實(shí)驗(yàn)探究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系

關(guān)于實(shí)驗(yàn)探究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系第1頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

？W合=Ek2–Ek12.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（依據(jù)目的）：

W合=FxEk=思考：需要測(cè)量的物體量有哪些？怎樣獲?。y(cè)量）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？step1mv2第2頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.器材選擇：長(zhǎng)木板(一端附有滑輪)小車細(xì)線砝碼若干打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（交流電源）紙帶step1第3頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.實(shí)驗(yàn)原理：

a.求合外力做的功：W=FX合外力是否等于繩子的拉力？

【典例精析】Ff第4頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.實(shí)驗(yàn)原理：如何操作才能讓拉力作為小車的合外力？

平衡摩擦力F=T拉力是否等于鉤碼的重力？什么情況下二者近似相等？

m(鉤碼）<<M（小車）T=mg

【典例精析】（平衡摩擦力）第5頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.實(shí)驗(yàn)原理：位移如何測(cè)量？

通過測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)之間的距離得到（刻度尺）

b.怎樣測(cè)出動(dòng)能的變化量？

測(cè)小車M天平（題目告知M的值）測(cè)初末V處理紙帶求瞬時(shí)速度【典例精析】Mv22-Mv12第6頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三5.實(shí)驗(yàn)步驟（注意事項(xiàng)）：把紙帶的一端固定在小車后面，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，改變木板的傾角，讓小車重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力，使小車能做勻速運(yùn)動(dòng)（檢驗(yàn)）把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪，懸掛量鉤碼，使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車在細(xì)線的拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng).由于鉤碼的質(zhì)量很小，可認(rèn)為小車所受拉力F的大小等于鉤碼所受重力的大小

接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn).重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，由紙帶可以找到位移和時(shí)間的信息，由鉤碼的質(zhì)量可以知道小車所受的力.【典例精析】第7頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三6.數(shù)據(jù)處理（方法）：W合=7.誤差分析：系統(tǒng)誤差：拉力不等于鉤碼的重力偶然誤差：平衡摩擦力不足（過度）分析紙帶（測(cè)量X、V）減小誤差的方法：8.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)：

【典例精析】Mv22-Mv12第8頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三練習(xí)冊(cè)P47例1：

某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：①按圖擺好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05kg.②釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶．

【典例精析】第9頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三(1)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1＝0.004m．d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2)作為小車所受合力算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，把打下第5點(diǎn)時(shí)小車動(dòng)能作為小車動(dòng)能的改變量，算得Ek＝______.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

【典例精析】0.125J0.1761.12m/s第10頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是________．A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多B．沒有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因

【典例精析】AB第11頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三【創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)1】橡皮筋小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶木板鐵釘?shù)?2頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.實(shí)驗(yàn)原理：測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功W

測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v

數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系【典例精析】第13頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用一條橡皮筋拉小車橡皮筋做功W第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)量一樣橡皮筋做功2W依次類并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長(zhǎng)度都一樣橡皮筋做功3W、4W……思考：橡皮筋對(duì)小車做的功是合力做的功嗎？如何處理？【典例精析】第14頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.實(shí)驗(yàn)步驟：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。

將橡皮筋固定在小車前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車。

用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。【典例精析】第15頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三在上述實(shí)驗(yàn)中打出的幾條（5條以上）紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v1、v2、v3、v4、v5【典例精析】..........

第16頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)次數(shù)橡皮筋做的功勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?【典例精析】4.數(shù)據(jù)處理：（圖表法）0.801.101.281.531.76第17頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三★4.數(shù)據(jù)處理：（圖像法）思考：若為直線，則W與v成正比；

該如何處理？【典例精析】Wv/(m/s)123450.801.101.281.531.76W-v圖像4WW2W3W5W第18頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三★4.數(shù)據(jù)處理：（圖像法）思考：嘗試改變橫坐標(biāo)的物理量?！镜淅觥縒-v2圖像Wv2/(m2·s-2)0010.6421.2131.6442.3453.10表明W與v2成正比4WW2W3W5W第19頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三【創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)2】第20頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三【創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)2】第21頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)方案1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系2.實(shí)驗(yàn)方法:

測(cè)定做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在下落h時(shí)的速度v，通過比較重力做功WG和此時(shí)的動(dòng)能EK,得出外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)探究：第22頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系220V交流電源鐵架臺(tái)紙帶夾子重錘大夾子電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3.實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、重錘、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、

紙帶、刻度尺、電源第23頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系4.實(shí)驗(yàn)步驟：(1):把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺(tái)上。(2):把紙帶的一端在重錘上用固定好,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,用手豎直提起紙帶使重錘?？吭谟?jì)時(shí)器附近，用夾子夾好紙帶豎直掛在鐵架臺(tái)上。(3):接通電源,松開紙帶,讓重錘自由下落。220V交流電源鐵架臺(tái)紙帶夾子重錘大夾子電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器第24頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三(4):挑選與處理紙帶2mm2mm27654310h2h3h4h5h6h7第25頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理5、設(shè)計(jì)表格選擇兩點(diǎn)的速度v（m/s）選擇兩點(diǎn)的動(dòng)能Ek（J）選擇兩點(diǎn)間的距離△h（m）重力做功WG（J）動(dòng)能的增加量△E