實驗五 探究動能定理

方案一探究恒力做功與動能變化的關系一、實驗原理探究恒力做功與物體動能改變的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同的功時物體動能的變化，從而得到恒力做功與物體動能改變的關系．二、實驗器材附有定滑輪的長木板，薄木塊，小車，細線，鉤碼，打點計時器，低壓交流電源、導線、天平(帶一套砝碼)，毫米刻度尺、紙帶及復寫紙等．三、實驗步驟1．用天平測出小車質(zhì)量m，并記錄．2．按圖安裝實驗器材，不掛鉤碼，調(diào)整定滑輪的高度，使細線與木板平行．3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復移動其位置，直到小車在斜面上勻速運動為止．4．加鉤碼(要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量)，把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器，接通電源放開小車，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶并標記使用的鉤碼質(zhì)量．5．重復步驟4，打2～3條紙帶．6．選一條點跡清晰的紙帶分析數(shù)據(jù)．7.將實驗數(shù)據(jù)填在下表中，小車質(zhì)量m＝______kg，鉤碼質(zhì)量m0＝_____kg，細線拉力F＝m0g＝______N.8.結論：恒力所做的功跟動能變化量之間的關系是恒力所做的功等于物體動能的變化．四、注意事項1．砝碼的總質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量．2．平衡摩擦力時，不要加砝碼，但應連著紙帶且接通電源．3．小車所受的阻力f應包括小車受的摩擦力和打點計時器對小車后所拖紙帶的摩擦力．4．小車應靠近打點計時器，并且要先接通電源再放手．五、誤差分析1．實驗的系統(tǒng)誤差是細線對小車的拉力小于砝碼的總重力．2．平衡摩擦力不徹底或平衡過了也造成誤差．3．利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差．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(shù)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．利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差．注意事項1．平衡摩擦力：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勻速運動，找到木板一個合適的傾角．2．選點測速：測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的．3．規(guī)格相同：橡皮筋規(guī)格相同時，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(shù)值．考查實驗原理的理解(1)為使細線的拉力作為小車的合外力，本實驗必須平衡小車的摩擦力。(2)平衡摩擦力時不掛鉤碼，輕推小車，只要紙帶上點間距相等，小車做勻速運動即可完成。(3)若要鉤碼的重力作為細線的拉力，則應滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量?？疾閷嶒灢僮鞯淖⒁馐马椨伸o止釋放小車，小車的動能增量等于小車的末動能。考查實驗器材的選用只要應用電磁打點計時器打紙帶的實驗，與打點計時器相關的器材，如：學生電源、導線、復寫紙、紙帶必須有，處理紙帶時，為測量計時點間距，還應有刻度尺。考查數(shù)據(jù)處理的方法(1)紙帶上點間距相等部分對應橡皮筋松弛后小車獲得的末速度。(2)因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的長度，故橡皮筋對小車做的總功與橡皮筋條數(shù)成正比。考查利用圖像探究物理量間的關系(1)利用圖像探究物理量間的關系時，首先確定橫、縱坐標軸對應的物理量及單位。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)確定橫、縱坐標軸的標度。(3)認真描寫各坐標點。(4)連線時要注意連線原則，偏離直線較遠的點要舍去。4.002.992.021.00v2(m2·s－2)2.001.731.421.00