广东省化州市实验中学高中物理《4.44.5实验 探究合外力的功与动能变化的关系》学案（无答案）粤教版必修2.doc

实验5：探究合外力的功与动能变化的关系目的：验证动能定理w=ek=mv2/2或验证wv2;v2=kh（一次函数）实验方案一：自由落体模型实验方案二：沙桶小车模型实验方案三：橡皮筋弹射模型 下面以方案1为例:进行探究外力的功与动能变化的关系实验目的：验证下落h过程wg与这个过程动能变化ek是否相等。 实验原理：几种常用的纸带记录与处理措施：h01h02h03h04h05纸带处理方法一：1. 纸带打出的第一个点标上o，后面适当位置开始连续取出abcde等作为计数点，计数点间隔为0.02s2. 依次测量各计数点到第一点o点的位移即下落高度ha, hb, hc, hd, he 3. 假设以下落段ob 为研究过程：重力做功为wg=mghb； 比较wg与ekb可以发现在误差范围内有：，同理对od过程也成立，4.结论：外力对物体做的功等于动能的变化。纸带处理方法二： 1. 在纸带上适当位置选取清晰且方便测量的点开始作为第一个计数点0，每2个或5个间隔取一个计数点，依次标出1,2,3,4,5,.等若干个计数点。*（计数点的取法是任意的，方便测量及计算即可）*2. 依次测量各计数点到0计数点的位移（需要估读至最小刻度下一位数值）；记录下来：表格一：测量各计数点到选取的第一个计数点o的距离，记录下来： 单位：cm，保留2位小数。*下标说明：“h01”即计数点01的高度差，“h24”为计数点2计数点4的高度差 3. 取从1下落至3的过程作为研究：重力做功wg=mgh=mgh13计算初状态1，到末位置3动能的变化ek；先计算1,3的速度： 比较wg与ek可以发现wg=ek同理对计数点24的过程也可以验证动能定理成立。4.结论：外力做的功等于物体动能的变化。 实验6:验证机械能守恒实验目的：验证|ep|=|ek|原理：重物自由落体运动，重力势能的减少等于动能的增加器材：打点计时器，纸带，重物（带夹子），刻度尺，铁架台（含铁夹）实验步骤：1 如图竖直固定装置在铁架台上，并将打点计时器接到电源上。纸纸带的一端用夹子固定在重物上，2 纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物靠在打点计时器附近且静止3 先接通电源，然后松手让重物带着纸带自由下落。4 重复几次，得到35条纸带5 在打好点的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，在起始点标上o，以后的点依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落的高度，h2，并计算相应的重力势能减少量mghn.6 计算各点对应的瞬间速度，并计算相应的动能7 以自由落体的起点和n点为研究过程：比较mvn2/2mghn补充说明：选纸带根据下面数据处理的方案分两种情况说明 (1) 用(起始段探究)即： mvn2/2mghn验证时，应选点迹清晰，且最开始两点间距离小于或接近2 mm的纸带注意：若最初两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的这样，第1个点就不是运动起始点，这里的h是从静止的o点开始的，这样纸带不能选(2)用（中间段探究）即：mvb2/2mva2/2mgh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点（即不再是开始点），这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用数据处理：一、求瞬时速度在第一个打点上标出o，并从稍靠后的某一点开始，依次标出1、2、3、4、并量出各点到位置o的距离h1、h2、h3、h4、.用公式（即）计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4。注意：不能根据vn=gt计算n点瞬时速度，同理不能根据h=gt2/2计算每段hn。二、验证守恒（比较重力势能的减少与动能）方法1、(列表计算法)：利用起始点和第n点计算o点到各点转化守恒代入mghn和mvn2/2，如果在实验误差允许的范围内，mghnmvn2/2，（一般取57个点列表）则说明机械能守恒定律是正确的注意：该实验不需要使用天平测质量。方法2、（列表计算法）任取两点计算简单验证a到b守恒。(1)任取两点a、b测出hab，算出ghab. (2)算出vb2/2va2/2的值(3)若在实验误差允许的范围内，ghabvb2/2va2/2，则机械能守恒定律成立方法3、（图象法）：从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数