[ID:6-6321896] (新课标)鲁科版物理必修2第2章 实验:探究恒力做功与动能改变的关系60张P ...
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19-20 第2章 实验:探究恒力做功与动能改变的关系:60张PPT
实验:探究恒力做功与动能改变的关系
[学习目标] 1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系.2.体会探究过程和所用的方法.

一、实验原理和方法
在钩码的拉动下,小车的速度发生了变化,也就是小车的动能发生了变化.钩码对小车的拉力对小车做了功,只要能求出小车动能的变化量、小车运动的位移以及钩码对小车的拉力(近似等于钩码的重力),就可以研究W=Fs与ΔEk之间的关系.
二、实验器材
长木板(一端附有滑轮)、打点计时器、钩码若干、小车、纸带、复写纸片、刻度尺、细线.(实验装置如图所示)

三、实验步骤
1.将打点计时器固定在长木板上,把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器.
2.改变木板倾角,使小车重力沿斜木板方向的分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,使小车做匀速直线运动.
3.用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连.接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点.
4.更换纸带,重复实验.选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析.
四、数据处理
1.应用纸带求解速度:小车在细线的拉力作用下,做匀加速直线运动.初速度和末速度可通过处理纸带求得.依据匀变速直线运动特点计算某点的瞬时速度:vn=.
2.计算恒力所做的功:在纸带上记下第一点O的位置,再在纸带上任意点开始选取n个点1、2、3、4…并量出各点到位置O的距离,即为小车运动的位移s,由此可计算拉力所做的功W1=mgs1,W2=mgs2…
3.确定物体动能的改变量:ΔE1=Mv,ΔE2=Mv…
五、误差分析
本实验的误差主要来源于拉力略小于钩码的重力、不能完全平衡摩擦力、起始点O的速度不为零和测量误差等方面.
六、注意事项
1.实验中不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究拉力做功与物体动能变化的关系,应该设法消除摩擦力的影响,可采取将木板一端垫高的方法来实现,将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就能消除摩擦力的影响.
2.尽量减小小车的加速度.因为钩码拉着小车加速运动时,钩码处于失重状态,小车受到的拉力小于钩码的重力.为减小这一系统误差,应使小车的加速度尽量小,也就是实验中必须满足钩码的质量远小于小车的质量.
3.由于本实验要求小车由静止开始运动,所以应正确选取O点位置,选取第一个点迹清晰的纸带,其他点的位置尽量离O点远些.

【例1】 某学习小组的同学想要验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套装置如图所示,另外还有交流电源、导线、复写纸、细沙以及天平都没画出来.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.如果要完成该项实验,则:

(1)还需要的实验器材是(  )
A.秒表         B.刻度尺
C.弹簧测力计 D.重锤
(2)进行实验操作时,首先要做的步骤是
.
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称出滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,并称出此时沙和沙桶的总质量m.为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是 .实验时释放滑块让沙桶带着滑块加速运动,用打点计时器(打相邻两个点的时间间隔为T)记录其运动情况的纸带如图所示,纸带上开始的一些点较模糊未画出,其他的每两点间还有4个点也未画出,现测得O到E点间的长为L,D到F点间的长为s,则E点速度大小为 .若取O点的速度为v1、E点速度为v2那么本实验最终要验证的数学表达式为 .
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  • 资料类型:课件
  • 资料版本:鲁科版
  • 适用地区:山东省
  • 文件大小:2.71M
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