文档介绍：实验五探究动能定理
一、实验目的
.
,总结出做功与物体速度平方的正比关系.
二、实验器材
小车(前面带小钩)、100~200 g砝码、长木板及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.
考点一| 实验原理与操作
[母题] 为了探究功与速度变化的关系,现提供如图实­5­1所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题.(打点计时器所接交流电频率为50 Hz)
图实­5­1
(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_________________________
______________________________________________________________.
(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W.
由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如图实­5­2所示是其中四次实验打出的部分纸带.
图实­5­2
试根据以上信息,填写下表.
次数
1
2
3
4
橡皮筋对小车做的功
W
小车速度v/(m·s-1)
v2(m2·s-2)
从表中数据可得出结论:__________________________________
______________________________________________________________.
【解析】(1)为了消除摩擦力,应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度,使小车在不接橡皮筋时缓慢匀速下滑.
(2)由匀速运动的速度公式v=,可求出小车的速度,其中x可从题图中读出, cm、 cm、 cm、 cm,交流电频率为50 Hz,故T= s.
次数
1
2
3
4
橡皮筋对小车做的功
W
2W
3W
4W
小车速度v/(m·s-1)
v2(m2·s-2)
在误差允许的范围内,橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比.
【答案】见解析
[借题悟法·核心点拨]
[第(1)问]
(1)为使橡皮筋的拉力所做的功为合外力对小车所做的功,必须平衡小车的摩擦力.
(2)利用小车拖着纸带,小车匀速运动则摩擦力才算被平衡,此操作一是可通过纸带观察小车是否匀速,二是可同时平衡纸带运动所受的阻力.
[第(2)问]
(1)橡皮筋恢复原长时小车已匀速,故应利用纸带上间距相等的部分计算小车速度.
(2)利用v=计算小车的速度,为减小测量误差,所选的范围应尽量长些.
(3)注意刻度尺的精度、估读及单位,注意对结果有效数字的要求.
(4)通过计算v和v2,得出结论:外力对物体做功与物体速度变化的关系为:W∝v2.
[第(2)问]
橡皮筋应选规格一样的,弹力对小车做的功以一根橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体的数值.
[母题迁移]
某同学做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实验装置如图实­5­3所示,小车在橡皮筋作用下弹出,,当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,.
图实­5­3
(1)木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,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,下列说法正确的是________.
(2)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,最根本的目的是________.
(3)关于该实验,下列说法正确的是________.
,电压为4~6 V
,依次作出W­vm、W­v、W­v、W2­vm、