2017-2018学年高中物理 第2章 能的转化与守恒 第1节 动能的改变教学案 鲁科版必修2

1、第一课实验：探讨恒力日与动能变化的关系。一、实验目的1.通过实验探索力，球对物体的速度变化有关系。理解探索过程和使用的方法。二、实验原理1.钩子的拉力改变了小车的速度。也就是说，小车的动能变了。2.胡克对于小车的牵引力，如果能求出小车动能的变化量，小车运动的变位，钩子对小车的拉力(接近钩弦的重力)，就能研究W=FS和 EK之间的关系。三、实验设备长木板(一端附有滑轮)、打点计时器、几根挂钩代码、小车、胶带、复印纸、标尺、细线。四、实验阶段1.如图211所示，安装实验仪器，调整滑轮的高度，使细线与长木板平行。图2112.将打点计时器固定在长木板上，纸带的一端固定在小车后面，另一端通过打点计时器。

2、改变木板的倾斜度，使小车的重力沿着倾斜的木板方向的分力平衡小车和纸带所受到的摩擦力，使小车进行匀速直线运动。3.用细线将木板的小车通过固定皮带轮与悬挂的钩子连接起来。打开电源，放一辆小车，小车拖着纸带移动，打了计时器，就在纸带上放了一系列的点。更换磁带，重复实验。选择清晰的磁带进行数据分析。五、数据处理1.寻找动能变化量 EK:小车在细善意拉动作用下均匀地加速直线运动，选择纸带适当的2点A，B作为超状态和结束状态，计算均匀变速直线运动特性V=a，B 2点的瞬时速度vA，vB，求出物体动能的变化量。 EK=MV B2-MV A2。2.解决外力的工作：牙齿过程中的细善意张力作用于小汽车，因为钩质量

3、小，所以可以认为小汽车的拉力F的大小等于钩加速所需外力的大小。用标尺测量a，B之间的距离S，可以知道拉的操作W=MGS。3.AC论证：通过表格中的数据比较W=FS和MVB2-MVA2的值，您可以看到在误差容差范围内的结果相同。换句话说，W=MVB2-MVA2表明外力对物体的作用等于物体动能的变化。变量。六、错误分析和注意事项1.在牙齿实验中，物体必须从静止开始运动，因此要准确地选择O点位置，选择第一点清晰的磁带，其他点的位置要尽量远离O点。2.牙齿实验的误差主要来自张力比钩代码略小的重力、摩擦力的完全平衡是不可能的、起点O的速度不等于0牙齿、测量误差等。3.实验中不可避免地要受到摩擦力的作用。

4、摩擦对小车有负面作用。我们研究牵引力工作与物体动能变化的关系，要努力消除摩擦力的影响。可以采用高支撑木板一端的方法。高支撑木板的一端，重力平衡倾斜方向的分力和摩擦力，就可以消除摩擦力的影响。4.把小车的加速度最小化。因为钩子拉动小车加速运动时，钩子处于失重状态，小车受到的拉力比钩子的重力大。要减少牙齿系统误差，必须将小车的加速度最小化。也就是说，实验中需要满足钩子的质量要比小车的质量小得多。正如力分析和牛顿第二定律所示，f=ma，mg-f=ma，f=f，联集f=。比m牙齿m大很多的时候，有F如果挂钩质量太大，与小车的质量相似，Fmg认为F=MG的误差很大。例1在“探索恒力工作与物体动能变化关系

5、的实验”中。图212(1)一名学生的实验设计方案如图212所示，牙齿实验表示小汽车在钩重力下受到的合外力，实验在设置了正确的操作规范的情况下进行(平衡摩擦力)，并且需要满足的条件如下：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)实验中，除了变位、速度外，还需要测量的物理量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)在上述实验中，打点计时器使用的交流频率为50 Hz。某学生平衡摩擦力时产生的一段纸带，如图213所示，小车以固定速度运动时的速度大小为_ _ _ _m/s。(计算结果保留3位有效数字。）图213解释 (1)实验时，要保证小车的质量远远大于钩子的质量。因为当小车的质量远远大于挂钩质量时，可以认为小车的拉力F的大小等于挂钩重力。(2)小车用细绳子穿过滑轮和钩连接，使小车在钩的拉下从木板开始的均匀加速运动，通过纸带信息测量钩子脱落的高度(小车的变位)和小车的相应速

7、度，计算拉的工作和小车的动能，并进行比较分析，得到牵引力工作和小车的动能变化之间的关系。需要牵引力的气力和动能也要测量钩子和小车的质量。(3)小车先速度，等速度运动，等速度运动的速度可以从DE段获得。V=m/s=1.40m/s。回答 (1)挂钩的质量远低于汽车的质量。(2)挂钩代码和手推车的质量(3)1.40例2一个实验组利用张力传感器和速度传感器探讨了阻力运行与动能变化的关系。如图214所示，将拉动传感器固定在小车上，用不能伸展的细线通过固定皮带轮连接到挂钩代码上，使用拉动传感器记录小车拉动的大小。在水平桌上50.0厘米外的A，B 2点分别安装速度传感器，记录汽车通过A，B点时的速度大小。小

8、车可以放秤砣。图214(1)实验的主要步骤如下：测量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _和张力传感器的总质量m1；将细善意一端固定在拉动传感器上，另一端通过固定皮带轮连接到挂钩代码。正确连接所需的电路。 C点，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _将重量添加到茶中，或重复_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)下表是他们测量的数据集，其中M是M1和小车重量质量的总和。| V2

9、2-V12 |是两个速度传感器记录速度的二分法的绝对值，因此出动能量的变化量EK，F是拉力传感器的牵引力，W是A，B之间F的工作。表格内的 ek3=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，w3=_ _ _ _ _ _）数据记录表次数M/kg| v22-V12 |/(ms-1) 2 ek/jF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40Ek31.22W341.002.401.202.421.2151.002.841.422.861.43(3)根据表格，请在图215的格子纸上制作Ek

10、W图形。图215分析 (1)实验的研究对象是小型车(包括重量和拉力传感器)，因此必须测量小型车和拉力传感器的质量(重量质量已知)。为了稳定运营小型车，小型车最好被停摆释放。重复实验，可以增加或减少秤锤的数量，从而改变研究对象的质量。(2)从表中的数据可以得到什么： ek3=m (v22-V12)=0.600j，W3=f3s=1.220.500j=0.610j。(3) EKW线是通过原点的斜线。回答 (1)从小茶从停止开始松开，减轻重量(2)0.600 J 0.610 J(3) ek-w图线如图所示。1.在“探究阻力日与动能变化的关系”的实验中，在小车运动中可能会受到阻力作用。这么小的车沿着木板

11、滑动的过程中，细线除了做那件事外还有阻力，会给实验带来误差。我们在实验中想到的方法是使木板稍微倾斜。对于木板的倾斜程度，正确的说法如下()木板稍微倾斜就行，没有严格的要求。木板的倾角理论上应符合以下条件：重力沿斜面的分力必须等于小车受到的分力。抵抗。如果小车能在倾斜的木板上以一定的速度运动，木板的倾斜程度就符合要求。事实上木板不倾斜，问题也不大。因为实验总是有误差。A. B. C.d .分析：选择B具有两个茄子标准，以确保木板符合实验要求。(1)小车的重力沿斜面作用的力必须等于小车自由运动所施加的阻力。(2)小车可以在木板上进行匀速直线运动。因此，b是正确的。2.某同学在“探索恒力日和动能变化

12、的关系”的实验中获得了W，V，v2的数据，请处理牙齿数据，确认W和V之间的关系。V/(ms-1)00.801.101.281.531.761.89V2/(m2s-2)00.641.211.642.343.103.57W/J0W02W03W04W05W06W0解决方案：创建Wv图像，如图A所示，使用W作为纵坐标，V作为横坐标。以w为纵坐标，v2为横坐标，创建如图B所示的Wv2图像。结论：图像中可见的Wv2，即力对物体执行的操作与物体速度的二次平方成正比。答案：请参阅解决3.科学规律的发现离不开科学探索，科学探索可以分为理论探索和实验探索。接下来，我们找到科学家的研究足迹，用两种茄子方法来探讨抗力

13、工作和物体动能变化之间的关系。(1)理论探索：根据牛顿的运动规律和相关运动学公式，在一定合力的作用下，推导出作用和物体动能变化之间的关系。(2)实验探索：一个学生的实验方案如图216甲所示，他想用钩子的重力来表达小车受到的合力。为了减少这种方法引起的实验误差，实验中必须采取的两种茄子措施如下。图216A._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _B._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2如图B所示，是从一个实验中得到的磁带。其中A

14、、B、C、D、E和F是计数点，相邻计数点之间的时间间隔为T。距离是指在击中c点时，小型车的速度_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；要验证外力作用和动能变化之间的关系，除了变位、速度外，还需要测量的物理量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _解决方案：(1)牛顿第二定律f=ma，运动公式v22-V12=2as，功能定义的w和=f和s，w和=mv22-mv12。(2) a .平衡摩擦；B.钩子的重力比汽车的总重力小得多。VC=；钩的重力和小车的总

15、质量。答案：请参阅解决4.在“探索抗力工作与动能变化的关系”实验中(图217所示的装置)。图217(1)以下哪一项是正确的？(？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(填充选项前的字母)A.平衡摩擦力的时候，必须通过细线在小车上挂钩B.要减少系统错误，挂钩质量必须远远大于汽车质量C.实验时要把小车靠近打点计时器，从静止中释放。(2)图218是实验获得的磁带的一部分，选择O、A、B、C计数点，已知用于打点计时器的交流频率为50 Hz，按下B点时汽车的瞬时速度大小为_ _ _ _ _ _ _ M/。图218分析：(1)平衡摩擦力时，不必在小车上挂钩。选项A无效。要减少系统错误，必须将挂钩

16、质量大大低于汽车质量，减少选项B错误。实验时，必须将小车靠近打点计时器，从静止中释放，选项C必须正确。(2)如磁带所示，B点的瞬时速度为VB=AC=M/S=0.653M/S。答案：(1)C (2)0.6535.一名学生将带滑轮的长木板平放在实验台上，将细绳的一端绑在小车上，另一端绕过固定滑轮，挂上适当的钩子，使小车在钩子的牵引下运动，定量地探讨了绳子的牵引力和小车的动能变化之间的关系。另外，他还准备了计时器附带的电源、电线、复写纸、录音带、小木块等。组装的实验装置如图219所示。图219(1)完成牙齿实验所需的实验设备有哪些_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

17、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)实验开始时，他先在木板上调节固定皮带轮的高度，使小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是要填写以下哪一项_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(字符代码填充):A.运动中避免汽车抖动。B.打点计时器能清晰地显示在纸带上打的痕迹C.可以保证汽车最终实现均匀的直线运动。D.平衡摩擦力后，细绳的张力可以等于小车的合力(3)平衡摩擦力后，他用多个钩子牵引小车，小车移动得太快，突出的纸带数少，很难选择合适的点来计算小车的速

18、度。请使用牙齿实验中的设备提出解决方案，以确保挂钩代码数量不变：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)他把钩重力所做的工作作为细绳的牵引力，经过多次实验，发现牵引力总是大于小车的动能增加。可能是以下任一原因导致的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(字符代码填充):A.打开电源，释放了小车B.汽车松开得太靠近打点计时器C.阻力未能沿木板方向完全平衡汽车重力的分力。D.钩弦执行均匀的加速运动，钩弦重力大于细绳张力。解释：(1)实验需要刻