实验五探究动能定理.ppt

工具 必考部分 必修1 第三章 牛顿运动定律 实验五探究动能定理 第一页，共二十五页，2022年，8月28日 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． 第二页，共二十五页，2022年，8月28日 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． 第三页，共二十五页，2022年，8月28日 小车(前面带小钩)、100 g～200 g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． 第四页，共二十五页，2022年，8月28日 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． 第五页，共二十五页，2022年，8月28日 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. 第六页，共二十五页，2022年，8月28日 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) 1 W 2 2W 3 3W 4 4W 5 4W 6 6W 第七页，共二十五页，2022年，8月28日 二、数据获得及分析 第八页，共二十五页，2022年，8月28日 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. 第九页，共二十五页，2022年，8月28日 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． 第十页，共二十五页，2022年，8月28日 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． 第十一页，共二十五页，2022年，8月28日 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： 第十二页，共二十五页，2022年，8月28日 (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________． 第十三页，共二十五页，2022年，8月28日 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 第十四页，共二十五页，2022年，8月28日 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50.0 cm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． 第十五页，共二十五页