滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行(2) 如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的 B K兩點(diǎn)來探究滑塊所受合外力做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重力加速度為g。在本實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：砂和砂桶的質(zhì)量 m、滑塊的質(zhì)量 m, A C間的距離si, J、L間的距離S2, B、K間的距離s。本實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的表達(dá)式為 。(用測(cè)量物理量相應(yīng)的字母表示)2ABC D E F G_H7 J K5. 某實(shí)驗(yàn)小組采用下圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置

15、缺碼.實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz.制動(dòng)裝置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1) 實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： 在小車中放入石去碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼； 將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近， , ,小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),； 改變鉤碼或小車中石去碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作 (2) 如圖是鉤碼質(zhì)量為 0.03 kg、石去碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、G D.和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表 1中的相應(yīng)位置.攜帶運(yùn)動(dòng)方向(3)

16、 在小車的運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于鉤碼、石去碼和小車組成的系統(tǒng)， 做正功， 做負(fù)功.(4) 實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線(其中 v2=v2-v。2)，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是.要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需測(cè)量的物理量是摩擦力和表1紙帶的結(jié)果測(cè)量點(diǎn)S/cmv/(m s -1)O0.000.35A1.510.40B3.200.458No.65 高密四中高二物理教學(xué)案命題人：王鵬審核人：高敬東 時(shí)間：2013-6-266. 為了 “探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，查資料得知，彈簧的彈性勢(shì)能琢=1kx2,其中k2某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球（質(zhì)量為m）運(yùn)動(dòng)來探究這一問題.為了研究方便，把小鐵球放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn),讓小鐵球在彈力作用下運(yùn)動(dòng)，即只有彈簧推力做功.該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下 首先進(jìn)行如圖甲所示的實(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，靜止時(shí)測(cè)得 彈簧的伸長(zhǎng)量