實驗五探究動能定理

實驗五探究動能定理第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1．通過實驗探究外力對物體做功與物體速度的關系．2．通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結出做功與物體速度平方的正比關系．第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月探究功與物體動能變化的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同功時物體的速度，為簡化實驗可將物體初速度設置為零，可用下圖所示的裝置進行實驗，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加，再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度．第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月小車(前面帶小鉤)、100g～200g砝碼、長木板、兩側適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘、打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用電火花計時器不用學生電源)、5～6條等長的橡皮筋、刻度尺．第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實驗步驟1．按下圖組裝好實驗儀器，由于小車在運動中會受到阻力，把木板裝有打點計時器的一端用薄木塊略微墊高，平衡摩擦力．第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2．先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格．3．用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格．4．用3條、4條……橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月橡皮筋條數(shù)力對車做的功位移x－m時間t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)1W22W33W44W54W66W第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二、數(shù)據(jù)獲得及分析第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月6．實驗數(shù)據(jù)處理及分析在坐標紙上畫出W－v和W－v2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位)．7．實驗結論：從圖象可知功與物體速度變化的關系W∝v2.第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月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勻速運動，找到木板一個合適的傾角．2．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．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(shù)值．第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月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．第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關系實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行，小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶記錄其運動情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不均，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)適當墊高木板是為了________；(2)通過紙帶求小車速度時應使用紙帶的________(選填“全部”、“前面部分”或“后面部分”)(3)若實驗做了n次，所用橡皮條分別為1根、2根、…、n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2、…、vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W－v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關系是________．第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：

(1)平衡摩擦力：將木板放有打點計時器的一端墊高，小車不連橡皮條，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動，如果紙帶上打出的點間距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速直線運動，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力．(2)通過紙帶求小車速度時應使用紙帶的后面部分．(3)作出的W－v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關系是W與速度v的平方成正比．答案：

(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W與速度v的平方成正比第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”．如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大小，小車中可以放置砝碼．第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)實驗主要步驟如下：①測量________和拉力傳感器的總質量M1；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在C點，________，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度．③在小車中增加砝碼，或________，重復②的操作．(2)表格是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質量之和，|v22－v12|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量ΔE，F(xiàn)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ΔE3＝________，W3＝________.(結果保留三位有效數(shù)字)第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|v22－v12|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)根據(jù)表格，請在圖中的方格紙上作出ΔE－W圖線．第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：

(1)①小車②釋放小車③減少砝碼(2)0.600J0.610J(3)見解析第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月某同學用如圖所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)該同學在一條比較理想的紙帶上，依次選取0、1、2、3、4、5共六個計數(shù)點，分別測量后5個計數(shù)點與計數(shù)點0之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差Δv2(Δv2＝v2－v02)，填入下表：計數(shù)點x/cmΔv2/(m2·s－2)0//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1959.200.23第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月請以Δv2為縱坐標，以x為橫坐標在方格紙中作出Δv2－x圖象．若測出小車質量為0.2kg，結合圖象可求得小車所受合外力的大小為________N.第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)該同學通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍．你認為主要原因是________________，實驗操作中改進的措施是________________．解析：

(1)將表中的數(shù)據(jù)分