实验-探究动能定理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验:探究动能定理

实验目的

1.通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系.

2.通过实验数据分析,总结出做功与物体速度平方的正比关系.

实验原理

1.不是直接测量对小车做功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W、…. 2.由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据.

3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系.

实验器材

小车(前面带小钩)、100 g~200 g砝码、长木板,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.

一、实验步骤

1.按图所示将实验仪器安装好.同时平衡摩擦力

2.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,设此时橡皮筋对小车做功为W1,将这一组数据记入表格.

3.用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.

4.用3条、4条…橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格.

二、实验分析

1.数据采集

(1)求小车的速度:利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离x,则v =x

T(其中T为打点周期).

如图所示中测出AB两点间距离.

(2)数据记录:把计算出的速度填入上表中并算出v2值.

(3)数据处理:在坐标纸上画出W-v和W-v2图线

三、误差分析

1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.

2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差.

3.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差.

四、注意事项

1.平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动,找到木板一个合适的倾角.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部分.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.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.

动能定理

1、如图,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平,一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道,质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小,用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功,则(C)

A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点

B.W>mgR,质点不能到达Q点

C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离

D.W<mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离

2、如图,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,

圆弧的半径为R。一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心o等高,

物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求(1)物体做往返运动

的整个过程中在AB轨道上通过的总路程

(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力

解析:(1)由动能定理得:-umgcosθL=0-mgRcosθ L=R/u

(2)mgR(1-COSθ)=mv2/2

f-mg=mv2/R

f=f’=mg(3-2cosθ) 方向竖直向下

相关文档
最新文档