验证动能定理

1、三、装置与器材三、装置与器材验证动能定理验证动能定理一、目的一、目的验证合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。验证合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。二、原理二、原理1.验证：验证：w合合=ek低压低压交流交流电源电源刻度尺刻度尺2.验证：验证：w合合 ek？四、操作与数据记录四、操作与数据记录（据目的与原理）（据目的与原理）1、如图把仪器装置好、如图把仪器装置好2、测量合外力、测量合外力f合合与质量与质量m2）f合合=mg1）质量）质量m：用天平测量：用天平测量3、测量速度、测量速度v与对应的下降高度与对应的下降高度h纸带纸带2022121mvmvmgh原理：1.1.在纸带上确定研究过

2、程（即初末位置）在纸带上确定研究过程（即初末位置）五、数据处理五、数据处理（据目的与原理）（据目的与原理）4、求出在研究过程中合外力对物体做的功：、求出在研究过程中合外力对物体做的功：2、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移s3、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度v0与与v 。mghw合6 6、验证、验证 与与 在误差允许范围内是否相等在误差允许范围内是否相等mgh2022121mvmv 5、算出研究过程的初末动能：、算出研究过程的初末动能： 与与221mv2021mv六、误差分析六、误差分析1、纸带与打

3、点计时器间存在摩擦阻力、纸带与打点计时器间存在摩擦阻力w w合合与与e ek k，哪个大？，哪个大？2 2、测量有误差、测量有误差七、注意事项七、注意事项1.打点计时器的平面要竖直放置，两个限位空的连线要在竖直方向。打点计时器的平面要竖直放置，两个限位空的连线要在竖直方向。纸带释放前要竖直拉直，重物要靠近打点计时器。纸带释放前要竖直拉直，重物要靠近打点计时器。2.要保证重物作自由落体运动的距离足够长，以防止纸带打点过短要保证重物作自由落体运动的距离足够长，以防止纸带打点过短3. 打点计时器应使用交流电源；要先接通打点计时器的电源，再释放打点计时器应使用交流电源；要先接通打点计时器的电源，再释放

4、纸带。纸带。4选取纸带的起始两点的间距要在选取纸带的起始两点的间距要在2mm左右。左右。5应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选个轨迹点选1个个计数点，选取的记数点不少于计数点，选取的记数点不少于6个（即每隔个（即每隔5个时间间隔取一个计数点），是为个时间间隔取一个计数点），是为求加速度时便于计算。求加速度时便于计算。6不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，之间的距离， 拓展拓展某同学安装如图甲的实验装置，探究外力做功与物体动能变化的关某同学

5、安装如图甲的实验装置，探究外力做功与物体动能变化的关系系此实验中，应当是让重物做此实验中，应当是让重物做 运动，运动， （“需要需要”、“不不需需要要”）测出重物的质量；）测出重物的质量；该同学选取如图乙所示的一段纸带，对该同学选取如图乙所示的一段纸带，对bd段进行研究段进行研究bvdvbdh求得求得b点对应的速度点对应的速度 m/s，若再求得，若再求得d点对应点对应的速度为的速度为 ，测出重物下落的高度为，测出重物下落的高度为 ，则还应计，则还应计算算 与与 大小是否相等（填字母表达式）；大小是否相等（填字母表达式）；但该同学在上述实验过程中存在明显的问题安装实验装置时存但该同学在上述实验过

6、程中存在明显的问题安装实验装置时存在的问题是在的问题是 ，研究纸带时存在的问题，研究纸带时存在的问题是是 ，实验误差可能较大，实验误差可能较大自由落体自由落体 不需要不需要0.19 2212dbvvbdgh纸带打点过短纸带打点过短 bd两点间隔过短两点间隔过短 在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为打点

7、计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为t t，实验的部分步，实验的部分步骤如下：骤如下：平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列打点计时器打出一系列_的点的点测量小车和拉力传感器的总质量测量小车和拉力传感器的总质量m m ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后后 ，打出一条纸带，关闭电源，打出一条纸带，关闭

8、电源在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取依次取o o、a a、b b、c c、d d、e e等多个计数点，各个计数点到等多个计数点，各个计数点到o o点间的距离分别用点间的距离分别用h ha a、h hb b、h hc c、h hd d、h he e表示，则小车和拉力传感器在计时器打下表示，则小车和拉力传感器在计时器打下d d点时的动能表达式点时的动能表达式为为 ，若拉力传感器的读数为，若拉力传感器的读数为f f，计时器打下，计时器打下a a点到打下点到打下d d点过程点过程中，细绳拉力对

9、小车所做功的表达式为中，细绳拉力对小车所做功的表达式为 某同学以某同学以a a点为起始点，以点为起始点，以a a点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以a a点到各个点到各个计数点拉力对小车所做的功计数点拉力对小车所做的功w w为横坐标，得到一条过原点的倾角为为横坐标，得到一条过原点的倾角为4545的直线，的直线，由此可以得到的结论是由此可以得到的结论是 间距相等间距相等 释放小车释放小车 22()8ecm hht()daf hh外力所做的功，等于物体动能的变化量外力所做的功，等于物体动能的变化量 某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示某同学探究

10、恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示. .他想用钩码他想用钩码（质量未知）的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实（质量未知）的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：验中要采取的两项措施是：a _a _ b b _ _ 如图所示是某次实验中得到的一条纸带，如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中其中a a、b b、c c、d d、e e、f f是计数点，相邻计是计数点，相邻计数点间的时间间隔为数点间的时间间隔为t t。距离如图。则打。距离如图。则打b b点时的速度为点时的速度为 ；要验证合外力；要验证合外力的功与动能变化间的关系，

11、测得位移和速度后，的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，还要测出的物理量有还要测出的物理量有 . .平衡摩擦力平衡摩擦力 钩码的重力远小于小车的总重力钩码的重力远小于小车的总重力 txxvb2)(21钩码的质量钩码的质量m, 小车的质量小车的质量m 三、装置与器材三、装置与器材验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律一、目的一、目的二、原理二、原理低压低压交流交流电源电源刻度尺刻度尺2022121mvmvmgh或验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律2202121mvmghmv验证：四、操作与数据记录四、操作与数据记录（据目的与原理）（据目的与原理）1、如图把仪器装置好、如图把仪器装置好2、测量

12、合外力、测量合外力f合合与质量与质量m2）f合合=mg1）质量）质量m：用天平测量：用天平测量3、测量速度、测量速度v与对应的下降高度与对应的下降高度h纸带纸带2022121mvmvmgh原理：2.2.在纸带上确定研究过程（即初末位置）在纸带上确定研究过程（即初末位置）五、数据处理五、数据处理（据目的与原理）（据目的与原理）5、求出在研究过程中合外力对物体做的功：、求出在研究过程中合外力对物体做的功：3、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移s4、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度v0与与v 。mghw合7

13、 7、验证、验证 与与 在误差允许范围内是否相等在误差允许范围内是否相等mgh2022121mvmv 6、算出研究过程的初末动能：、算出研究过程的初末动能： 与与221mv2021mv在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，质量的实验中，质量m=1kg的物体自由下落，的物体自由下落，下面哪些测量工具是必需的？下面哪些测量工具是必需的？( )a天平天平 b.弹簧秤弹簧秤 c.刻度尺刻度尺 d.秒表秒表用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为50 hz，依次打出的点为，依次打出

14、的点为0、1、2、3、4，则在图中两条纸带应选取的纸带是，则在图中两条纸带应选取的纸带是_。实验得到如下图所示的纸带。相邻两个计数点之间还有一个点没有画出，重物实验得到如下图所示的纸带。相邻两个计数点之间还有一个点没有画出，重物的质量为的质量为1kg，查得当地的重力加速度值为，查得当地的重力加速度值为g=9.8m/s2，打点记时器的频率是，打点记时器的频率是50hz，那么纸带的，那么纸带的 端与重物相连（填端与重物相连（填“左左”或或“右右” ）。打点计时器打下计数）。打点计时器打下计数点点b时，物体的速度时，物体的速度vb= m/s，从起点到打下，从起点到打下b点过程中，物体的重力势能点过程

15、中，物体的重力势能减少减少ep = j，此过程中物体动能的增加量，此过程中物体动能的增加量ek = j。（结果保留三位有效数字）（结果保留三位有效数字） 计算出各点的动能计算出各点的动能 与减小与减小的重力势能的重力势能 相比，相比， 偏偏大一些。原因是：大一些。原因是：_实验得出的结论是：实验得出的结论是： _ 。221nmvnmgh c a 左左 2.00 2.06 2.00 nmgh纸带要克服与打点计时器之间的摩擦力做功。纸带要克服与打点计时器之间的摩擦力做功。在误差允许范围内，重物减少的重力势能等于重物增加的动能，即在误差允许范围内，重物减少的重力势能等于重物增加的动能，即机械能守恒。

16、机械能守恒。 1用如图用如图a所示的装置所示的装置“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”下列物理量中，需要测量的是下列物理量中，需要测量的是_，通过计算得到的是，通过计算得到的是_（填写代号）（填写代号）a重锤质量重锤质量 b重力加速度重力加速度c重锤下落的高度重锤下落的高度 d与下落高度对应的重锤的瞬时速度与下落高度对应的重锤的瞬时速度设重锤质量为设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为、打点计时器的打点周期为t、重力加速度为、重力加速度为g图图b是实验得是实验得到的一条纸带，到的一条纸带，a、b、c、d、e为相邻的连续点根据测得的为相邻的连续点根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由写出重物由b点到点到d点势能减少量的表达式点势能减少量的表达式_ _，动能增量的表，动能增量的表达式达式_ _2 2在验证机械能守恒定律实验时，正确的有（在验证机械能守恒定律实验时，正确的有（ ）a a打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力落过程中的阻力b b需用天平测出