验：探究动能定理

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1、实验五探究动能定理实验原理（一）（1）采用如图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．（2）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第1次的2倍(2W)、3倍(3W)…….（3）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．2.注意事项：（1）．每次实验中小车要拖动到同一位置．（2）．长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动．（3）．实验中不用测小车的质量．（4）．实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度

2、，所以应选用那些间距较大，且相对均匀的点来测量和计算．例题1.某同学做探究动能定理的实验，如图3所示，图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功为W.当用2条，3条…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的器材外，还需要导线、开关、(填测量工具)和电源(填“交流”或“直流”)．(2)实验中小车会受到阻力，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，需要在(填“左”或“右”)侧垫高木板．(3)若粗糙的木板水平，小车在橡皮筋的作用下，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是(　　

3、)A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉连线处D．小车已过两个铁钉连线处(4)某次所打纸带如图4所示，在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)第13页共13页答案（1）刻度尺交流（2）左（3）B（4）GHIJ例题2．在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，若画出W－v的图象，应为图实－5－9中的哪一个(　　)图实－5－9解析：通过实验可知，做的功W与小车速度v2成正比，故与v应是二次函数关系，故B正确，A、C、D均错．答案：B实验原理（二）原理：沙桶和沙子的重力视为小车受到的合外力；

4、如何平衡摩擦力？合外力对小车做的功：mgS车小车动能的改变量：需要测量的物理量：沙和沙桶的质量；车的质量；算车的速度和位移；例题3．(2010·青岛模拟)某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图实－5－11所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．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．第13页共13页图实－5－11若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：(1)你认为还需要的实验器材有____________．(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总

5、质量应满足的实验条件是__________________________，实验时首先要做的步骤是________________．(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1＜v2)．则本实验最终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的物理量)解析：该实验中的研究对象是滑块，目的是比较合外力对滑块所做的功与滑块动能的增量的关系．因为合外力不等

6、于滑块的重力，两端质量不可能“抵消”，所以要分别测出沙、滑块的质量，还要测出滑块移动的距离，便于计算做的功和速度．实验时应注意平衡摩擦力，以减少误差．从实验方便性上考虑要把沙的重力看做滑块所受的合外力，m应远远小于M.实验验证的表达式为mgL＝Mv22－Mv12.答案：(1)天平、刻度尺　(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量　平衡摩擦力　(3)mgL＝Mv22－Mv12例题4.(2009·广东高考)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图实－5－6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌

7、面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，

8、v22－v12

9、是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝　　　　　，W3＝　　　　.(结果保留三位有效数字)次数M/kg

10、v22－v12

11、/(m/