实验五探究动能定理.ppt

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1、如图5－2所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点，C点是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D点与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1.0m，现有一个质量为m＝0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，DE之间的距离h＝1.6m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5.取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.求：(1)物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小；(2)要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长；(3)若斜面已经满足(2)要求，物体从E点开

2、始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小．(3)因为mgsin37°＞μmgcos37°(或μ＜tan37°)所以，物体不会停在斜面上．物体最后以C为中心，B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动．从E点开始直至稳定，系统因摩擦所产生的热量Q＝ΔEp⑥ΔEp＝mg(h＋Rcos37°)⑦联立⑥⑦解得Q＝4.8J.【答案】(1)12.4N(2)24m(3)4.8J(2010·安阳二模)自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以带动发电机向蓄电

3、池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．假设某人骑车以1000J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图线①所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是多少？【解析】关闭自动充电装置时，电动车动能的减少全部用来克服摩擦力做功，由能量守恒定律得：Ek0－Ek＝Ffx1，即Ek＝Ek0－Ffx1，对应图线①可得：Ff＝100N.第二次启动充电装置后，电动车动能的减少量除去用于克服摩擦力做功外，剩余部分转化为蓄电池的电能．即Ek0＝W电＋Ffx

4、2.而x2＝6m解得：W电＝400J.【答案】400J第4讲　实验五　探究动能定理1．通过实验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．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

5、关系．小车(前面带小钩)、100～200g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．1．按如图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

6、表格．5．分析数据，得出结论．(1)测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，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，应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝(T为打点计时器的时间间隔)．(2)实验数据记录橡皮筋条数位移x/m时间t/s速度v/(m·s－1)速度平方v2/(m2·s－2)(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(如下图所示)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

7、与物体速度变化的关系W∝v2.1．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．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

8、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．关于探究动能定理的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实