第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系 1
会用实验的方法来探究外力做功与物体动能变化的关系,并能用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理.2.理解动能定理的内容,并能用动能定理分析、计算有关问题.一、探究外力做功与物体动能变化的关系实验与探究(1)实验目的:探究外力做功与物体动能变化的关系.(2)实验方法:让物体自由下落,下落过程经过 A、B 两点,测出 A、B 两点的高度差 hAB和 A、B 两点的速度 vA、vB,则重力做的功为 WG=mghAB.动能变化为 ΔEk=mv - mv .验证 WG与 ΔEk的关系.(3)实验器材:铁架台(带铁夹)、电火花打点计时器、刻度尺、重物、纸带、电源等.(4)实验步骤① 按如图所示把打点计时器安装在铁架台上,并接到电源上.② 把纸带的一端用夹子与重物固定好,另一端穿过计时器的限位孔,用手竖直提起纸带使重物停靠在电火花打点计时器附近.③ 先接通电源,后松开纸带,让重物自由下落.④ 重复几次,挑选出点迹清晰的纸带.在挑选出的纸带上,记下打第一个点的位置 O,并在纸带上任意选出几个点,并标上 1、2、3、…量出各点到 O 点的距离 h1、h2、h3、…⑤ 利用公式 vn=及 Ek=mv2、W=mgh 计算出各点对应的动能及重力对物体所做的功 W
⑥ 比较重力做功 W 与对应过程的动能变化 ΔEk是否相等.(5)误差产生的原因:重物和纸带在下落过程中受到打点计时器和空气的阻力,比较 W 和ΔEk的关系时,只计算重力的功,未考虑阻力的功,给实验带来误差.(6)实验结论:通过对实验数据进行对比,可知在误差允许的范围内重力做功与物体动能的变化相等.(7)注意事项① 应尽最大可能减小各种阻力的影响,可采取如下措施:a.应选用质量和密度较大的重物,以减小空气阻力的影响.b.打点计时器必须稳固安装在铁架台上,并且两个限位孔的中线要严格竖直,以减小纸带