实验五探究动能定

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1、必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第五讲实验五：探究动能定理第五讲实验五：探究动能定理必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律1通过实验探究外力对物体做功与物体速度通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系的关系2通过实验数据分析，总结出做功与物体速通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系度平方的正比关系必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律探究功与物体动能变化的关系，可通过改变力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对物体做的功，测出力对物体做不同功时物

2、体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用如图所示的装置进行实验，通过增加橡皮可用如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通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度的末速度必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律橡皮筋、打点计时器、小车、纸带、电源、导橡皮筋、打点计时器、小车、纸带、电源、导线、刻度尺、木板、钉子等线、刻度尺、木板、钉子等必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定

3、律一、仪器安装一、仪器安装按图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受按图组装好实验仪器，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，平衡摩擦力块略微垫高，平衡摩擦力必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律二、打纸带及记录二、打纸带及记录1先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸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带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车，设此时橡皮筋对小车做的功为做的功为W1，将这一组数据记入表格，将这一组数据记入表格2用用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长条

4、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，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格，将数据记入表格3用用3条、条、4条条橡皮筋做实验，用同样的方橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格法测出功和速度，记入表格必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律2实验数据记录实验数据记录橡皮橡皮筋条筋条数数力对车力对车做的功做的功位移位移x/m时间时间t/s速度速度v/(ms1)速度平方速度平方v2/(m2s2)1

5、W22W33W44W55W66W必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律3.实验数据处理及结论：实验数据处理及结论：在坐标纸上画出在坐标纸上画出Wv和和Wv2图线图线(“W”以一根橡皮筋做的功以一根橡皮筋做的功为单位为单位)4实验结论：实验结论：从图象可知功与物体速度变从图象可知功与物体速度变化的关系化的关系Wv2.必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律1平衡摩擦力时连着纸带且接通电源平衡摩擦力时连着纸带且接通电源2测小车速度时，纸带上的点应选分布均匀测小车速度时，纸带上的点应选分布均匀部分的，也就是小车做匀速运动时所打点进行部分的，也就是

6、小车做匀速运动时所打点进行测量、计算测量、计算3小车应靠近打点计时器，并且要先接通电小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再释放小车源再释放小车4小车质量应大一些，使纸带上打的点多一小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些些5橡皮筋应选规格一样的橡皮筋应选规格一样的必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律1橡皮筋的差异和拉伸长度差异使做功不橡皮筋的差异和拉伸长度差异使做功不同同2平衡摩擦力不彻底或平衡过了也会造成误平衡摩擦力不彻底或平衡过了也会造成误差差3利用打上点的纸带计算小车的速度时，测利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带来误差量不准会带来误差.必修必修2

7、 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律对实验原理及实验过程的考查对实验原理及实验过程的考查某学习小组做探究某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化合力的功和物体速度变化关系关系”的实验如图，图甲中小车是在一条橡皮的实验如图，图甲中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为小车做的功记为W.当用当用2条、条、3条条，完全相，完全相同的橡皮筋并在一起进行第同的橡皮筋并在一起进行第2次、第次、第3次次实实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小车获得的速度由打

8、点计时一致每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出器所打的纸带测出必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(1)除了图甲中已有的实验器材外，还需要导线、除了图甲中已有的实验器材外，还需要导线、开关、铁钉、刻度尺和开关、铁钉、刻度尺和_电源电源(填填“交流交流”或或“直流直流”)；(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可放开

9、小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态橡皮筋仍

10、处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线小车已过两个铁钉的连线必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的用纸带的_部分进行测量部分进行测量(根据图乙所根据图乙所示的纸带回答示的纸带回答)必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律解析：解析：(3)因为木板水平放置，故摩擦力没有因为木板水平放置，故摩擦力没有被平衡掉，当小车速度最大时，被平衡

11、掉，当小车速度最大时，F弹弹Ff，故橡，故橡皮筋仍有弹力，处于伸长状态皮筋仍有弹力，处于伸长状态(4)求速度应按纸带中小车匀速运动时所打点的求速度应按纸带中小车匀速运动时所打点的部分来求部分来求答案：答案：(1)交流交流(2)D(3)B(4)GK必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律拓展创新实验拓展创新实验利用其他装置利用其他装置探究探究某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理动能定理”如图所示，他们将拉力传感器如图所示，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固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一

12、个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车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受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通两点各安装一个速度传感器，记录小车通过过A、B时的速度大小，小车中可以放置砝码时的速度大小，小车中可以放置砝码必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(1)实验主要步骤如下：实验主要步骤如下：测量测量_和拉力传感器的总质量和拉力传感器的总质量M1；把；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过细线的一端固定

13、在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在将小车停在C点，点，_，小车在细线拉，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的时的速度速度在小车中增加砝码，或在小车中增加砝码，或_，重复，重复的的操作操作必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(2)下表是他们测得的一组数据，其中下表是他们测得的一组数据，其中M是是M1与与小车中砝码质量之和，小车中砝码质量之和，|vv|是两个速度传感是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变器记录速度的平方差，可以据此

14、计算出动能变化量化量E，F是拉力传感器受到的拉力，是拉力传感器受到的拉力，W是是F在在A、B间所做的功表格中的间所做的功表格中的E3_，W3_.(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律(3)根据下表，请在图中的方格纸上作出根据下表，请在图中的方格纸上作出EW图线图线数据记录表数据记录表必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律解析：解析：(1)在实验过程中拉力对小车和传感在实验过程中拉力对小车和传感器做功使小车和传感器的动能增加，所以需

15、要器做功使小车和传感器的动能增加，所以需要测量小车和传感器的总质量；测量小车和传感器的总质量；通过控制变量通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；同的数据；(2)通过拉力传感器的示数和通过拉力传感器的示数和AB长用长用WFL可计可计算拉力做的功；算拉力做的功；必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律答案：答案：(1)小车释放小车减少砝小车释放小车减少砝码码(2)0.600 J0.610 J(3)见解析见解析必修必修2 2 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律练规范、练速度、练技能练规范、练速度、练技能随堂训练随堂训练返回目录返回目录