实验动能定理学案

实验学案：探究动能定理一、实验目的探究恒力做功和物体动能变化的关系二、实验原理重物的重力通过细绳带动小车运动，纸带上会记录下小车的运动信息。在纸带上取出两点A、B,求出速度VA、VB,可得由A到B动能的变化在m远小于M时，小车所受拉力可以看作等于重物的重力，所做的功等于mgh.三、实验中需要测量的物理量和测量方法小车及砝码的总质量M和悬挂物的质量m，用天平测出．小车受到的拉力F认为等于重物的重力mg.用刻度尺处理纸带，测点间的距离四、实验器材附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、天平（带一套砝码）、重物（或小桶及砂）、打点计时器、低压交流电源、导线、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。五、实验步骤：1．用天平测出小车和砝码的总质量M，重物的质量m，把数值记录下来．2．按如图所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物的细绳系在车上，即不给小车加牵引力．3．：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板．反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力沿斜面方向上的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物，先接通再，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．6．重复步骤4两次，得到三条纸带．7．选取一条比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，8．在纸带上取A、B两点，比较重力做功和动能变化的关系六、注意事项1、实验中始终要求重物质量（m）远小于小车和砝码的总质量（M），一般情况下要满足10m＜M。只有这样，重物的总重力才能视为小车所受的拉力。2．平衡摩擦力时，不要将悬挂重物的细线系在小车上，即不要给小车施加牵引力，并且让小车拖着打点的纸带运动．3．平衡摩擦力后，再次实验，不需要重新平衡摩擦力．但必须保证细绳与长木板平行．4．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于重物的质量的条件下打出．只有如此，重物的重力才可视为小车受到的拉力．5．每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．七、误差分析1．系统误差：实际上小车受到的拉力要小于重物的重力，而不是相等重物的质量越小于小车的质量，误差就越小．2．平衡摩擦力不准造成误差3.使用刻度尺的测量误差等练习：1.在“探究外力做功与物体动能的变化”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力做的功为________J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．结论是在误差允许的范围内________．2、某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”时，设计图如下①组装实验器材如图②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。③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。④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带。（1）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1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为J，小车动能的增量为J。（结果均保留两位有效数字）（2）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的三个主要原因是：①；②；③。3．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图8（甲）的实验装置。（1）实验时为了保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，在沙和沙桶的总质量m与小车的质量M的关系必须满足mM的同时，实验时首先要做的步骤是。（2）如图9（乙）为实验中打出的一条纸带，选取纸带中的A、B两点来探究恒力做功与动能改变的关系，测出A、B两点间距s和速度大小vA、vB。已知砂和砂桶的总质量m，小车的质量M，重力加速度g。则本实验要验证的数学表达式为。（用题中的字母表示实验中测量得到物理量）。打点计时器实验小车接电源纸带带有定滑轮的长木板细线砂桶（甲）ABs图8（乙）v