粤教版必修2 第4章 4 实验：探究外力做功与物体动能变化的关系 课件（20张）.ppt

目标定位 1 通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系 2 能够通过实验数据 总结出动能定理的表达式 4实验 探究外力做功与物体动能变化的关系 2 实验器材铁架台 带铁夹 重物 纸带 电源等 mgh 电火花打点计时器 刻度尺 3 实验步骤 1 组装器材 如图1所示 把打点计时器固定在铁架台上 用导线将打点计时器与电源连接好 图1 2 接电源 打纸带 把纸带的一端在重物上用夹子固定好 另一端穿过打点计时器的限位孔 用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近 接通电源 待打点稳定后松开纸带 让重物自由下落 重复几次 打下3 5条纸带 3 选纸带 选择点迹清晰的纸带 选择相邻点的间隔比较明显的点作为计数的起始点 从起始点开始在计数点上依次标上0 1 2 3 2 计算两点间对应的重力做的功mg h和动能增加量 ek 将结果填入表格中 进行比较 得出结论 5 误差分析 1 偶然误差 测量长度时会带来误差 减小误差的办法 测距离时都应从第一个计数点0量起 多测几次取 2 系统误差 实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力 主要是打点计时器的阻力 做功 故动能的增加量 ek必定 填 稍小于 或 稍大于 重力做的功wg 平均值 稍小于 6 注意事项 1 为减小误差 应重复多次实验 从中挑选出打点清晰的一条纸带进行测量 2 应尽可能减小各种阻力的影响 可采取如下措施 应选用质量和密度 的重物 以减小空气阻力的影响 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 以减小纸带所受的摩擦力 释放前将纸带拉至竖直且保证不与限位孔接触以减小纸带与限位孔间的摩擦 较大 竖直 3 实验时必须是先 打点计时器正常工作后再 让重物下落 4 各点的速度 填 能 或 不能 用v gt来求解 接通电源 放开纸带 不能 三 实验方案二 由重物通过滑轮牵引小车如图3所示 小车在钩码的牵引下做匀加速直线运动 图3 1 测量前的准备 平衡摩擦力将木板一端垫高 让小车从木板上匀速滑动 从而平衡摩擦力 将木板一端垫高至轻推小车后小车做 运动 从而使小车受到的摩擦力 小车重力沿斜面方向的分力 2 实验必须满足的条件 钩码质量m 小车质量m 在钩码质量m 小车质量m的条件下 钩码的重力大小才近似等于小车所受合力 匀速直线 等于 远小于 远小于 3 有关测量和计算 1 小车受到的合外力f 大小近似等于所挂钩码的重力mg 故用 测出钩码的质量m可求f mg 2 通过纸带测小车的位移s 3 求出合力对小车做的功w fs 4 根据v 算出对应位移l小车获得的初速度和末速度 并算出物体的初 末动能ek1和ek2 5 研究w与 ek的关系 得出实验结论 天平 mgs 4 注意事项 1 实验前首先必须平衡摩擦力 此过程中小车 填 需要 或 不需要 连接重物或拴橡皮筋 但应连着纸带且接通电源 2 实验中必须保证牵引小车的钩码的质量应 小车的质量 不需要 远小于 例1 在利用打点计时器 探究外力做功与动能变化的关系 实验中 如果纸带上前面几个点比较密集 不够清晰 可舍去前面的比较密集的点 在后面取一段打点较为清晰的纸带 同样可以验证 如图4所示 取o点为起始点 各点的间距已量出并标在纸带上 所用交流电的频率为50hz 重物的质量为m g取9 8m s2 图4 1 打a点时 重物下落速度为va 重物动能eka 2 打f点时 重物下落速度为vf 重物动能ekf 3 打点计时器自打出a点开始到打出f点 重物重力做功为 动能的增加量为 4 根据纸带上提供的数据 在误差允许的范围内 重物从打点计时器打出a点到打出f点的过程中 得到的结论是 答案 1 1 30m s0 85mj 2 2 28m s2 60mj 3 1 75mj1 75mj 4 在实验误差允许的范围内 ek wg 即重力对物体做的功等于物体动能的变化 例2 在 探究外力做功与物体的动能变化的关系 的实验中备有下列器材 a 打点计时器 b 天平 c 秒表 d 低压交流电源 e 电池 f 纸带 g 细线 砝码 小车 砝码盘 h 薄木板 1 其中多余的器材是 缺少的器材是 2 测量时间的工具是 测量质量的工具是 3 如图5所示是打点计时器打出的小车 质量为m 在恒力f作用下做匀加速直线运动的纸带 测量数据已用字母表示在图中