实验05 探究动能定理

1、第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高实验五探究动能定理实验五探究动能定理 第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高主干回顾主干回顾 夯基础夯基础第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高一、实验目的一、实验目的1探究外力对物体做功与物体速

2、度的关系探究外力对物体做功与物体速度的关系2会用图象法处理实验数据，通过对实验数据分析，会用图象法处理实验数据，通过对实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的关系总结出做功与物体速度平方的关系第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高二、实验原理二、实验原理1采用如图所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，采用如图所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，使小车获得速度后沿木板匀速滑行当用一条橡皮筋弹出时使小车获得速度后沿木板匀速滑行当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为对小车做的功记为W

3、，则用两条、三条，则用两条、三条完全相同的橡皮完全相同的橡皮筋并在一起进行第筋并在一起进行第2次、第次、第3次次实验，每次橡皮筋都拉伸实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时，实验中橡皮筋对小车做的功就是到同一位置释放时，实验中橡皮筋对小车做的功就是2W、3W第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高2由于橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度可以由于橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度可以由打点计时器打出的纸带得到，当得出若干组功和速度的数由打点计时器打出的纸带得到，当得出若干组

4、功和速度的数据后，以橡皮筋对小车做的功据后，以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，分别以小车获得为纵坐标，分别以小车获得的速度的速度v、v2为横坐标，以第为横坐标，以第1次实验时的功次实验时的功W为单位，为单位，用描点法分别作出用描点法分别作出Wv、Wv2曲线，分析曲线，得出橡曲线，分析曲线，得出橡皮筋对小车做的功与小车速度的定量关系皮筋对小车做的功与小车速度的定量关系第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高三、实验器材三、实验器材小车小车(前面带小钩前面带小钩)、长木板、长木板(

5、一端适当的位置钉一个铁一端适当的位置钉一个铁钉钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时使用电火花计时器不用学生电源器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺条等长的橡皮筋、刻度尺第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高四、实验步骤四、实验步骤1按图中所示将实验仪器安装好按图中所示将实验仪器安装好2平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不

6、挂橡皮筋垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止时，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止3分别用分别用1条、条、2条、条、3条条相同的橡皮筋做实验，实相同的橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同这时橡皮筋对小车验中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同这时橡皮筋对小车做的功分别为做的功分别为W、2W、3W，标记好每次实验得到的纸，标记好每次实验得到的纸带带第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高第五章机械能及

7、其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高2记录实验数据记录实验数据把计算出的速度填入表格中并算出把计算出的速度填入表格中并算出v2的值的值3数据处理数据处理在坐标纸上画出在坐标纸上画出Wv或或Wv2图线图线(“W”以一条橡皮筋做的以一条橡皮筋做的功为单位功为单位)第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高4实验结论实验结论从图象分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为从图象

8、分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为Wv2.六、六、误差分析误差分析类型类型产生原因产生原因减小方法减小方法偶然误差偶然误差小车速度的测量误差小车速度的测量误差多次测量多次测量x，求平均，求平均值值摩擦力做功摩擦力做功平衡摩擦力适当平衡摩擦力适当系统误差系统误差 橡皮筋的长度、粗细不一橡皮筋的长度、粗细不一选规格相同的橡皮筋选规格相同的橡皮筋第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高七、注意事项七、注意事项1平衡摩擦力时，将木板一端垫高，使小车的重力沿平衡摩擦力时，将木板一

9、端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法：使小车连着纸带并斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法：使小车连着纸带并接通电源，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀接通电源，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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾程度判断小车是否做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角角2测小车的速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也测小车的速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的那部分纸带就是选小车做匀速运动时的那部分纸带第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究

10、核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高3选择橡皮筋时，应选规格一样的力对小车做的功选择橡皮筋时，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以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值4开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先接开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再释放小车通电源再释放小车5选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打的点多一些的点多一些第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级

11、训练层级训练 步步高步步高核心探究核心探究 研考点研考点第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高“探究动能定理探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当，当用用4条、条、6条、条、8条条完全相同的橡皮筋并在一起进行第完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第次、第3次、第次、第4次次实验时，橡皮筋对小车做的功记为实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W

12、0、4W0每次实验中由静止弹出的小车获得的最每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出大速度可由打点计时器所打的纸带测出实验原理与操作实验原理与操作第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测

13、量物体最大速度所用的一段纸带，测得截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到点到A、B、C、D、E各点的距离分别为各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相已知相邻两点打点时间间隔为邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度，则小车获得的最大速度vm_m/s.第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高答案：答案：(1)CD(2)0.83 第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其

14、守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高(2013四川高考四川高考)如图甲所示，某组同学借用如图甲所示，某组同学借用“探探究究a与与F、m之间的定量关系之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操的相关实验思想、原理及操作，进行作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：的实验：数据处理与误差分析数据处理与误差分析甲甲 第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高(1)

15、为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做车是否做_运动运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带纸带上的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为间隔为0.1 s的相邻计数点的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小实验时小车所受拉力为车所受拉力为0.2 N，小车的质量为，小车的质量为0.2 kg.乙乙 第五章机械

16、能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高请计算小车所受合外力做的功请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化和小车动能的变化Ek，补填表中空格，补填表中空格(结果保留至小数点后第结果保留至小数点后第4位位).分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk，与理论推导结果一致，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘质量为实验前已测得托盘质量为7.7103kg，实验时该组，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为同学放入托盘中的砝码质量应为_kg.

17、(g取取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第结果保留至小数点后第3位位)OBOCODOEOFW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高答案：答案：(1)匀速直线匀速直线(或匀速或匀速)(2)0.

18、111 5 JEk0.110 5 J(3)0.015 kg第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高实验的改进与创新实验的改进与创新第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高同学们设计了以下表格来记录实验数据其中同学们设计了以下表格来记录实验数据其中L1、L2、L3、L4代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置

19、到速度传感器的距离，位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4表示物体每次表示物体每次通过通过Q点的速度点的速度.实验次数实验次数1234LL1L2L3L4vv1v2v3v4第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律物理（物理（RJRJ）主干回顾主干回顾 夯基础夯基础核心探究核心探究 研考点研考点层级训练层级训练 步步高步步高他们根据实验数据绘制了如图乙所示的他们根据实验数据绘制了如图乙所示的Lv图象，并得图象，并得出结论出结论Wv2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？他们的做法是否合适，你有什么好的建议？在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_(填填“会会”或或“不会不会”)影响探究出的结果影