2017-2018学年人教版必修2 实验:探究功与速度变化的关系 第1课时 作业
《探究功与物体速度变化的关系》
探究功与物体速度变化的关系引言在物理学中,功(work)是一种表示能量转化的概念。
它与物体移动和速度变化之间存在着密切的关系。
本文将探究功与物体速度变化之间的关系,并分析其中的数学原理和物理规律。
什么是功?功是物理学中用来描述能量转化的量。
当一个力作用于物体并使物体移动时,这个力所做的功可以被计算出来。
功的单位是焦耳(J)。
功的计算公式功的计算公式为:功(W)=力(F) × 移动的距离(d)× cos θ其中,θ表示力和物体移动方向之间的夹角。
与速度变化的关系速度是物体运动的基本特征之一,功和速度变化之间存在着密切的关系。
当一个力作用于物体并使物体加速或减速时,力所做的功会导致物体的速度发生变化。
加速运动时的功当一个物体受到一个施加在其上的恒力作用,并且经过一段距离后,其速度会发生变化。
为了计算这个力所做的功,我们可以使用以下公式:功(W)= 力(F) × 距离(d)其中,假设物体开始时的速度为零。
这个公式可以帮助我们计算加速运动中的功。
减速运动时的功当一个物体受到一个施加在其上的阻力作用,并且经过一段距离后,其速度也会发生变化。
与加速运动不同,阻力将物体的速度减小。
为了计算阻力所做的功,我们可以使用以下公式:功(W)= -力(F) × 距离(d)减速运动时的功与加速运动时的功的方向相反。
功与速度变化的数学关系功与速度变化之间的数学关系可以通过以下公式表示:功(W)= (1/2) × m × (v^2 - u^2)其中,m表示物体的质量,v表示物体的末速度,u表示物体的初速度。
物理实验与验证通过进行物理实验,我们可以验证功与速度变化之间的关系。
实验中,我们可以选择一个物体,施加一个恒定的力,并测量物体在不同力下所做的功和其速度变化。
通过将这些数据带入上述功与速度变化的数学关系公式中,我们可以验证其准确性。
结论在本文中,我们探究了功与物体速度变化之间的关系。
7.6实验:探究功与速度变化的关系
四、数据处理,寻找W与v的关系 问题:如何找到功与速度的关系? 方法一:计算法 比较麻烦 方法二:图像法
简便直观,可以减少偶然 误差
五、结 论
弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注:这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动,初速度为零, 末速度就是小车速度的变化。 拓展:如果小车的初速度不为零,功与速度之 间应该有什么样的关系?
再 见
7.6、实验:探究功与 速度变化的关系
冠县一中
刘冠坡
一、实验方案的设计步骤
(1)明确实验目的。 (2)设置适当的物理情景。
(3)选择实验器材。 (4)拟定试验方法
二、请你思考
• (1)实验需要测量那些物理量? (2)可以用什么方法测量物体的速度? (3)如何对物体作功?怎样表示每次 做的功? (4) 探究过程中,我们是否需要测出橡皮 筋做功的具体数值?
(5) 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什 么要求?
三 实 验 过 程
1、 调导轨水平,滑块在导轨任意位置上基本不动,
或稍微滑动但不总向一个方向滑动即可。测出挡光 片的宽度。 2、先将一根橡皮筋一端挂在在滑块上端的螺丝上, 另一端挂在气垫导轨一端的螺丝上。拉长橡皮筋记 下滑块位置。接通数字计时器电源,按下选择 显示1, 释放小车。记录挡光时间。
人教版必修二7.6-实验-探究功与速度变化的关系
1.测量对小车做的功W 2.测量小车获得的速度v 3.数据处理,寻找W与v的关系
1.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另 一端穿过打点计时器.将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调 整高度,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.
2.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计 时器处,记下小车位置.接通打点计时器电源,释放小车.
第七章 机械能守恒定律
7.6 探究功与速度变化的关系
重力做功 弹力做功 外力做功
重力势能 EP mgh
弹性势能
Ep
1 kl 2 2
动能
速度
一.探究功与物体速度变化的关系
1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系 2.体会探究的过程和所用的方法
木板、小车、橡皮筋(若干)、砝码、打点计时器、 电源、纸带、钉子
?
3.用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋 重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉 长的长度相同.
4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始近 似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、 v3 、v4 、v5 .
1、速度计算
AB
C
D
E
1、平衡摩擦力 2、选点测速
W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.
F
G
2、功的计算?
vB
vAC
xAC t AC
3、做图像 做出W—v的图象,如果是直线?
做出W—v2的图象,如果是一条直线?
在探究功与物体速度变化关系时得到w-v的一组数据如下:
w
0
1W 2W 3W 4W 5W 6W
高中物理说课素材:7.6《实验:探究功与速度变化的关系》(新人教必修2)
第三部分
归纳提升
1. 学生自己设计方案,再分组讨论,充分 调动学生学习的积极性,主动性,体现学生的 主体地位,体会集体的智慧。培养语言表达能 力,交往能力。 2. 三种甚至更多的方案,说明物理规律是 经得起实验检验的,培养了他们的发散思维能 力。 总之,在探究中让学生体会成功的喜悦,探 究的快乐,激发学习物理,研究物理问题的兴 趣,同时各方面素质得到全面发展。在学到知 识方法的同时,能够健康快乐的成长。
■ 分组讨论方案
六人一组,老师指导, 归纳得到一个 最为合理的方案。
■ 每组派代表汇报方案
■ 三种典型方案
方案一
•
器材: 光电门、滑块、气垫导轨 (一端有定滑轮) 、钩码 和数字毫秒计
实验原理: 将光电门分别固定在距滑块出发点为 S、2S的位置处, 让滑块在钩码的拉 力作用下由静止开始做匀加速运动, 经过两个光电门时纪录下速度,拉力 做功分别为W、2W,将光电门固定在 距滑块出发点3S、4S的位置处,保持 滑块质量和所挂钩码的质量不变,保 证绳子对滑块的拉力保持不变,让滑 块从同一位置出发,同样记录下过光 电门的速度,拉力对小车做的功分别 为3W、4W,同理可以获得其它实验 数据.实验中,拉力是不等于钩码的 重力的,但这并没有给实验结果造成 误差,因为实验中只要保证拉力不变 就可以了,拉力做的功就和拉力作用 的位移成正比.因此实验不要求勾码 的质量比滑块的质量小得多.
第二部分
探究方案设计
■ 引导功和速度的测量
设置问题引导学生设计方案: 1.用什么实验器材测量速度?怎么测? 2.测量功需要测什么物理量,用什么实验器材 测量,怎么测? 3.怎样通过一个实验同时测出速度和功?
■ 学生独立设计探究方案
1. 测速度:打点计时器或光电门 2. 测量功:用相同的橡皮筋的拉力做功或利 用重力做功
高中物理人教版必修2实验:探究功与速度变化的关系教学设计
“探究功与速度变化的关系”教案教学目标(一) 知识与技能1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理,能够自主设计实验。
2.利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。
3.运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
(二) 过程与方法1.通过实验操作过程中控制实验条件的方法,体验知识的探究过程。
2.体验通过实验数据处理寻找物理量间关系的方法。
(三) 情感态度与价值观1.通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美,体会数理的巧妙结合,激发学生求知欲和学习兴趣。
2.通过实验探究的各个环节,培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
教学重点学习探究功与速度变化关系的物理过程和所用方法,并会利用图象法处理数据。
教学难点1.探究思路的形成及实验条件的控制。
2.用图象方法分析处理实验数据。
教学工具橡皮筋(5根),滑块,砝码,气垫导轨,光电门,刻度尺,打点记时器(电火花),纸带,坐标纸,多媒体设备。
教学过程设计(一) 教学流程图(1) 在试验中橡皮筋在哪个过程中对小车做功?教师活动课堂小结:师问:请同学们总结这节课你们学到了什么?学生总结后集体回答:1.功与速度变化的关系:当小车初速度为零时,力对小车做的功与速度的平方成正比。
2.探究问题的思路:课后探究1.除了用实验的方法验证外,能否用理论推导的方法来验证,如果可以,应如何验证?2.完成学案中的思考与探究。
板书设计实验:探究功与速度变化的关系1. 猜想:2. 实验方案的设计3. 实验操作技巧3.1 功的测定:相同橡皮筋、同一位置释放3.2 速度的测定:纸带或光电门3.3 平衡摩擦力:3.4 改进方案:气垫导轨、光电门4. 实验数据处理与结论4.1 处理方法:4.2 实验结论:外力对物体做的功与物体速度的平方成正比(0=v),即2vW∝。
人教版高中物理课件必修二实验:探究功与速度变化的关系共26页文档
END
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
人教版高中物理课件必修二实验:探究 功与速度变化的关系
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
高中物理必修2-实验:探究功与速度变化的关系
实验:探究功与速度变化的关系知识集结知识元实验:探究功与速度变化的关系知识讲解一.利用橡皮筋做功探究动能定理1.实验目的(1)通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系.(2)体会探究过程和所用的方法.2.实验原理(1)功的确定:让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加,使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W,2W,3W,….(2)速度的计算:通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度.(3)分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系,即可总结出功与速度变化的关系.3.实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等.4.实验步骤(1)按如图所示安装好仪器.(2)平衡摩擦力:将安装有打点计时器的长木板的一端垫起,纸带穿过打点计时器,不挂橡皮筋,接通电源,轻推小车,打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点.(3)第一次先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋弹力对小车做功为W,并将得到的数据记入表格.(4)换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验,并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同,测出速度为v2,v3,v4,…,橡皮筋对小车做功分别为2W,3W,4W,…,将数据记入表格.(5)分析数据,尝试做W-v、W-v2等图象,探究W,v的关系.5.注意事项(1)平衡摩擦力的方法:将木板一端垫高,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,找到木板的一个合适的倾角.(2)测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动的.(3)橡皮筋应选规格一样的,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.(4)每次释放小车时,都要让它从同一位置由静止开始运动.(5)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.(6)使小车挂住橡皮筋的中点,放正小车,使小车沿木板的中间线运动.6.数据处理(1)速度数值的获得:实验获得的是如图所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系,需要测量的是弹力做功结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度.所以,应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x,小车此时速度的表达式为v=,其中T是打点计时器的打点周期.即选择相邻距离基本相同的若干点A1,A2,A3,…来计算小车匀速运动时的速度.(2)计算小车做的功分别为W,2W,3W,…时对应的v,v2,v3,的数值,填入表格.(3)逐一与W的一组数值对照,判断W与v,v2,v3,的可能关系或尝试着分别画出W与v,W与v2,W与v3,W与间关系的图象,找出哪一组的图象是直线,从而确定功与速度的正确关系.7.误差分析误差类别产生原因减小方法偶然误差①橡皮筋长短、粗细不一②纸带上“点”间距离测量不准③描点不准①选用规格相同的橡皮筋②测量、描点尽量准确系统误差忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力实验前精确地平衡摩擦力二.利用牛顿第二定律的实验装置探究动能定理1.实验目的探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理(1)在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时,可以认为细绳的拉力就是砝码和砝码盘的重力.(2)平衡长木板的摩擦力(3)在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘,木块在砝码盘对他的拉力作用下做匀加速运动,在纸带记录的物体的匀加速阶段,适当间隔的取两个点A和B.只要取计算一小段的平均速度即可确定A 和B两点各自的速度v A和v B,在这段过程中物体运动的距离s可通过运动的纸带测出,我们即可算出合外力的功W合=F绳s AB,另一方面,此过程中物体的动能变化量为ΔE k=-,通过比较W和ΔE k的值,就可以找出两者之间的关系.3.实验器材长木板(一端带滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平.4.实验步骤及数据处理(1)用天平测出小车的质量M,及砝码、砝码盘的总质量m.把器材按图装置好,纸带一端固定在小车上,另一端穿过打点计时器的限位孔.(2)把小车靠近打点计时器,用手按住.先接打点计时器电源,再释放小车,让它加速运动.当小车到达定滑轮处(或静止)时,断开电源(3)取下纸带,重复实验,得到多条纸带(4)选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理,先在纸带标明计数点,然后取间隔适当的两点A、B两点间的距离S AB,再利用平均速度公式求A、B两点间的速度v A、v B.与E kAB,通过比较W和ΔE k,就可以找出两者之间的关(5)通过实验数据分别求出W合系.5.注意事项(1)实验前应调整长木板的倾角以平衡摩擦力,否则砝码和砝码盘的重力就不是小车受到的合外力.(2)实验时要求砝码和砝码盘的质量远小于滑块的质量.(3)应先接通打点计时器,后释放小车,使其运动.6.误差分析(1)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大.(2)利用打点的纸带测量位移和计算小车的速度时不准确也会带来误差.例题精讲实验:探究功与速度变化的关系例1.某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系。
试验报告探究功与速度变化的关系
试验报告探究功与速度变化的关系实验原理:功是描述力对物体运动的影响的物理量,主要取决于力的大小和物体的位移。
功=力×位移×cosθ,其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。
速度是描述物体运动快慢的物理量,是位移随时间的变化率。
根据功的计算公式,可以推导出功与速度的关系:功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²,其中m为质量,v为最终速度,u为初始速度。
可见,功与速度的关系是非线性的,功随速度的平方变化。
实验步骤:1.准备一段光滑的直线轨道,轨道两端分别固定一个弹簧弹出的(即力的大小与伸长量成正比)小物块。
2.将一个小物块放在轨道上,使其始终保持静止。
3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块,使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。
4.观察并记录被推小物块的速度和位移,利用公式计算功。
5.重复上述步骤,但通过调节推动小物块的初速度,探究不同速度下功的变化。
实验结果与分析:通过多次重复实验,并计算不同速度下的功。
发现在速度增加的过程中,功的值呈现出非线性的增加趋势,其增加率逐渐减小。
实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。
根据实验结果可以得出结论:当速度增加时,功的值增加,但增加率逐渐减小。
实验误差分析:1.实验中存在一定的摩擦力,摩擦力对力的大小和方向产生了影响,可能会对实验结果产生一定的误差。
2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响,如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。
3.在实验过程中,由于实验者的操作不精确,以及观测仪器的误差,也可能会对结果产生一定误差。
改进方法:1.减小摩擦力对实验的影响,可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。
2.选用质量较为均匀的小物块,并进行精确测量。
3.提高实验者的操作技术,减小人为误差。
高中物理必修二教案-7.6实验:探究功与速度变化的关系-人教版
教师:对,如何才能得到对小车做的功为一倍二倍三倍等关系变化呢?
学生:用多根相同的橡皮筋并联,每次伸长相同的长度。
教师:通过实验我们可以得到多组功与速度的数据,怎样处理这些数据得到功与速度变化的定量关系呢?
教师:对,这就是做功与物体速度变化的关系。但这仅是一种定性的关系,在日常生活和生产实践中,仅仅知道定性关系是远远不够的,我们还要得到功与物体速度的定量关系。我们今天要通过实验探究做功与小车速度的定量关系。我们这个实验的研究对象是小车,请问我们需要测量哪些量?
学生:橡皮筋对小车做的功和对应的小车的速度。
有条件的学校可用力的传感器作出F-S图象从而得到变力的功。
若学生一时回答不出则提示:虽然无法知道具体的数值,但如果让每一次所做的功都以一定的关系变化,并测出相应的速度是否也可以?
若有学生提出让橡皮筋长度为一倍二倍等变化,当成做功是一倍二倍等处理,则应当指出其不正确之处。
民主基础上的集中,有目的的锻炼学生操作能力,并解决器材准备问题
高中物理课堂教学设计
课题
§5.6探究功与物体速度变化的关系
课型
新授课(1课时)
教学目标
(一)知识与技能
1、了解多种测量速度的方法,会用气垫导轨、光电门和数字计数器计算物体运动的速度。
2、练习使用计算机处理数据并学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
(二)过程与方法
通过用气垫导轨、光电门和数字计数器探究功与速度的关系,体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
演示:把橡皮筋一端固定在导轨上,另一端固定在滑块上,先拉开一小段位移,放开滑块,滑块能获得一定的速度。第二次拉开比第一次大一些的位移,放手后可发现滑块获得的速度比第一次的时候大。
人教版必修二实验:探究功与物体速度变化的关系
D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系
提出问题: 做出W—v2的图象,如果是一条直线
B、探究力与物体运动加速度的关系
误差是不可避免的,但我们可以尽量减少它。
接通打点计时器电源,释放小车。
2.功与速度变化有什么样的关系? 把木板的一端垫高,使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡
做出W—v的图象,如果不是直线。 C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这木板的倾斜程度是符合要求的
4、纸带上的点并不是均匀的,应该选用 点迹均匀的部分来确定小车的速度。
还有阻力做功,这样便会给实验带来误差,我们在实
验中想到的办法是,使木板略微倾斜,对于木板的倾
斜程度,下面说法正确的是( )
BC
A、木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要求
B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件:即重力 使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这 木板的倾斜程度是符合要求的
∆注意:为了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比,因此,每次拉长橡皮筋的长度应该相等。
(2)V=LDG / tDG
三、得到实验数据
四、数据处理
做出W—v的图象,如果不是直线。 做出W—v2的图象,如果是一条直线
实验数据
W—v图象
实验数据
W— V 2图象
实验结论:
W∝V2 ,即功与物体的速度的平方成正比。
小车在运动过程中,有哪些力做功?
A、木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要求
A、探究力与物体运动速度的关系
即,橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……(实验的巧妙之处)
C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这木板的倾斜程度是符合要求的
2018年高中物理必修二教案:7.6 实验:探究功与速度变化的关系
7.6 实验:探究功与速度变化的关系教学目标一、知识与技能..1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2.学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。
二、过程与方法通过用纸带与打点计时器来探究功与速度变化的关系,体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
三、情感、态度与价值观通过实验探究,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。
教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图像法处理数据。
教学难点实验数据的处理方法――图像法。
教学方法实验观察法、图像法、迁移法。
教具准备长木板,橡皮筋(若干),小车,打点计时器(带纸带、复写纸等),计算机等。
教学过程一、导入新课前面几节课研究了重力做功与重力势能变化之间的关系,从而确立了重力势能的表达式。
探究了弹力做功与弹性势能的关系,从而确立了弹性势能的表达式。
这一节和下一节我们来探究功与物体动能的关系。
我们知道物体的动能和速度有关,我们还不能马上研究力对物体做的功和动能的关系,我们先来研究力对物体做的功和速度变化的关系。
二、新课教学(一)探究的思路如图所示:1.设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……2.由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线。
4.如果W-v曲线是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可着手考虑是否存在下列关系:W∝v2、W∝v3、W∝v……5.根据W-v草图,大致判断两个量可能是什么关系。
如果认为很可能是W∝v2,就做出W-v2曲线,如果这条曲线是一条直线,就可以证明你的判断是正确的。
(二)操作与作图技巧1. 小车运动中会受到阻力,可以采用什么方法进行补偿?可以采用平衡摩擦力的方法。
具体操作是:使木板略微倾斜,将小车(车后拴纸带)放到木板上,轻推小车,小车运动,观察纸带的点距。
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高中物理人教版必修2
7.6 实验:探究功与速度变化的关系
1.用图示装置探究细线拉力(合力)做功与滑块动能变化的关系,实验小组找到了学生电源、导线、细沙、垫块。
当滑块连上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桐桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。
若你是小组中的一位成员,为完成该项实验:
(1)还需要的测量工具有____和______;
(2)为保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,则沙和沙桶的总质量m 与M 应满足的关系是 ________,实验时首先要迸行的调整是_____________;
(3)完成调节后,测出M ,往沙桶中装入适量的细沙,称出此时沙和沙桶的总质量m ,让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录运动情况。
在纸带上选两点,测出这两点的间距L 和这两点的速度大小1υ、2υ (1υ<2υ),对于滑块,当各物理量满足 __________关系时,合力做的功等于滑块动能的变化。
2.某同学利用如图所示的装置探究动能定理,将斜槽固定在桌面上,斜槽末端与桌面边缘对齐.在水平地面上依次固定好白纸、复写纸,将小球从斜槽高度h 处由静止释放,小球落到复写纸上的某点,测出落点到桌边缘的水平距离为x .改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次实验测量,得出多组h 和x 数据.
(1)在安装斜槽时,应使其末端__________________________.
(2)已知斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ,斜槽末端距地面的高度为H ,不计小球与水平槽之间的摩擦,若动能定理成立,则x 与h 应满足的关系式为_______________________.
(3)若以h 为横坐标,以x 2为纵坐标,画出的图线形状是______,说明h 与x 2的关系为________. 3.某实验小组采用如图甲所示的装置探究动能定理,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50Hz .
(1)实验中木板略微倾斜,这样做_____(填答案前的字母). A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑 B.是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
(2)若根据多次测量数据画出的W ﹣v 草图如图乙所示,根据图线形状可知,对W 与v 的关系作出的以下猜想肯定不正确的是______. A. W v ∝ B. 1W v
∝
C. 2W v ∝
D. 3
W v ∝ 4.如图1所示,用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,电磁打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)下列说法正确的______.
A .平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上
B .为减小系统误差,应使重物质量远大于小车质量
C .实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 D. 电磁打点计时器应使用220v 交流电源 E .如图所示器材和合适电源外还需天平、刻度尺
(2)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O 。
在纸带上依次取A 、B 、C ……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T 。
测得A 、B 、C ……各点到O 点的距离为
x 1、x 2、x 3……,如图2所示。
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。
从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_________,打B点时小车的速度v=_________。
(3)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出v2–W图象。
假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图3中正确反映v2–W关系的是________。
5.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图甲所示。
实验过程中有平衡摩擦力的步骤,并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大,即分别为W0、2W0、3W0、4W0……
①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力,目的是______(填写字母代号) 。
A.为了释放小车后小车能做匀加速运动
B.为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.为了使小车获得较大的动能
②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一部分,已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度v m=_____________m/s(保留3位有效数字)。
③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度v m的数据,并利用数据绘出了图丙给出的四个图象,你认为其中正确的是_____。
6. 用图甲装置探究细绳拉力(近似等于悬挂钩码重力)做功和小车动能变化的关系.
甲
(1) 关于实验操作,下列说法正确的有________ A. 需要测出小车与钩码的质量 B. 需要垫高木板右端以平衡摩擦力 C. 需要控制钩码的质量远大于小车的质量 D. 必须在接通打点计时器的同时释放小车
(2) 某次获得的纸带如图乙所示.已知相邻两点时间间隔为T ,小车与钩码的质量分别为M 和m ,重力加速度为g ,从A 点到B 点的过程中,拉力对小车做的功为________,小车动能的变化为________.(用题中及图中字母表示).
(3) 在实验操作正确的情况下,分析多组数据发现,拉力对小车做的功总是大于小车动能的变化量,原因是________.
参考答案
1、【答案】 刻度尺 天平
1211R k k μ⎛⎫+ ⎪⎝⎭ 平衡摩擦力 2
22
11122
mgL Mv Mv =-; 2、【答案】 (1)切线水平 (2)x 2
=h (3)一条过原点的直线 h ∝x 2;
3、【答案】 C AB ;
4、【答案】 (1)CE (2)mgx 2 31
2x x T
- (3)A ; 5、【答案】 C 1.22 D ;
6、【答案】 AB ()234mg x x x ++ ()()
22
45122
8x x x x M T +-+ 钩码的重力大于细绳中的拉力;。