2019-2020年高中物理 實(shí)驗(yàn)手冊(cè) 第二部分 實(shí)驗(yàn)7 探究動(dòng)能定理.doc
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2019-2020年高中物理 實(shí)驗(yàn)手冊(cè) 第二部分 實(shí)驗(yàn)7 探究動(dòng)能定理 [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系. 2.通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)出做功與物體速度的平方的正比例關(guān)系. [實(shí)驗(yàn)原理] 探究功與速度變化的關(guān)系,可通過(guò)改變力對(duì)物體做的功,測(cè)出力對(duì)物體做不同的功時(shí)物體的速度,為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零,可用圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功成倍增加,再通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來(lái)測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車(chē)的末速度v. 圖1 [實(shí)驗(yàn)器材] 小車(chē)(前面帶小鉤)、100 g~200 g砝碼、長(zhǎng)木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)位置釘兩個(gè)鐵釘),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器則不用學(xué)生電源)、5~6條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺. [實(shí)驗(yàn)步驟] 1.按如圖1所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好,同時(shí)平衡摩擦力. 2.先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1,設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W1,將這一組數(shù)據(jù)記入表格. 3.用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同,這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W2,測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2,將數(shù)據(jù)記入表格. 4.用3條、4條……橡皮筋做實(shí)驗(yàn),用同樣的方法測(cè)出功和速度,記入表格. [數(shù)據(jù)處理] 先對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì),或者作個(gè)W-v草圖,大致判斷兩個(gè)量可能是什 么關(guān)系.如果認(rèn)為可能是W∝v2,對(duì)于每一個(gè)速度值算出它的二次方,然后以W為縱坐標(biāo)、v2為橫坐標(biāo)作圖,如果這樣作出來(lái)的圖象是一條直線,說(shuō)明兩者關(guān)系真的就是W∝v2. [誤差分析] 1.誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一,使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比. 2.沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差. 3.利用打點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí),測(cè)量不準(zhǔn)會(huì)帶來(lái)誤差. [注意事項(xiàng)] 1.平衡摩擦力很關(guān)鍵,將木板一端墊高,使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡.方法是輕推小車(chē),由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器j打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng),找到木板一個(gè)合適的傾角. 2.測(cè)小車(chē)速度時(shí),應(yīng)選紙帶上點(diǎn)距均勻的部分,也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn). 3.橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的.力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡條筋做的功為單位即可, 不必計(jì)算出具體數(shù)值.這是本實(shí)驗(yàn)的技巧之一,這里通過(guò)轉(zhuǎn)換單位的方法巧 妙地解決了這一難題,這也是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種思想和手段.(歷史上卡 文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)和這里相似) [問(wèn)題思考] 圖2 1.用如圖2所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.為了平衡摩擦力,實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高,使小車(chē)?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的 紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng) B.每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同,拉伸的長(zhǎng)度要一樣 C.可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 D.可以通過(guò)改變小車(chē)的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 E.實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 F.通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的最大速度 G.通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的平均速度 圖3 2.探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示,實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下: (1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別為W、2W、 3W、…; (2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,求出小車(chē)的速度v1、v2、v3、…; (3)作出W-v草圖; (4)分析W-v圖象.如果W-v圖象是一條直線,表明W∝v;如果不是直線,可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系.以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確,它是________. A.本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別為W、2W、3W、….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋,并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致.當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W,用2條、3條、…橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別是2W、3W、… B.小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力,補(bǔ)償?shù)姆椒梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜 C.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄紙帶.紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中間疏.出現(xiàn)這種情況的原因,可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小 D.根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn),求小車(chē)獲得的速度的方法,是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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