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时间:2019-05-09
《专题五第5讲实验:探究动能定理实验:验证机械能守恒定律》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第5讲实验:探究动能定理实验:验证机械能守恒定律考点1探究动能定理1.实验目的:探究外力做功与物体速度变化的关系.2.实验原理探究功与物体动能变化的关系,可通过改变力对物体做的功,测出力与物体做不同功时物体的速度,为简化实验可将物体初速度设置为零,可用图5-5-1所示的装置进行实验,通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加.再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.图5-5-13.实验器材:打点记时器(纸带、复写纸)、小车(前有小钩)、电源及导线,砝码、5~6条等长橡皮筋、刻度尺、长木板、铁钉等.4.实验步骤(1)按图
2、5-5-1所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力.(2)先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据记入表格.(3)用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.(4)用3条、4条…做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格.5.实验分析(1)数据分析橡皮筋条数位移x/m时间t/s速度v/(m·s)-1速度平方v2(m2·s-2)图5-5-3②实验数据记录:建立上述表格.求出v2值.③在坐标纸上分别
3、作出W-v和W-v2图线,以一条橡皮筋做的功为单位.(2)实验结论:从实验结果看出,功W与速度v的平方成正比,即W∝v2.(3)误差分析:①橡皮筋的粗细不一致,导致做的功与条数不成正比;②平衡摩擦力时,木板倾角过大或过小;③测量纸带上的各点之间间距时有误差;④纸带上的点没有对应小车匀速运动时刻.6.注意事项(1)平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,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)测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选
4、小车做匀速运动状态的.(3)橡皮筋应选规格一样的.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.(4)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.1.为了探究功与物体速度变化的关系,现提供如图5-5-1所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题.(打点计时器交流电频率为50Hz)图5-5-1(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?_______________________________________________.(2)用n条橡皮筋做第n次实验,得到打出的纸带如图5-5-2
5、,请完成表格回答问题:图5-5-2次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论:_____________________________________________________________________________.答案:(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度,使小车缓慢匀速下滑(2)在误差允许的范围内,橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比.次数1234橡皮筋对小车做的功2W3W4W小车速度v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2/s2)1.00
6、2.022.994.002.(2010年珠海模拟)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:A.连接好实验装置如图5-5-4所示.B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.C.在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上.D.释放小车,打开打点计时器的电源,打出一条纸带.图5-5-4在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据:(1)第一个点到第N个点的距离为40.0cm.(2)打下第N点时小车的速度大小为1.
7、00m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力,拉力对小车做的功为________J,小车动能的增量为________J.考点2验证机械能守恒定律1.实验目的:验证机械能守恒定律.图5-5-53.实验器材:铁架台(带铁夹),打点计时器,重锤(带纸带夹子),纸带几条,复写纸片,导线,直尺,学生电源.4.实验步骤(1)按图5-5-7把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好.(2)把纸带的一端用夹子固定在重锤上,另一端穿过计时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近.(3)先接通电源,然后松手让重锤带着纸带自
8、由下落.(4)重复几次,得到3~5条打好点的纸带.(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带,在起点标上O,以后各点依次标上1、2、3、4、……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、h4
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