《探究动能定理实验》PPT课件

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1、探究动能定理一、实验目的1．探究外力对物体做功与物体速度的关系．2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系．二、实验原理1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W….2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系．三、实验器材小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器

2、及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．四、实验步骤1．按如图实－1－1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…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格．五、数据处理1．测量小车的速度：实验获得如图实－1－2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结

3、束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量A1、A2间的距离s，则小车速度的表达式为v＝(T为打点计时器打点的时间间隔)．2．实验数据记录橡皮筋条数位移s/m时间t/s速度v(m·s－1)速度平方v2(m2·s－2)3．实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实－1－3)画出W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．4．实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为W∝v2.六、注意事项1．平衡摩擦力很关键，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．测小车速

4、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．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．七、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．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．八、实验改进本实验中物体运动的速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小；实验情景也可加以改进，如研究物体以不同的初速度沿粗糙水平面滑动的距离，得出物体的初动能大小与克服摩擦力做

5、功的情况，这时必须保证物体与水平面上各处的动摩擦因数相同．1、弹簧的长度2、劲度系数1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？（类比、猜想）2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（类比、进一步建构功能关系思想）二、探究弹性势能的表达式W外→E弹3、怎样计算拉力所做的功？F为变力，如何求其做的功？微元法W1=F1ΔL1W2=F2ΔL2W3=F3ΔL3…W=W1+W2+W3+…=F1ΔL1+F2ΔL2+F3ΔL3+…回忆：怎样计算这个求和式？联想otvvootvvootvvootvvo拉力做功的计算方法olFolFolFolF求变力做功的方法：=4、弹簧的弹性势能的表达式说明：(1)一般

6、规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零(2)L为弹簧的伸长量或压缩量(3)L,EP具有相对性EP=三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系1、弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加2、表达式1、我们的探究过程是怎样的？（1）提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？（2）猜想:弹性势能可能与哪些因素有关？（3）弹性势能与做功有什么关系？（4）怎样计算拉力的功？（5）得出探究结果2、探究方法猜想与假设.类比.迁移.微元.图象.数学推理等,这些都是科学探究的一般研究方法实验：验证机械能守恒定律课前自主学案一、实验原理1．机械能守恒定律(1)当只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相

7、互转化，但机械能的总量保持不变．(2)做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能是守恒的．2．实验原理(1)如图7－9－1所示，借助打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度h和该时刻的速度v，以纸带上的第n个点为例，图7－9－1二、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源．核心要点突破其中，第1种方法是根据机械能守恒定律mgh＝1/2mv2得到的