必修实验五 探究动能定理

1、必修实验五 探究动能定理第1页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三知识要点归纳实验目的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2页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验原理1不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W、.第3页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三2由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据第4页，共49页，2022年，5月20日，10点15分

2、，星期三3以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标，作出Wv曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系第5页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验器材小车(前面带小钩)、100 g200 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)、56条相同规格的橡皮筋、刻度尺第6页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验步骤1按图551所示将实验仪器安装好同时平衡摩擦力图551过程分析导引第7页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三2先用一

3、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，将数据记入表格第8页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三4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.橡皮筋条数位移x/m时间t/s速度v/(ms1)速度平方v2/(m2s2)第9页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验分析第10页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图552(2)数据记录：把计算出

4、的速度填入上表中并算出v2值第11页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三(3)数据处理：在坐标纸上(如图553)画出Wv和Wv2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)第12页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图553第13页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三2实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系Wv2.第14页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三误差分析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第15页，共49

5、页，2022年，5月20日，10点15分，星期三3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16页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三注意事项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第17页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三2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的部分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4小车质量应大一些，使纸带上打的点多一

6、些第18页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验改进本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小；小车受到的外力也可以用拉力传感器采集以便于直接计算出合外力做功的大小；另外可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的操作步骤，达到简化实验过程的目的第19页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验典例探究实验原理及误差分析例1 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图554所示，实验主要过程如下：第20页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图554第21页，共49页，2022年

7、，5月20日，10点15分，星期三(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3；(3)作出Wv草图；第22页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三第23页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W第24页，共49页，2022年，5月

8、20日，10点15分，星期三B小车运动中会受到阻力，补偿的方法：可以使木板适当倾斜C某同学在一次实验中得到一条记录纸带纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因可能是没有使木板倾斜或倾角太小第25页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算第26页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三【解析】放开小车之后，小车在橡皮筋的作用下开始加速运动，等到橡皮筋与小车分离之后，小车做匀速直线运动本实验中测的速度是小车匀速运动的速度，而不是整个过程的平均速度，因此研究纸带上打下的点

9、一定是那些均匀分布的点【答案】D第27页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验数据的处理例2 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555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第28页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三平桌面上相距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29页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图555第30页，共49页，2022年，5月20日，10点15分

10、，星期三(1)实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；第31页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；在小车中增加砝码，或_，重复的操作第32页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三第33页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三(3)根据下表，请在图556中的方格纸上作出EW图线第34页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三次数M/kgE/JF/NW/J10.

11、5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43数据记录表第35页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图556第36页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三第37页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三第38页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三【答案】(1)小车接通电源后释放小车改变钩码数量(2)0.6000.610(3)如图557图557第

12、39页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三实验创新例3第40页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议第41页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三图558第42页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三(1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？(2)让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3

13、、L4,读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4，并绘制了如图乙所示第43页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三的Lv图象根据绘制出的Lv图象，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出()第44页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三(3)本实验中,木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？第45页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星期三(2)由于题图乙是关于“Lv”的图象,该图象为曲线，不便于直观地看出L和v的变化关系，所以下一步应作出“Lv2”图象，应选A.第46页，共49页，2022年，5月20日，10点15分，星