第五章 实验五 探究动能定理.ppt

第五章 实验五 探究动能定理;(1)探究外力对物体做功与物体速度的关系。 (2)会用图像法处理实验数据，通过对实验数据分析，总结 出做功与物体速度平方的关系。;(1)采用如图实－5－1所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹 出，使小车获得速度后沿木板匀速滑行。当用一条橡皮 筋弹出时对小车做的功记为W，则用两条、三条完全相 同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验，每次 橡皮筋都拉伸到同一位置释放时，实验中橡皮筋对小车 做的功就是2W、3W ……;图实－5－1;(2)由于橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根据打点 计时器打出的纸带得到。当得出若干组功和速度的数据 后，以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，分别以小车获 得的速度v、v2……为横坐标，以第1次实验时的功W为 单位，用描点法分别作出W－v、W－v2……曲线，分析 曲线，得出橡皮筋对小车做的功与小车速度的定量关系。; 小车(前面带小钩)、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)按图中所示将实验仪器安装好。 (2)平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫 一块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡 皮筋时，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动 为止。 (3)分别用1条、2条、3条、4条……橡皮筋做实验，实验 中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同。这时橡皮筋对 小车做的功分别为W、2W、3W……，标记好每次实验 得到的纸带。;橡皮筋条数;2.实验数据的分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线(“W”以一条橡皮筋做 的功为单位)。 图实－5－3;3．实验结论 由图像可知功与物体速度变化的关系为W∝v2。;(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做匀 速运动，找到木板一个合适的倾角。 (2)测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也就是选 小车做匀速运动时打在纸带上的点。;(3)橡皮筋应选规格一样的且每次拉伸长度一样。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。;(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋 的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比。 (2)没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过度(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，测量不准确带来 误差。;方案1 如图实－5－4所示，将拉力传感器固定在小车上，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面上相距一定距离L的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速度大小，改变钩码的数量，分别得到对应拉力的功W和Δv2(即vA2－vB2)，也可验证得到W∝Δv2的结论。;图实－5－4;方案2 如图实－5－5甲所示将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或电磁打点计时器。先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。得到的纸带如图乙所示。 ;图实－5－5; O点为计时器打下的第1个点，在纸带上取相等距离的点A、B、C……，运算得到vA2、vB2、vC2……，重物从O到A、B、C ……重力所做的功分别为W、2W、3W …… ，由此，也可验证得W∝v2的结论。;[例1]　“探究动能定理”的实验装置如图实－5－6所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。;图实－5－6;(1)关于该实验，下列说法正确的是 (　　) A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 V B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W， 依次作出W－vm、W－vm2、W－vm3、W2－vm、W3－vm……的图像，得出合