动能定理实验演示教学
动能定理课件ppt
在足球、篮球等球类运动中，动能定理可以用来研究球的飞行轨迹，预测球的落 点，以及分析碰撞过程中的能量转换。此外，动能定理还可以帮助优化球的速度 和旋转，提高射门或投篮的准确性。
车辆行驶
总结词
运用动能定理可以研究车辆行驶过程中 的各种问题，包括车辆的加速、制动以 及行驶稳定性等。
VS
详细描述
实验器材
滑轮
速度传感器 质量块
细绳 弹簧测力计
实验步骤与数据记录
2. 使用弹簧测力计测量质量块受 到的拉力F。
4. 记录数据：拉力F、速度v和质 量块的质量m。
1. 将滑轮固定在一个支架上，通 过细绳连接质量块和滑轮。
3. 启动速度传感器，测量质量块 的速度v。
5. 在实验过程中，不断改变质量 块的速度，重复步骤2-4，获得多 组数据。
详细描述
力对物体做功会引起物体的动能变化。动能 定理是指合外力的功等于物体动能的增量， 即合外力对物体做的功等于物体动能的增量 。这个定理可以用来定量描述力与动能之间 的关系。
05
动能定理的拓展形式
势能与动能的关系
势能与动能是相互依存的两种能量形式，势能可以转化为动能，动能也可以转化为 势能。
在机械系统中，势能和动能的总和是恒定的，这种关系可以通过机械能守恒定律来 描述。
圆周运动的动能定理
总结词
简单描述圆周运动的动能定理的公式和含义。
详细描述
在圆周运动中，物体动能的增加量等于外力对物体所做的功。即外力做的功等 于物体动能的增加量。特别地，在物体做匀速圆周运动时，由于速度大小不变 ，所以物体的动能增量为零，合外力对物体不做功。
03
动能定理的应用场景
投掷比赛总Βιβλιοθήκη 词动能定理课件目录
(完整版)验证动能定理实验
验证动能定理实验1、实验原理：沙桶和沙子的重力视为小车受到的合外力；合外力对小车做的功：mgS 车小车动能的改变量： 验证合外力做的功是不是等于小车动能的改变量2.、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;3、要注意的问题：怎么平衡摩擦力？有两个不一样的质量在里面，所以不能抵消掉.怎么去处理纸带上面的点。
4、实验示意图如图：例题1．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．（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v 1与v 2（v 1＜v 2）．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）2122Mv 21Mv 21例2．某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系"，设计了如下实验，他的操作步骤是：①安装好实验装置如图所示．②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车．③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上．④释放小车,打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．（1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1。
探究动能定律的实验
探究动能定律的实验实验方法一： 用验证牛顿第二定律的实验装置来探究动能定理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）实验装置如图所示，在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可认为细绳的拉力就是砝码及砝码盘的重力（F 绳=G 砝码及砝码盘）。
（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，木块将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速运动．在纸带记录的物体运动的匀加速阶段，适当间隔地取两个点A 、B.只要取计算一小段位移的平均速度即可确定A 、B 两点各自的速度v A 、v B ，在这段过程中物体运动的距离s 可通过运动纸带测出，我们可即算出合外力做的功W 合=F 绳S AB （F 绳=G 砝码及砝码盘）。
另一方面，此过程中物体动能的变化量为 ，通过比较W 和ΔEk 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)用天平测出木块的质量M ，及砝码、砝码盘的总质量m 。
把器材按图装置好．纸带一段固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔；(2)把木块靠近打点计时器，用手按住．先接通打点计时器电源，再释放木块，让它做加速运动．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 。
利用刻度尺测量得出A ，B 两点间的距离S AB ；再利用平均速度公式求A 、B 两点的速度v A 、v B ；(4)通过实验数据，分别求出W 合与ΔE kAB ，通过比较W 和ΔEk 的值，就可以找出两者之间的关系。
5.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也会造成误差。
2．利用打点的纸带测量位移，和计算木块的速度时，不准确也会带来误差。
实验探究动能定理(“小车”相关文档)共8张
四、实验步骤
1.按上图将实验仪器安装好。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的功为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一样，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。
(2)利用测得的木块质量m、交流电源的周期T、纸带上标示的位移xA、xB、xAB。
①请他写出木块在加速阶段所受合外力的表达式：_______________； ②请写出验证动能定理的方法：______________________________。
假设(3不)是在直上线，述可思实索验能否中，假设对该同窗选择的仪器和做法做一些更改，那么可以
(2)实验数据记录
橡皮筋条数 位移x/ m 时间t/s 速度v/(m·s-1) 速度平方v2/(m2·s-2)
(3)实验数据处置及分析：在坐标纸上(如图)画出W-v或W-v2图线(“W〞以一根橡皮筋做的功为单 位)。
(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2。
五、本卷须知
1.平衡摩擦力 实验中的小车不可防止地要遭到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研讨的是橡皮筋 做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现。将 木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影响。判别能否已 平衡掉摩擦力的方法是，轻推一下小车，察看小车不受其他力时能在木板上做匀速运动。 2.我们用2条，3条……橡皮筋进展第2次、第3次……实验时，每次实验时橡皮筋伸长的 长度都应坚持一致。
动能定理实验
4．由纸带算出小车获得的速度，把各次实验获得的速度 依次记入对应的表格中.
橡皮筋的条数 1 2 3 4 5 力对小车做的功 W 2W 3W 4W 5W 小车获得的速度
5.观察测得数据进行估计，大致判断两个量可能的关 系，然后以W为纵坐标，以v2(或v、v3)为横坐标作图， 寻找二者的关系．
四、注意事项
(1)可以判断纸带的__右__端__(填“左端”或“右端”)与木块连接.根
据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度
vA=_0_._7_2__m/s,vB=__0_.9__7_m/s.(结果保留两位有效数字) (2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还需要的实验 器材是_G______，还应测量的物理量是_B______.(填入所选实验器材
物理量的字母
表示］
【解析】重物落地后，木块做匀减速运动，故纸带的右端与木
块相连.由
vn
xn
xn1 2T
得
6.84 7.48 102
vA
2 0.1
m / s 0.72 m / s
9.4110.06 102/ s.
A.L-v2图象
B.L- v 图象
C.L- 1 图象
D.L- 1 图象
(3)本v实验中，木板与物体间摩擦力v的大小会不会影响探
究出的结果？
(2012·郑州模拟)某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所 做的功.装置如图，一木块放在粗糙的水平长木板上，右 侧拴有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接， 木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水 平实验台上.实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物 落地后，木块继续向右做匀减速运动，如图给出了重物落 地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点， 每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的 距离如图所示.打点计时器所用交流电频率为50 Hz，不计 纸带与木块间的拉力.
课件4：实验五 探究动能定理
1
1.60
2
3.60
3
6.00
4
7.00
5
9.20
Δv2/m2·s－2 /
0.04 0.09 0.15 0.18 0.23
❖ 请以Δv2为纵坐标，以s为横坐标在方格纸中作出Δv2 －s图象．若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求 得小车所受合外力的大小为________N；若该同学通 过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显 超出实验误差的正常范围．你认为主要原因是 ____________________________，实验操作中改进 的措施是______________．
(2)小车获得的最大速度应该用纸带上点间距相
等段求解，在图中纸带上应用 B、D 段求小车的最大
速度．
vm
＝
OD－OB 2T
＝
10.40－7.12×10－2 2×0.02
m/s ＝ 0.82
m/s.
❖ [变式训练] ❖ (多选)在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关
系”的实验时，下列说法正确的是( )
❖ 4．开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先 接通电源再释放小车．
❖ 5．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上 打的点多一些．
❖ 【实验改进】 ❖ 1．本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接
采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小． ❖ 2．可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的
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． ❖ 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.
类型
偶然误 差
系统误 差
产生原因
小车速度的测量误差
动能和动能定理课件ppt
动能的推导过程
定义：合外力的功等于物体动能的改变量合外力做的功为：$W_{总}=Fs$动能的改变量为：$\Delta E{k}=E{k2}-E_{k1}$代入得：$\Delta E_{k}=\frac{2mx^{2}}{t^{2}}-\frac{2mx^{1}}{t^{1}}$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$
动能和动能定理课件ppt
xx年xx月xx日
动能和动能定理的基本概念动能和动能定理的推导过程动能和动能定理的实例分析动能和动能定理的拓展应用动能和动能定理的实验验证动能和动能定理的教学建议
contents
目录
动能和动能定理的基本概念
01
动能定义
物体由于运动而具有的能叫做动能。
动能计算公式
$E_k = \frac{1}{2}mv^2$
当物体做匀加速直线运动时，其动能随时间增加。
匀加速直线运动
当物体做匀减速直线运动时，其动能随时间减少。
匀减速直线运动
平抛运动
当物体做平抛运动时，其动能随时间变化，但总动能保持不变。
圆周运动
当物体做圆周运动时，其动能随速度变化，但总动能保持不变。
曲线运动中的动能定理
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时，其总动能保持不变。
实验：探究动能定理
对钩码有，m
g－F
＝m
a，联立解得，F
＝M
M ＋m
m
g＝
0.093 N 。
热点三 实验的改进与创新
实验器材及装置 的替换
数据测量的改进 由光电门计算速度 v＝Δdt 测量纸带上各点速度→速度传感器直接显示速度大小
实验四 探究动能定理
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。
注意事项 1.平衡摩擦力：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.选点测速：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状态的。 3.橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，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。
W/10－3 J 7.35 8.82 10.29 11.76 13.23 14.70
ΔEk/10－3 J 6.39 7.67 8.95 10.23 11.50 12.78
(W－ΔEk)/10－3 0.96 1.15 1.34 1.53 1.73 1.92 J
①实验结果表明，ΔEk总是小于W。你认为这是
点，造成这种情况的原因可能是没__有__平__衡___摩__擦__力_ 、 平_衡__摩__擦__力__不__够___或__平__衡__摩__擦__力__过___度.(写出一条即可)
热点二 数据处理与分析 【例2】(2017·江苏单科，10)利用如图所示的实验 装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的 质量为M＝200.0 g，钩码的质量为m＝10.0 g，打点 计时器的电源为50 Hz的交流电。
高中物理：实验二十三变力做功的动能定理
实验二十三变力做功的动能定理
实验器材
朗威DISLab数据采集器、位移传感器、光电门传感器、DISLab力学轨道、DISLab力学轨道小车、支架、天平、计算机。
实验装置
如图23-1。
实验操作
1．将力传感器测钩取下换上强磁铁后固定到轨道一端，将位移传感器接收器固定到轨道另一端，将光电门传感器固定到轨道上，将0.01m的挡光片和位移接收器固定到小车上。
2．将位移传感器和光电门传感器分别接入数据采集器一、二通道。
3．点击教材专用软件主界面上的实验条目“变力做功的动能定理”，打开该软件。
4．将小车的质量，挡光片的宽度填写到界面相应位置。
5．打开位移发射器开关，点击“开始记录”，推动小车使车上的两片挡光片通过光电门，系统自动记录小车的初速度、末速度及小车动能的变化（图23-2）。
图23-2 F-S曲线
图23-1 变力做功的动能定理实验装置
6．点击“选择区域”，选择需要研究的一段F-S 图线即可得到相应的面积值（图23-3、图23-4）。
7．比较动能变化与面积值之间的大小，总结变力做功的动能关系。
图23-3 选择区域 图23-4 实验结果。
实验五 探究动能定理
电门1速度为v1= d ,滑块通过光电门2速度为v2= d ;根据动能定理需要验证
t1
t2
的关系式为W=Fs=
1 2
Mv22
-
1 2
Mv12
=1
2
M
d t2
2
-1
2
M
d t1
2
,可见还需要测量出M,即
滑块、挡光条和拉力传感器的总质量;
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码盘和砝码的总 重力作为滑块、挡光条和拉力传感器的拉力,故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
,还需要知道小物块
的质量,故A、D、E正确,B、C错误。
②根据h=
1 2
gt2和L=v0t,可得
v02
=
g 2h
L2,若功与速度的二次方成正比,则功与L2正
比,故应以W为纵坐标、L2为横坐标作图,才能得到一条直线。
③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,是实验方法不完善,则由此引起的
误差属于系统误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
3.误差分析 (1)误差的主要来源是橡皮筋的长度和粗细不完全相同,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)利用打点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(2)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。 甲同学:把多条相同的橡皮筋并在一起,把小车拉到相同的位置释放; 乙同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为 甲 (填“甲”或“乙”)同学的方法可行。
动能定理实验步骤
动能定理实验步骤
嘿，朋友们！今天咱来唠唠动能定理实验那点事儿。
咱先得准备好家伙什儿呀，就像战士上战场得有称手的兵器一样。
一个斜槽轨道，这可是实验的主阵地；几个小球，这就是咱的主角啦；还有刻度尺，那是要精确测量的。
把斜槽轨道稳稳地放好，就像给咱的实验搭了个舞台。
然后让小球从轨道上欢快地滚下来，这小球啊，就像个调皮的孩子，咕噜噜地跑着。
你说这小球为啥能跑这么欢实呢？嘿嘿，这就涉及到动能定理啦！它从高处滚下来，速度越来越快，动能也就越来越大呀。
咱再仔细观察观察，看看这小球跑过的路程，用刻度尺量一量。
这就好比咱要给小球的表现打分一样，得有个标准不是。
这时候你想想，要是没有这个轨道，小球能这么有规律地跑吗？肯定不能呀！就像咱走路得有个道儿一样，不然不就乱套啦。
实验过程中，可得仔细点，不能马虎。
就像你做饭，盐放多了放少了味道可就不一样啦。
等咱把数据都收集好了，就开始分析啦。
看看小球的动能和它跑过的路程有啥关系，这可有意思啦。
你说这动能定理是不是很神奇呀？它能让咱明白好多道理呢。
就像生活中，有些事情看似复杂，其实只要找到那个关键的点，就能理清楚啦。
而且这个实验多好玩呀，看着小球滚来滚去，就像看着一场精彩的表演。
咱还能从中学到知识，这不是一举两得嘛。
总之啊，动能定理实验真的很有趣，也很有意义。
大家都去试试吧，保证让你收获满满！。
动能和动能定理课件ppt
其他动能应用的例子
工业生产
在工业生产中，许多设备的运转需要依靠动能的转化和传递，如传送带、搅 拌器等，通过对这些设备的动能转化和传递过程进行分析和优化，可以提高 设备的效率和稳定性。
交通运输
在交通运输中，车辆的行驶需要依靠动能的作用，通过对车辆行驶过程中的 动能转化和利用进行分析和优化，可以提高车辆的燃油经济性和行驶安全性 。
动能与速度的关系
动能定义
物体由于运动而具有的能量称为动能，其数值等 于物体质量和速度平方乘积的二分之一。
动能与速度的关系
动能的大小与速度的大小成正比，即速度越大， 动能越大。
公式表达
$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$
动能定理与功的关系
动能定理定义
动能定理是物理学中关于运动 和力之间关系的定理之一，它 指出物体动能的变化等于它所
2023
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目 录
• 动能和动能定理的概述 • 动能和动能定理的物理意义 • 动能和动能定理的应用 • 动能和动能定理的实验验证 • 动能和动能定理在日常生活中的应用 • 动能和动能定理在物理学中的影响
01
动能和动能定理的概述
动能的概念
01
02
03
定义
动能是指物体由于运动而 具有的能量，通常用符号 E表示。
03
动能和动能定理在理论物理学中的主要应用包括：质点动力学、弹性碰撞和非 弹性碰撞、角动量、转动惯量、刚体动力学、流体力学、电磁学等等。
动能和动能定理在实验物理学中的影响
实验物理学是研究实验方法和实验技术的物理 学分支，动能和动能定理在实验物理学中有着 广泛的应用。
动能定理是实验物理学中一个基本的定理，它 反映了物体动量的变化与作用力之间的关系， 是研究物质运动和相互作用的重要工具。
实验五探究动能定理
高频考点例析
(3)在(2)的基础上，某同学用天平 称量滑块的质量M，往砂桶中装入适量 的细砂，用天平称出此时砂和砂桶的 总质量m.让砂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)．
基础知识梳理
8.结论：恒力所做的功跟动能变化 量之间的关系是恒力所做的功等于物 体动能的变化．
基础知识梳理
五、注意事项 1．砝码和砝码盘的总质量要远小 于小车的质量． 2．平衡摩擦力时，砝码盘中不要 加砝码，但应连着纸带且接通电源． 3．小车所受的阻力f应包括小车受 的摩擦力和打点计时器对小车后所拖 纸带的摩擦力． 4．小车应靠近打点计时器，并且 要先接通电源后再放手．
高频考点例析
可以看出，m1、m2已知，v与v0已 知，s已测出，除摩擦力外，还需测量 的是小车的质量． 【答案】 (1)②接通打点计时器 电源 释放小车 关闭打点计时器电 源 (2)5.05～5.10 0.48～0.50(答案在 此范围都得分) (3)重力(钩码的重力) 摩擦力(阻 力) (4)Δv2∝s(速度平方的变化与位移 成正比) 小车的质量
图5 －5 －2
高频考点例析
对实验原理、器材的考 查 例1 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5－ 5－3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、细砂．当滑块连接上纸 带，用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时， 释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小 组中的一位成员，要完成该项实验，则： 题型一
2020版高考物理一轮复习 实验五 探究动能定理课件 新人教版
第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板 靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打 点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运 动，打出纸带，如图乙所示，打出的纸带如图丙所示．
请回答下列问题：
(1)已知 O、A、B、C、D、E、F 相邻计数点间的时间间隔为 Δt， O点点计为(时2)打器已点打知计重B 时点锤器时质打滑量下块为的运m第动，一的当点速地，度的根重vB据力＝纸加_x_带3速2_－Δ_求度_tx_1滑为__块.g，运要动测的出速某度一，过打 程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块__下__滑__的__位__移___x (写 出物理量名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达 式 W 合＝___m_g_x___.
A．作出“t－F 图象” B．作出“t2－F 图象”
C．作出“t2－F1图象” D．作出“1t －F2 图象”
解析：(1)由读数规则可知读数为 2.0 mm＋0.05×6 mm＝2.30
mm. (2)因为拉力传感器直接测出拉力，故不需要使滑块质量远大于
钩码和力传感器的总质量，A 错误；应使 A 位置与光电门间的距离 适当大些以便减小误差，故 B 正确；应将气垫导轨调至水平，使摩 擦力为零，故 C 正确；应使细线与气垫导轨平行，保证合外力为细 绳拉力，故 D 正确．所以不必要的一项是 A.
(2)下列实验要求中不必要的一项是__A__(请填写选项前对应的 字母)．
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调至水平 D．应使细线与气垫导轨平行
(3)实验时保持滑块的质量 M 和 A、B 间的距离 L 不变，改变钩 码质量 m，测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时 间 t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所 做功的关系，处理数据时应作出的图象是____C____(请填写选项前对 应的字母)．
动能原理实验
动能原理实验
动能原理实验是一项常见的物理实验，通过观察和分析物体在不同条件下的运动，验证动能定理的正确性。
实验器材及材料：
1. 一个小球（球A）和一个小车（车B）；
2. 一个光滑的水平轨道。
实验步骤：
1. 将小球放在轨道的起始点，车B放在轨道的终点处；
2. 让小球自由滑下轨道，观察小球到达车B位置的速度；
3. 提高轨道的高度，重复步骤2；
4. 使用不同质量的小球，重复步骤2和3。
实验结果及分析：
1. 通过观察可发现，小球在滑下轨道并碰到车B时，速度逐
渐增加；
2. 随着轨道高度的增加，小球到达车B位置时的速度也随之
增加；
3. 使用不同质量的小球进行实验时，观察到质量较大的小球到达车B位置的速度更大。
实验结论：
1. 实验结果验证了动能原理，即物体的动能与其质量和速度的平方成正比；
2. 在相同条件下，质量较大或速度较大的物体具有更高的动能；
3. 增加轨道高度会增加物体的动能。
通过这个实验可以帮助我们更好地理解和应用动能原理，提高我们对物体运动规律的认识。
而且，这个实验还可以扩展到其他相关内容的探究，如动能的转化和机械能的守恒等。
第5讲 实验：探究动能定理
4．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。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 50 Hz。
(1)为了消除小车运动过程中所受摩擦力的影响，调整时应将木板 ______(选填 “左”或“右”)端适当垫高以平衡摩擦力。 (2)实验中，某同学打出的一段纸带如图乙所示，相邻两计时点间距离依次为 AB ＝ 3.50 cm、 BC ＝3.80 cm、 CD ＝ DE ＝ EF ＝ FG ＝ GH ＝4.00 cm，则匀速运动的 速度 v＝______m/s。
带动纸带能做匀速直线运动。 (2)满足钩码质量远小于小车(滑块)的质量，以保证细绳的拉力更接近钩码的重力。
一、基础考法保住分 考查点(一) 实验原理与操作 1．(2019·江苏高考)某兴趣小组用如图甲所示的装置验证动能定理。
甲
(1)有两种工作频率均为 50 Hz 的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图(b)给出 的数据中求得的物理量为____________________________。
解析：打下 B 点的时刻为打下与 B 点相邻左、右两点的中间时刻，则打下 B 点时 小车的速度应为这两点间小车的平均速度，即 vB＝4.000－.042.56×10－2m/s＝0.36 m/s； 同理打下 P 点时小车的速度为 vP＝57.860－.0450.66×10－2 m/s＝1.80 m/s。在验证动能 定理时，如果选取 B 到 P 的过程，则由 mgxBP＝12(M＋m)v2P－12(M＋m)v2B可知，要 验证动能定理还需要求得 B、P 两点间的距离。 答案：0.36 1.80 B、P 之间的距离
乙
(4)测出小车的质量为 M，再测出纸带上起点到 A 点的距离为 L。小车动能的变化 量可用 ΔEk＝12Mv2A算出。砝码盘中砝码的质量为 m，重力加速度为 g。实验中， 小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙 子的总质量，小车所受合力做的功可用 W＝mgL 算出。多次测量，若 W 与 ΔEk 均 基本相等，则验证了动能定理。
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动能定理实验实验五探究动能定理一、实验目的1．探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。
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。
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(若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。
突破点(一) 实验原理与操作[典例1] 某实验小组用如“实验图示记心中”所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。
(1)为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的______(填入选项前的字母代号)。
A．逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑B．逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮筋作用下开始运动C．逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让其拖着纸带匀速下滑D．逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑(2)如图所示是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50 Hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为________ m/s(结果保留三位有效数字)。
[由题引知·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第1题]仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢21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。
1．(2017·湖南四校联考)某实验小组要探究力对物体做的功与物体获得的速度的关系，选取的实验装置如“实验图示记心中”所示。
(1)实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，最终得到如图甲所示的纸带，这样做的目的是____________。
(2)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀分布的，为了计算小车获得的速度，应选用图乙纸带的__________(填“A～F”或“F～I”)部分。
(3)小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出，沿木板滑行，当小车的速度最大时，橡皮筋对小车做的功为W。
再用完全相同的2条、3条、…、n条橡皮筋作用于小车上，每次在________(填“相同”或“不相同”)的位置由静止释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、…、nW。
(4)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…、v n，作出Wv图像。
则下列符合实际的图像是________(填字母序号)。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢32．(2014·天津高考)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。
此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。
组装的实验装置如图所示。
(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________________________。
(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。
他这样做的目的是下列的哪个____(填字母代号)。
A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度。
在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：____________________________________________。
(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。
这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)。
A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力突破点(二) 数据处理与误差分析[典例2] 如“实验图示记心中”所示装置，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形。
橡皮筋对小车做的功记为W。
当把2条、3条、…、n条完全相仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、n次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。
小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打出点的纸带测出。
(1)除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有_________________________；(2)平衡摩擦后，每次实验得到的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；(3)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次、…、n次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置，并计算v n及v n2，填入下表：橡皮筋做的功10个间距的距离x(m)10个间距的时间T(s)小车获得的速度vn(m/s)小车速度的平方vn2(m2/s2)第1次W 0.2000.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)从理论上讲，橡皮筋做的功W n和物体速度v n变化的关系应是W n∝________，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相应的图像验证理论的正确性。
功v n v n2第1次W 1.0 1.00第2次2W 1.40 1.96第3次3W 1.50 2.25第4次4W 2.00 4.00第5次5W 2.25 5.06[由题引知·要点谨记] 1.实验器材的选用[对应第(1)题]仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢52.数据处理的方法[对应第23题]1纸带上点间距相等部分对应橡皮筋松弛后小车获得的末速度。
2因完全相同的橡皮筋，拉伸相同的长度，故橡皮筋对小车做的总功与橡皮筋条数成正比。
[集训冲关]3.“在探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲)：________。
(填选项前字母)(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s(保留三位有效数字)。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢64．(2017·湖州模拟)某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如下表的数据：(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样) (1)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，在图乙中大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图像。
(2)由图像大致可判断出W与v的关系可能是________。
5．(2017·深圳模拟)某同学用如图甲所示装置来探究“动能定理”，得到一条如图乙所示的纸带，O点为第一个点，并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点，用毫米刻度尺测得各点到O点的距离如图，重物质量m＝1.00 kg。
(1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源______。
A．4～6 V、50 Hz交流电源B．220 V、50 Hz交流电源(2)从O点到B点，重物的重力做功W重＝______J，动能的增加量ΔE k＝______J。
(g取10 m/s2，以上计算结果均保留三位有效数字)仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢7突破点(三) 实验的改进与创新[典例3] 某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。
(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离x＝________cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是________________________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是”或“否”)。
[由题引知·要点谨记]1.实验器材的创新[对应题干部分]1利用气垫导轨替代长木板，实验中不必再平衡滑块的摩擦力。
2利用光电门测量滑块运动的速度更准确。
3利用力传感器测量细绳的拉力更方便。
2.实验原理的创新[对应第2、3题]1实验研究滑块通过两光电门之间的过程中合外力做功与动能改变量的关系，研究对象为滑2因用拉力传感器直接测细绳拉力大小，故不必满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡[集训冲关]6．(2017·邵阳月考)气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计。
为了探究做功与物体动能之间的仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢8关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1)，使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。
实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；②在气垫导轨上适当位置标记一点A(图中未标出，AP间距离远大于d)，将滑块从A点由静止释放。
由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示，读数为d＝________ m；仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9(2)用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v＝________；(3)已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是______________。
7．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。
固定并调整斜槽，使它的末端O 点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。
将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x。
改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：(1)斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是____________________。