必修2-第五章-实验五-探究动能定理

实验五 探究动能定理一、基本原理与操作原理装置图操作要领(1)安装：把纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器的限位孔(2)平衡：须平衡摩擦力，垫高木板一端(3)条件：mM，即使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量，可认为小车所受拉力 F 的大小等于砝码和小盘所受重力的大小(4)小车：靠近打点计时器且接通电源再释放小车二、数据处理1.(1)利用“匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”计算纸带上选定的点对应的速度 vn＝。(2)测出小车某两计数点的位移，计算拉力在该过程中对小车做的功 W 和小车动能的变化量 ΔEk。2.比较各次实验中拉力做的功和物体动能变化的数值，从而得到外力对物体做的功和物体动能变化的关系。注意事项平衡摩擦力：实际操作中是采纳把木板的一端垫高，用小车重力的分力和阻力平衡的方法来消除阻力的影响。误差分析1.实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的，但实际上二者并不相同。2.在 mM 时，细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力，误差较小； m 越大，误差越大。因此实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量。热点一 教材原型实验命题角度 实验原理与基本操作【例 1】 (2024·江苏单科，10)利用如图 1 所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为 M＝200.0 g，钩码的质量为 m＝10.0 g，打点计时器的电源为 50 Hz 的沟通电。图 1(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到___________________________________________________________。(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图 2 所示。选择某一点为 O，依次每隔 4 个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离 Δx，记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度 v，其中打出计数点“1”时小车的速度 v1＝________m/s。图 2(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g＝9.80 m/s2，利用 W＝mgΔx 算出拉力对小车做的功 W。利用 Ek＝Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量 ΔEk。计算结果见下表。W/×10－3J2.452.923.353.814.26ΔEk/×10－3J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在方格纸上作出 ΔEk－W 图像。(4)实验结果表明，ΔEk总是略小于 W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力 F...