动能定理实验

动能定理实验试验点要求：1.实验原理和实验操作2 .数据处理和误差分析3 .实验的开展和创新基本的实验要求1 .实验目的探索工作与物体速度变化的关系2 .实验原理(1)设1根橡皮筋作用于手推车上，移动距离s的工作为w。(2)两根橡胶作用于手推车，移动距离s的工作必须为2W(3)三根橡胶作用于推车，移动距离s的工作必须为3W(4)可以利用打点定时器求出车离开橡皮筋的速度、清单、曲线图，根据图像来确定速度变化和工作的关系。3 .实验器材橡皮筋、手推车、木板、打点计时器、纸带、钉子等4 .实验顺序(1)抵靠高板的一端，平衡摩擦力(2)伸长的橡皮筋在手推车上工作；用橡胶拉手推车做工作w用两根橡皮筋拉手推车工作2W用三根橡皮筋拉手推车工作3W(3)测量每次工作都得到车的速度(4)使用在各实验中测量的v和w，描绘W-v或W-v2、W-v3、的图像，直到w和v的关系明确为止。5 .实验的结论物体速度v与外力功w的关系W=mv2总结法则的方法1 .实验注意事项(1)提高板的一端，使车的重力沿斜面向下的分力和摩擦阻力平衡的方法，是轻轻推车，根据打点计时器接触纸带的点的均匀度判断车是否等速运动，找到长板的适当倾斜的方法(2)测量车辆速度时，应该选择纸带上点均匀的部分，也就是选择车辆进行等速运动的部分(3)橡皮筋必须规格相同。 力给推车的工作以橡皮筋的工作为单位即可，无需计算具体的数值(4)要提高购物车的质量，多带纸2 .实验性探索的技术和方法(1)不直接计算w和v的数值，只看第二次、第三次实验中的w和v是第一次的几倍，简化数据的测定和处理。(2)制作w-v图像或者W-v2、W-v3图像，直到制作的图像成为倾斜的直线为止.试验点的实验原理和实验操作例1 (2014天津9(2) )某同学把带滑轮的长板放在实验机上，把细绳子的一端接在车上，另一端绕过固定绳轮，挂上适当的钩绳，使车在钩绳的牵引下移动，由此拉绳功和车的动能另外，准备了打点计时器和成套电源、导线、复印纸、纸带、小木块等。 组装后的实验装置如图1所示。为了完成这个实验所需要的实验器材有：实验开始时，他首先调节了板上的固定滑轮的高度，使牵引车的绳与板平行。 他做的目的是下面哪个a .避免汽车在运动中摇晃b .打点计时器在磁带上打出的痕迹可以清晰c .可以保证推车最终能实现等速直线运动d .平衡摩擦力后，绳子的张力可以与车辆受到的力相同平衡摩擦力后，他用多个钩子拉小车，发现小车的动作过快，打出的纸带的分数少，很难选择合适的点来计算小车的速度。 在保证挂钩软线数量一定的条件下，请利用本实验的器材提出解决方案。 _ _ _ _ _ _ _ _他把钩的重力工作作为绳索的张力工作，经过多次实验，发现张力工作总是大于车动能的增加。 这种情况可能是由以下原因引起的_ (填写符号)。a .一边打开电源一边释放了推车b .购物车发行时离打点计时器太近了c .阻力由于推车重力沿板方向的分力而不完全均衡d .钩绳均匀地进行加速运动，钩绳的重力大于绳的张力回答标尺、天平(包括重物)D 可在手推车上加入适量的重物(或挂钩软线)CD1.实验原理和实验操作某学习小组做了“探索工作和速度变化的关系”实验的图2所示，图中的车用橡皮筋飞出，沿着木板滑动，橡皮筋把车的工作记为w。 2根、3根使用完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时(每次实验橡皮筋的长度一致)，每次实验中，汽车得到的速度是从打点计时器在纸带上打的点开始计算的。图2(1)除了图中现有的实验器材之外，还需要导线、开关、标尺和_ _ _ _ _ (“交流”或“直流”)电源。(2)在实验中，汽车受到摩擦力的作用，可以适当地倾斜板来平衡摩擦力，所以下一个操作是正确的()a .放开手推车的话，可以自由下车b .一放开手推车，就能等速滑下来c .如果把拖着纸带的手推车放开，可以自由地滑下来d .拖着纸带放开手推车，就能等速滑下来(3)板水平放置的话，车用两根橡胶移动，但是车的速度最大时，橡胶放置的状态和车放置的位置，如下所示是正确的()a .橡皮筋处于原来的长状态b .橡皮筋保持伸长状态c .手推车在两根钉子的连接处d推车已经系了两根钉子(4)正确操作的情况下，打在胶带上的点不一定均匀，所以为了测定获得购物车的速度，用胶带的_部分进行测定(根据图3所示的胶带回答).回答(1)交流(2)D (3)B (4)GJ2.实验原理和实验操作一个实验组用图4所示的装置探讨了“工作和速度变化的关系”。 实验中，汽车撞上制动装置时，挂钩软线达不到地面。 实验的一部分步骤如下a .在桌子上固定一端带固定滑轮的长板，在长板的另一端固定打点计时器b .把胶带穿过打点计时器的挡块孔，连接到推车的后端，用绳子越过固定带轮，连接推车和挂钩软线c .把购物车拉到靠近打点计的位置，打开电源，从静止状态中释放购物车，拿到磁带d .通过切断电源，分析车的位移和速度变化的关系(不需要知道外力的大小)，来研究外力对车施加的功和速度变化的关系(1)以下实验过程的记述正确的是a .在实验中必须控制挂钩代码的质量，远小于购物车的总质量b .实验前，必须调节固定滑轮的高度，使推车的细绳和长板平行c .实验前要适当地将长板的右端放高，以平衡摩擦力d .实验时，请先推车动起来，等一会儿再接通打点计时器的电源(2)在实验中，该组的同学在图5中示出了推车位移x和推车速度v的关系图像，但根据该图的形状，某同学对w和v的关系进行了推测，毫无疑问是不正确的A.WvB.Wv2c.w UTDD.Wv3答案(1) b (2)交流试验点2数据处理和误差分析例2如图6所示，是某个研究性学习组探索“橡胶功与物体速度变化的关系”的实验，图中汽车在橡胶的作用下飞出，沿着板滑动的样子。 此时，橡皮筋的车的工作用w表示。 我们把2根、3根完全相同的橡胶一起2次、3次进行实验的时候，橡胶每次都延伸到相同的位置。 汽车每次实验得到的速度是用打点计时器打点的纸带测量的。(1)除了图示的实验器材外，还有(2)平衡摩擦力后，每次实验得到的纸带上的点不均匀。 在纸带的_部分测量，以测量购物车获得的速度(3)接下来在本实验的数据记录表中，第2次、第3次请将实验中的橡皮筋的工作填写到对应的位置橡皮筋做工作十年间距离的距离远离x (m )十年间距离的时间期间T(s )弄到手推车得到的速度度vn车速小温度的平坦性方v第一次w0.2000.2第二次0.2800.2第三次0.3000.2第四次0.4000.2第五次0.4500.2(4)理论上，橡胶的功Wn和物体速度vn的变化的关系应该为wn _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，根据表测量的数据，在图7所示的坐标系中建立适当的图像验证理论图7答案(1)标度、交流电源(2)点间距均匀(3)2W、3W、4W、5W (4)v图像的分析3.实验数据的处理(2013四川8(2) )如图8所示，一组学生借助“探索a与f、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理和操作，进行了“研究外力与动能变化的关系”的实验图8为了达到平衡阻力的目的，卸下绳子和托盘，调整垫片的位置，使长板的倾斜发生变化，判断推车是否从打出的纸带上运动连接绳和托盘，放入重物，通过实验得到如图9所示的纸带。纸带上o是推车开始运动的时刻的点，选择了时间间隔为0.1 s的相邻计数点a、b、c、d、e、f、g .实验时施加在推车上的张力为0请计算推车所受到的外力引起的工作w和推车动能的变化ek，并填补表中的空间(结果保留小数点后第四位)。o-b型火箭o-c战斗机o-d战斗机o-e飞机JK K世界足球锦标赛0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据发现，在实验误差允许的范围内，W=Ek与理论导出结果一致实验前测得的托盘质量为7.710-3 kg，实验时该组同学放在托盘中的砝码质量为_kg(g为9.8 m/s2，结果保留小数点后第三位)。回答等速直线(或等速)0.111 5 0.110 5 0.0154.数据处理和误差分析一位同学为了探索“齐心协力工作与物体动能变化的关系”而设计了以下实验。 他的操作顺序如下(1)如图10所示，设置了手推车质量M=0.20 kg、钩总质量m=0.05 kg的实验装置.(2)释放手推车，打开打点定时器的电源(电源频率f=50 Hz )，打出磁带(3)他把反复多次实验得到的纸带中觉得满足的东西拿出来，如图11所示，把掉下来的第一个点设为0，接下来依次取几个计数点，相邻的计数点之间还没有画出4点。 以厘米尺度测量的从各计数点到0点的距离，分别是d1=0.041 m、d2=0.055 m、d3=0.167 m、d4=0.256 m、d5=0.360 m，d6=0.480 m他是钩绳的重力(当地的重力加速度g=0. 480 m 使用0点到5点的合力为工作w=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (结果保留3位的有效数字，重力加速度g为10 m/s2 )，5点为止的车的动能ek=_ (相关数据的开头字符串式)，将5点为止的车的动能作为车的动能的变化量，ek=0图11(4)这次实验研究的结果，他得不到“合力移动物体的工作等于物体动能的增加”，误差很大。 通过反省，我认为误差的原因如下。 其中正确的是_ _ _ _ _ _ _a .钩绳的质量太大，合力对物体工作的测量值比真实值大得多b .因为没有平衡摩擦力，合力对物体作用的测量值比真值大得多c .由于推车的释放和接通电源的顺序错误，动能增加量的测量值比真值小d .不使用最小刻度为毫米的刻度来测量距离也是此误差的重要原因答案(3)0.180 (d6-d4)2 (4)AB试验点3实验的展开和创新1 .在本实验中，不需要计算橡皮筋的每个工作的具体数值，但是，需要计算每辆车得到的速度，距离的测定中存在一定的误差，因此，速度的大小不正确，可以在此安装速度传感器来进行实验.2 .本实验也用挂钩牵引车完成，车上安装张力传感器测量张力大小，测量位移大小，决定了力的功量。例3某实验组利用拉伸传感器和速度传感器探讨了“外力功与物体动能变化的关系”。 如图12所示，他们把拉伸传感器固定在车上，用不伸长的细线通过固定滑轮与钩绳连接，使用拉伸传感器记录了车受到拉伸力的大小。 在水平台上距离50.0 cm的a、b两点(a、b两点未图示)上安装速度传感器，记录了车通过a、b时的速度的大小。 可以把重物放在车上。(1)实验的主要步骤如下测量_和张力传感器的总质量M1将细线的一端固定在拉伸传感器上，另一端用固定带轮连接到挂钩电线上，正确连接必要的电路把手推车停在桌面右端附近的打点计时器上，用细线拉运动，记录细线的拉力和车通过a、b时的速度在购物车中添加重物，或反复进行_，的操作(2)表中是他们测量的几个数据，m是M1和汽车砝码的质量之和，|v-v|是两个速度传感器的记录速度的平均方差，能够据此计算动能变化量e，f是拉伸传感器受到的拉力，w是f在a、b之间的工作表中的E3=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。数据记录表次数公斤级|v-v| /(m/s)2E/J信噪比世界足球锦标赛10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40e31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根据表，请在图13中的方格纸上绘制E-W图图13答案(1)推车、重物接通电源，释放推车减少挂钩(2)0.600 0.610 (3)如图所示5.实验的展开(2013新课标全国ii22 )一个同学把轻弹簧放在光滑的水平台上，弹簧的左端固定，右端与小球接触而不固定。 当弹簧处于原来的长度时，小球正好在桌子的边缘，如