動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)

1、 -CAL-本頁僅作為文檔封面，使用請(qǐng)直接刪除3動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn) 基本實(shí)驗(yàn)要求探究功與物體速度變化的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)原理(1)一根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功為W.(2)兩根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功應(yīng)為2W.(3)三根橡皮筋作用在小車上移動(dòng)距離s做功應(yīng)為3W.(4)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖象可以確定速度變化與 42橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鐵釘?shù)?實(shí)驗(yàn)步驟用一條橡皮筋拉小車做功W.用兩條橡皮筋拉小車做功2W.用三條橡皮筋拉小車做功3W. 5實(shí)驗(yàn)結(jié)論物體速度v與外力做功W間的關(guān)系Wmv2.規(guī)律方法總結(jié)(1)將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面向下的分力

2、與摩擦阻力平衡方法是輕推小車， 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到長木板的一個(gè)合 (2)測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上的點(diǎn)均勻的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的部分(3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出 (4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些 5(1)不直接計(jì)算W和v的數(shù)值，而只是看第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中的W和v是第1次的多 少倍，簡化數(shù)據(jù)的測(cè)量和處理 考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作例 1 (2014天津9(2)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)

3、，以此定量探 究繩拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些_實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行他這樣做 的目的是下列的哪個(gè)_(填字母代號(hào))A避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng)B可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)D可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快，致使打出的紙帶上點(diǎn) 數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用 他將鉤碼

4、重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能 6A在接通電源的同時(shí)釋放了小車B小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力答案 刻度尺、天平(包括砝碼) D 可在小車上加適量砝碼(或鉤碼) CD1實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖2所示， 圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用 2 筋伸長的長度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和 _(填“交流”

5、或(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正 確的是( ) 7B放開小車，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處 的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是( )A橡皮筋處于原長狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(4)在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖3所示的紙帶回答) 22實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作某實(shí)驗(yàn)小組采用如

6、圖 4 所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān) 系”實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：a將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；8CCW b把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，連在小車后端，用細(xì)繩跨過定滑輪連接小車和鉤碼；c把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；d關(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系(不需要知道合外力大小)來研究合外力 對(duì)小車所做的功與速度變化的關(guān)系(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程的描述正確的是_A實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量B實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)好定滑輪的高度，使拉小車的細(xì)繩和長

7、木板平行C實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把長木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力D實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先讓小車運(yùn)動(dòng)，等小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(2)實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)畫出小車位移x與小車速度v的關(guān)系圖象如圖5所示，根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出了猜想，肯定不正確的是_AWvBWv21DWv3 考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析例 2 如圖6所示是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W9 次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶(1)除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有_

8、；(2)平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速 度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量；(3)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，請(qǐng)將第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功填寫在對(duì)應(yīng)橡皮筋距的距做的功W距的時(shí)得的速度的平nn(4)從理論上講，橡皮筋做的功W和物體速度v變化的關(guān)系應(yīng)是W_，請(qǐng)你根據(jù)表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在如圖 7 所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證理論的正確性kk 3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理(2013四川8(2)如圖8所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之 間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，

9、改變長木板的傾斜程 度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做_運(yùn)動(dòng)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到如圖9所示的紙帶紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起 始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為 N，小車的質(zhì)量為 kg.請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化E，補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位). k k k能作為小車動(dòng)能的改變量，算得E J.202044k分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)WE，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為10 3 kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為 _kg(g取 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位)答

10、案 勻速直線(或勻速) 5 5 4數(shù)據(jù)處理與誤差分析某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí) (1)按如圖10所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M kg，鉤碼總質(zhì)量m kg.(2)釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率f50 Hz)，打出一條紙帶(3)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖 11 所示把打下的第一 個(gè)點(diǎn)記作 0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有 4 個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺 m，他把鉤碼的重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到 打下第 5點(diǎn)合力做功W_J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字，重力加速度g取10 m/s

11、2)，打第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能E_(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)，把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)k (4)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差 很大通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是_A鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多B沒有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多C釋放小車和接通電源的順序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小D沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因Mf2 考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新1本實(shí)驗(yàn)中雖然不需要計(jì)算出橡皮筋每次做功的具體數(shù)值，但需要計(jì)算出每次小車獲得的 速度，由于距離的測(cè)量存在一

12、定誤差，使得速度的大小不準(zhǔn)確，在此可以安裝速度傳感器 2本實(shí)驗(yàn)也可用鉤碼牽引小車完成，在小車上安裝拉力傳感器測(cè)出拉力的大小，再測(cè)出位 移的大小，進(jìn)而確定力做功的多少例 3 某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”如圖12所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定 滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距cm 的 A、B 兩點(diǎn)(A、B 兩點(diǎn)圖中未標(biāo)出)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過 A、B 時(shí)的速度大 測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量 M；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端 1通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電

13、路將小車停在桌面右端靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處， _，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì) 在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作(2)表格中是他們測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，其中M 是 M 與小車中砝碼質(zhì)量之和， |v2v2| 是兩個(gè) 速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力， W是F在A、B間所做的功表格中 E_，W_.(結(jié)果保留三位有 效數(shù)字)數(shù)據(jù)記錄表 1234512 W33kk 5實(shí)驗(yàn)的拓展(2013新課標(biāo)全國22)某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn) 行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固 連彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖1

14、4所示向左推小球，使彈簧壓縮一段 距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能E 與小球拋出時(shí)的動(dòng)能E 相等已知重力 加速度大小為g.為求得E，至少需要測(cè)量下列物理量中的_(填正確答案標(biāo)號(hào))A小球的質(zhì)量m C桌面到地面的高度h (2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示E，得E_. 6實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：第一步：把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M 的滑塊通過細(xì)繩與質(zhì)量為m 的帶夾重錘跨過定滑輪相連，重錘夾后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板傾角，直到 輕推滑塊后，