实验五 探究动能定理

方案一探究恒力做功与动能变化的关系一、实验原理探究恒力做功与物体动能改变的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体动能的变化，从而得到恒力做功与物体动能改变的关系．二、实验器材附有定滑轮的长木板，薄木块，小车，细线，钩码，打点计时器，低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)，毫米刻度尺、纸带及复写纸等．三、实验步骤1．用天平测出小车质量m，并记录．2．按图安装实验器材，不挂钩码，调整定滑轮的高度，使细线与木板平行．3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木块，并反复移动其位置，直到小车在斜面上匀速运动为止．4．加钩码(要使小车的质量远大于钩码的质量)，把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器，接通电源放开小车，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带并标记使用的钩码质量．5．重复步骤4，打2～3条纸带．6．选一条点迹清晰的纸带分析数据．7.将实验数据填在下表中，小车质量m＝______kg，钩码质量m0＝_____kg，细线拉力F＝m0g＝______N.8.结论：恒力所做的功跟动能变化量之间的关系是恒力所做的功等于物体动能的变化．四、注意事项1．砝码的总质量要远小于小车的质量．2．平衡摩擦力时，不要加砝码，但应连着纸带且接通电源．3．小车所受的阻力f应包括小车受的摩擦力和打点计时器对小车后所拖纸带的摩擦力．4．小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再放手．五、误差分析1．实验的系统误差是细线对小车的拉力小于砝码的总重力．2．平衡摩擦力不彻底或平衡过了也造成误差．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．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．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．注意事项1．平衡摩擦力：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．2．选点测速：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状态的．3．规格相同：橡皮筋规格相同时，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．考查实验原理的理解(1)为使细线的拉力作为小车的合外力，本实验必须平衡小车的摩擦力。(2)平衡摩擦力时不挂钩码，轻推小车，只要纸带上点间距相等，小车做匀速运动即可完成。(3)若要钩码的重力作为细线的拉力，则应满足钩码质量远小于小车质量。考查实验操作的注意事项由静止释放小车，小车的动能增量等于小车的末动能。考查实验器材的选用只要应用电磁打点计时器打纸带的实验，与打点计时器相关的器材，如：学生电源、导线、复写纸、纸带必须有，处理纸带时，为测量计时点间距，还应有刻度尺。考查数据处理的方法(1)纸带上点间距相等部分对应橡皮筋松弛后小车获得的末速度。(2)因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的长度，故橡皮筋对小车做的总功与橡皮筋条数成正比。考查利用图像探究物理量间的关系(1)利用图像探究物理量间的关系时，首先确定横、纵坐标轴对应的物理量及单位。(2)根据表中数据确定横、纵坐标轴的标度。(3)认真描写各坐标点。(4)连线时要注意连线原则，偏离直线较远的点要舍去。4.002.992.021.00v2(m2·s－2)2.001.731.421.00