第四讲　实验五：探究动能定理VIP免费

第四讲实验五：探究动能定理1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系．2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系．探究功与物体动能变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用下图所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度．小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板、两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．一、实验步骤1．按下图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板装有打点计时器的一端用薄木块略微垫高，平衡摩擦力．2．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．3．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．4．用3条、4……条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.橡皮筋条数力对车做的功位移x－m时间t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)1W22W33W44W54W66W二、数据获得及分析5．测量小车的速度实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝xT(T为打点计时器的时间间隔)．6．实验数据处理及分析在坐标纸上画出W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．7．实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2.1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角．2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差．3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差．用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行，小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带记录其运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不均，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：(1)适当垫高木板是为了________；(2)通过纸带求小车速度时应使用纸带的________(“”选填全部、“”“”前面部分或后面部分)(3)若实验做了n次，所用橡皮条分别为1根、2…根、、n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…、、vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W－v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是________．解析：(1)平衡摩擦力：将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮条，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力．(2)通过纸带求小车速度时应使用纸带的后面部分．(3)作出的W－v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是W与速度v的平方成正比．答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W与速度v的平方成正比“”某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究动能定理．如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量________和拉力传感器的总质量M1；把...