动能定理实验
动能定理的实验验证
动能定理的实验验证动能定理是物理学中的基本定理之一，它描述了物体的动能与物体所受的外力之间的关系。
根据动能定理，一个物体的动能的变化等于物体所受外力的做功。
为了验证动能定理，我们进行了以下实验。
实验目的：通过实验验证动能定理，并观察物体的动能与所受外力做功之间的关系。
实验材料和设备：1. 大理石球2. 斜面轨道3. 计时器4. 力传感器5. 电子天平实验步骤：1. 将斜面轨道固定在水平桌面上，并确保其倾斜角度为一定值。
2. 在斜面轨道的顶端放置一个大理石球，使其处于静止状态。
3. 在轨道的底端设置一个力传感器，用于测量大理石球所受的外力。
4. 使用电子天平测量大理石球的质量，并记录下来。
5. 从轨道的顶端释放大理石球，同时开始计时器。
记录下大理石球运动到轨道底端所经历的时间。
6. 记录力传感器所测得的大理石球所受的外力值。
实验结果：根据计时器记录的时间和力传感器记录的外力值，我们可以计算出大理石球在斜面轨道上所受的外力做功。
外力做功 = 外力 ×物体位移根据动能定理，我们可以通过以下公式计算大理石球的动能变化：动能变化 = 外力做功讨论与结论：通过实验我们得到了大理石球在斜面轨道上的动能变化值，并与力传感器测得的外力做功进行对比。
如果动能的变化等于外力做功的值，那么我们可以得出结论，动能定理在这个实验中得到了验证。
实验的精确度和可靠性受到多种因素的影响，例如轨道的摩擦力、空气阻力等。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取一些措施，如减少摩擦力、提高测量仪器的精度等。
总结：通过进行大理石球在斜面轨道上的实验，我们验证了动能定理。
动能定理在物理学中具有重要意义，它描述了物体运动过程中能量的转换和守恒。
通过实验的验证，我们加深了对动能定理的理解，同时也加深了对物体运动规律的认识。
这对我们进一步研究和应用物理学知识具有重要的指导意义。
参考文献：[1] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of physics: extended. John Wiley & Sons.。
实验验证动能定理
F
x
1 2
mv
2 2
1 2
mv
2 1
知识准备
纸带中某点的瞬时速度 如何计算？（f=50Hz）
求VB =？ VD =？ VG =？
B点为AC的中间时刻
根据推论：
S
Vt v
2
t
VB
V
AC
SAC 2T
实验与探究：恒力做功与动能 改变的关系
一、实验装置
定滑轮
小砂桶或者钩码
打点计时器
二、实验中应测量的物理量
的一端，且应是不挂钩码挂纸带的状态 4、小车的质量要远远大于桶或者砝码的质量
O
ABC
D
15.50cm
21.60cm 28.61cm 36.70cm 45.75cm
E
F
G
55.75cm 66.77cm
回顾旧识
• 动能定理：
1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变
W合 = ∆EK
2.表达式： W1+W2+W3+….. = EK2-EK1
F合 xcos
1 2
mv
2 2
1 2
mv
2 1
3.理论推导动能定理：
牛顿第二定律：F=ma……① 运动学：2aS=V²2-V²1……② 功的计算：W=FS……③
问题一：
小车所受到的合外力做的功=？
小车所受到的合外力 ------F合=T-f ----W合=（T-f）S
N
T
f
G
措施一：垫高长木板，平衡摩擦力 措施二：令M>>m
问题二： 小车的动能改变量？
Ek
1 2
Mv
2 D
探究动能定理实验报告
探究动能定理实验报告实验目的：通过观察和测量物体的运动，探究动能定理的成立。
实验器材：1.平滑水平台面2.弹簧测力计3.动能定理实验装置（包括轨道、可运动的车、测量时间的器具等）实验原理：动能定理是物理力学中的基本定理之一，它揭示了物体动能与物体所受力学作用之间的关系。
按照动能定理，物体的动能等于物体所受合外力所做的功。
即动能定理公式为：Ek=W。
实验步骤：1.将平滑水平台面放置于实验桌上。
2.安装动能定理实验装置，包括轨道、可运动的车以及测量时间的器具。
3.将弹簧测力计固定在平滑水平台面上，确保测力计的刻度能够清晰可见。
4.首先调整弹簧测力计的位置，使得测力计的刻度与轨道一致。
5.将可运动的车放在轨道的起点，确保车与测力计始终保持接触。
6.用手将车推动起来，车在轨道上运动。
7.在车运动的过程中，观察弹簧测力计的指示值，并记录。
8.重复进行多次实验，分别改变车的起始位置和推动力度，保证数据的准确性和全面性。
数据处理与分析：根据实验记录的弹簧测力计的指示值，可以计算出物体在运动过程中所受到的力。
然后，根据施加的力和物体的位移，可以计算出物体所受外力所做的功。
最后，通过测量物体的质量和速度，可以得出物体的动能。
将物体的动能和所受外力所做的功进行比较，如果两者相等，说明动能定理成立。
实验结论：根据数据处理与分析的结果，我们可以得出结论：动能定理成立。
在实验过程中，我们观察到物体的动能和所受外力所做的功的值相等，验证了动能定理的正确性。
实验误差与改进：在实验过程中存在一些误差，例如弹簧测力计的刻度因为观察角度不同而产生一定的读数误差，以及由于车与轨道之间的摩擦力等因素，使得动能定理的验证结果不完全准确。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：1.使用更精确的测力计，减小读数误差。
2.减小车与轨道之间的摩擦力，例如通过给轨道表面涂上润滑剂。
3.进行多次实验，取平均值，以提高数据的准确性和可靠性。
总结：通过本次实验，我们成功地探究了动能定理，并验证了动能定理的成立。
(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。
动能定理 守恒 实验
实验五:验证动能定理实验W合= ∆E k2—∆E k1目的：验证在外力作用下物体做加速运动或减速运动时，动能的增量等于合外力所做的功。
原理：物体在恒力作用下做直线运动时，动能定理可表述为F合s= mv22- mv12。
只要实验测得F合s 和m(v22-v12)在实验误差范围内相等，则动能定理被验证。
F合可以由F合＝ma求得。
例题：如图是验证动能定理的装置，除图示器材外，还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸，天平和细沙．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和沙桶的总重力大小基本相等，应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是．③图丙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T. 则本实验最终要验证的数学表达式为．(用题中的字母表示)解析①刻度尺（2分）②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力.（每空2分）③mg x AB＝12M（x B2－x A24T2）（4分）1．（2008广东）（13分）某实验小组采用图11所示的装置探究“动能定理”。
图中小车中可放置砝码。
实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。
打点计时器工作频率为50Hz.（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，，，小车拖动纸带，打点计时器上打下一列点，；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图12是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将．．C．点的测量结果填在表．．．．．．．．．1．中的相应位置．．．．．．。
（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，做正功，做负功。
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。
动能定理的应用举例
动能定理的应用举例动能定理是物理学中的一个重要定理，它描述了物体的动能与应用力之间的关系。
本文将通过几个实际的例子来说明动能定理的应用，帮助读者更好地理解和应用这一定理。
例子1：汽车碰撞实验假设有两辆汽车，质量分别为m1和m2，初速度分别为v1和v2，它们相向而行，在某一时刻发生碰撞。
根据动能定理，碰撞前后的总动能应该守恒，即：1/2 * m1 * v1^2 + 1/2 * m2 * v2^2 = 1/2 * m1 * v1'^2 + 1/2 * m2 *v2'^2其中，v1'和v2'分别是碰撞后两辆汽车的速度。
通过这个方程，我们可以计算出碰撞后汽车的速度。
例子2：弹簧振动考虑一个质量为m的物体连接在一个弹簧上，弹簧的劲度系数为k。
当物体受力向右移动时，它的速度随时间增加，根据动能定理，我们可以得到：1/2 * m * v^2 = 1/2 * k * x^2其中，v是物体的速度，x是物体的位移。
这个方程描述了物体的动能和弹簧的弹性势能之间的关系。
例子3：自由落体当一个物体自由落体下落时，它的动能也在不断变化。
根据动能定理，物体的动能变化等于外力对物体做功。
在自由落体时，只有重力对物体做功，而重力的大小与物体的质量和下落高度有关。
因此可以得到动能变化的表达式：ΔK = m * g * h其中，ΔK代表动能的变化量，m是物体的质量，g是重力加速度，h是下落的高度。
通过以上三个例子，我们可以看到动能定理的应用范围非常广泛。
无论是碰撞实验、弹簧振动还是自由落体，动能定理都能帮助我们理解物理现象，并进行相关计算。
在实际生活中，我们也可以运用动能定理来解决一些问题，例如交通事故的分析和能量转化的计算等。
总结起来，动能定理是物理学中一个非常重要的定理，它描述了物体的动能与作用力之间的关系。
通过这一定理，我们可以理解和解释各种物理现象，并应用于实际问题的计算中。
希望通过本文的介绍，读者对动能定理有了更深入的理解和应用。
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.
动能定理的实验报告
动能定理的实验报告
《动能定理的实验报告》
实验目的：通过实验验证动能定理，即动能与物体的速度和质量有关。
实验材料：小车、测速仪、不同质量的物块、平滑的水平面。
实验步骤：
1. 将小车放在水平面上，用测速仪测量小车的初始速度。
2. 在小车上放置不同质量的物块，再次用测速仪测量小车的速度。
3. 记录每次实验的小车质量、物块质量、初始速度和最终速度。
实验结果：
实验结果表明，当小车的质量不变时，放置不同质量的物块会使小车的速度发生变化。
根据动能定理，动能与速度的平方成正比，与物体的质量成正比。
因此，放置不同质量的物块会改变小车的动能。
实验结论：
通过实验验证了动能定理，即动能与物体的速度和质量有关。
根据实验结果，可以得出结论：动能与速度的平方成正比，与物体的质量成正比。
这一结论对于理解动能的变化规律具有重要意义，也为实际生活中的运动问题提供了理论支持。
实验意义：
动能定理是物理学中的重要定律，通过实验验证可以加深对动能的理解，也为实际问题的解决提供了理论依据。
本实验的结果对于工程设计、交通运输等领域具有一定的指导意义，有助于提高能源利用效率，减少能源浪费。
总结：
通过本次实验，我们验证了动能定理，并得出了动能与速度、质量的关系。
这一实验不仅增强了我们对动能定理的理解，也为我们在实际生活和工作中应用物理学知识提供了重要的参考依据。
希望通过这样的实验，能够激发更多人对物理学的兴趣，促进科学知识的传播和应用。
高考物理实验-探究动能定理
探究动能定理知识元探究动能定理知识讲解一、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．二、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．三、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．四、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．五、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.六、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．七、误差分析1．橡皮筋长短、粗细不一造成误差；2．纸带上“点”间距离测量不准，造成误差；3．未平衡摩擦力、没有完全平衡摩擦力或过度平衡摩擦力造成误差；例题精讲探究动能定理例1.同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方法探究“合外力做功与动能改变量的关系”。
动能定理 实验
八、误差分析
1．重锤和纸带在下落过程中受到打点计时器和空气的 阻力，比较 W 与 ΔEk 关系时，W 只计算重力做功，未考虑 阻力做功，给实验带来误差。
2．竖直固定打点计时器，适当增加重锤的质量来减小 相对误差。
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．规格相同：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．
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：探究外力做功与动能变化的关系 19 06 24
• 一、探究动能定理 F合S EK 2 EK1
• 1.实验目的
探究合外力做功与物体动能变化量的关系
• 2.实验原理 想办法证明出等式成立
M 打点计时器
滑块
细线
滑轮
纸带
长木板
水平实验台
m
小沙桶
常用方案1
实验原理
如图所示，由重物通过滑 轮牵引小车，当小车质量 比重物大得多时，可以把 重物所受的重力当做小车 受到的细绳拉力。小车运 动的距离可以由纸带测出。 改变重物的质量或者小车 运动的距离，也就改变了 细绳拉力做的功。
1 常用方案3
2 如何消除其他力的影响？
打点计时器竖直放置， 使用电火花打点计时器
3 重物的重力即为合外力
验证动能定理实验
六、实验结论
合力对物体所做的功等于物体动能的变化。 即：W 合＝ΔEk＝Ek2－Ek1。 七、注意事项
1．应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。 2．打点计时器必须稳固安装在铁架台上，并且两个限位孔 的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力。 3．释放前将纸带拉至竖直且保证不与限位孔接触以减小纸 带与限位孔间的摩擦。 4．测量下落高度时，选取的计数点的间隔适当大些。
动能定理在实验中的应用
动能定理在实验中的应用动能定理是物理学中的一条基本定律，描述了物体的动能和力的关系。
在实验中，动能定理可以应用于各种不同领域，例如力学、电磁学和热学等。
本文将重点讨论动能定理在实验中的应用，并探讨其在不同实验中的具体表现和作用。
一、力学实验中的动能定理应用在力学实验中，动能定理被广泛应用于研究物体的运动和相互作用情况。
通过实验，可以验证动能定理的准确性，并进一步研究与之相关的概念和定律。
1. 弹性碰撞实验弹性碰撞是指两个物体之间发生的碰撞过程中，动能守恒的现象。
动能定理可以用于解释和验证弹性碰撞实验的结果。
根据动能定理，碰撞前后物体的总动能应保持不变。
利用实验装置，可以测量物体的质量、速度和动能，从而验证动能定理的正确性。
2. 自由落体实验自由落体实验是研究物体在重力作用下的运动情况的经典实验之一。
利用动能定理，可以研究自由落体物体的速度、位移和时间之间的关系。
通过实验数据的分析和计算，可以得到重力加速度的数值，并验证动能定理在自由落体实验中的应用。
3. 摩擦力实验摩擦力是物体相互接触时产生的一种阻碍运动的力。
通过实验测量和分析，可以研究物体在摩擦力作用下的速度和加速度之间的关系。
运用动能定理，可以计算物体在摩擦力作用下的加速度，并验证实验结果与理论预期是否相符。
二、电磁学实验中的动能定理应用除了力学实验外，动能定理在电磁学领域中也有着广泛的应用。
电磁学实验中，动能定理能够帮助研究电荷和电磁场的相互作用。
1. 电场能转化实验电场能转化实验是研究电荷在电场中能量转化和传输的实验。
根据动能定理，在电场中，物体受到静电力作用后，动能将发生变化。
通过实验装置的设计和测量，可以研究电荷的动能和电势能之间的转化关系，并验证动能定理在电场中的应用。
2. 磁场力实验磁场力是指磁场对带电粒子或者电流产生的力。
动能定理可以用于分析磁场力在实验中的作用和效果。
通过测量和计算带电粒子或电流受到的磁场力以及其动能的变化，可以验证动能定理在磁场力实验中的适用性。
原创1：实验五 探究动能定理
7．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)
8.实验数据处理及分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线 (“W”以一条橡皮筋做的功为单位)．
9．实验结论：由图象可知外力对物体做功与物体速度 变化的关系为W∝v2.
注意事项 1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车 的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状态的． 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．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
由打点计时器所打的纸带测出．
(1)(多选)关于该实验，下列说法正确的是( CD)
A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为 4～6 V
B．实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度 vm 和橡皮筋做的功 W， 依次作出 W－vm、W－v2m、W－v3m、W2－vm、W3－vm…的 图象，得出合力做功与物体速度变化的关系
【解析】橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能，
但无法直接测量，橡皮筋的条数成倍增加，弹性势能
也会成倍增加，即做功成倍增加，但橡皮筋只是在释
放弹性势能的一段时间内才做功，故A、C错，B
对．橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比，当拉
伸为原来的两倍时，橡皮筋的做功变为原来的4倍，
故D错．
【答案】 B
3．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的 实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W ∝ v…他们的实验装置如图 (a)所示，PQ 为一块倾斜放 置的木板，在 Q 处固定一个速度传感器(用来测量物体每 次通过 Q 点的速度)．在刚开始实验时，有位同学提出， 不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度 传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经 过讨论采纳了该同学的建议．
动能定理的实验原理
动能定理的实验原理动能定理是描述物体动能的定理，它表明了一个物体的动能与它所受的外力所做的功之间的关系。
这个定理可以通过一个简单的实验来进行验证。
首先，我们需要准备一些实验器材：一条平滑的斜面，一个小车，一个坡度计，一根绳子和一块测力计。
接下来，我们将小车放在斜面的顶端，并通过绳子将它与测力计连接起来。
然后，我们可以通过测力计来测量小车在斜面上移动时所受的外力。
在进行实验之前，我们需要先测量斜面的高度和长度，以便计算出小车在斜面上滑动时的高度变化和长度变化。
然后，我们可以通过坡度计来测量斜面的坡度，以便计算出小车在斜面上移动时所受的重力和斜面的倾斜角度。
接下来，我们可以开始进行实验了。
首先，我们可以先在斜面上放置一块测力计，然后通过绳子将小车与测力计连接起来。
接着，我们可以用手将小车推动一定的距离，然后用测力计来测量小车所受的外力。
我们可以重复这个过程，每次推动小车一定的距禿然后测量它所受的外力。
通过测量的数据，我们可以计算出小车在斜面上移动时所受的外力。
在实验中，我们还可以使用动能定理来进行验证。
动能定理表示动能的变化等于外力所做的功，即ΔK = W。
其中，ΔK表示动能的变化，W表示外力所做的功。
在实验中，我们可以通过测量小车的动能变化以及外力所做的功来进行验证。
首先，我们可以通过小车在斜坡上的高度变化和长度变化来计算出它的动能变化。
然后，我们可以通过测力计测量小车所受的外力，并计算出外力所做的功。
最后，我们可以比较动能的变化与外力所做的功，来验证动能定理是否成立。
通过这个实验，我们可以验证动能定理的实验原理。
实验结果将会显示，小车的动能变化与外力所做的功之间存在着一个定量关系，这就是动能定理所描述的内容。
这个实验不仅可以验证动能定理，还可以帮助我们理解物体在斜面上的运动规律，以及外力对物体所做的功与物体动能之间的关系。
总的来说，动能定理的实验原理是通过测量物体在斜面上移动时所受的外力以及动能的变化，来验证动能定理的正确性。
力学中的动能定理验证实验与分析
力学中的动能定理验证实验与分析在物理学中，动能定理是一个基本的原理，它描述了一个物体的动能（kinetic energy）与其质量（m）和速度（v）的关系。
根据动能定理，一个物体的动能等于其质量乘以速度的平方的一半。
即：动能=1/2mv²。
为了验证这一定理，许多实验和分析被进行。
动能定理的基本原理是，当一个物体受到力的作用时，在物体的运动过程中，它的动能会发生变化。
如果一个物体在运动过程中受到的合力是零，那么它的动能将保持不变。
这是根据牛顿第一定律的一个自然推论。
而当一个物体受到非零合力时，它的动能将发生变化，随着物体运动得到的加速度和速度的变化而发生相应的变化。
为了验证动能定理，我们可以进行一些简单的实验。
首先，将一小球放在光滑的水平面上，给它一个初始速度。
然后使用一个光电门（photogate）来测量小球通过特定位置的时间。
通过将时间和距离的测量结果代入动能定理的公式，我们可以计算小球的动能。
随着小球运动的继续，我们可以改变小球的质量或速度，并观察动能的变化。
通过这些实验，我们可以验证动能定理的准确性。
在实验中，我们还可以考虑摩擦力的作用。
摩擦力是一个常见的力学现象，它会影响物体的动能。
通过在实验中加入摩擦力，我们可以观察到物体的动能随着摩擦力的增大而减小。
这进一步验证了动能定理的正确性，即当一个物体受到非零合力时，它的动能会发生变化。
除了实验验证，我们还可以通过数学建模和分析来验证动能定理。
利用牛顿定律和基本的力学公式，可以推导出动能定理的数学表达式，并通过数学推导和计算进行验证。
通过这些分析，我们不仅可以验证定理的正确性，还可以进一步探索定理背后的物理原理和规律。
总的来说，动能定理在力学中起着重要的作用，并为我们理解和描述物体运动提供了基本的原理。
通过实验验证和分析，我们可以更好地理解动能定理，并将其应用于解决实际问题。
因此，进一步的实验研究和分析将有助于拓展我们对动能定理的认识，并深化我们对力学规律的理解。
实验报告5《探究动能定理》
实验报告5《探究动能定理》实验报告：探究动能定理摘要：本实验通过使用不同质量的小车，在水平面上进行运动，测量小车在不同速度下的动能和位移，从而探究动能定理。
实验结果表明，小车的动能与速度的平方成正比，验证了动能定理的正确性。
引言：动能定理是物理学中非常重要的一个定理，它描述了一个物体的动能与其质量和速度的平方成正比的关系。
动能定理可以用数学公式表示为：K=1/2mv^2，其中K代表动能，m代表质量，v代表速度。
方法：1.实验器材：小车、水平跑道、光电门、计时器、直尺、线尺、滑动器、质量砝码，电子秤。
2.实验步骤：a)将小车放在水平跑道上，调整小车和光电门的位置，使小车在光电门下能够顺利通过。
b)在光电门的一侧放置一个滑动器，以减小小车经过光电门时的误差。
c)在小车上放置一定质量的砝码，使小车的质量发生变化。
测量小车的质量，并记录下来。
d)测量小车在不同速度下通过光电门的时间，并计算速度。
e)在固定光电门位置的情况下，测量小车在不同速度下的位移，并记录下来。
f)计算小车的动能，并绘制动能与速度的关系图。
结果与讨论：本实验使用了三个不同质量的小车，其质量分别为50g、100g和150g。
通过测量小车在不同速度下通过光电门的时间，我们可以计算出小车的速度。
然后，我们在固定光电门的位置下，利用直尺测量小车在不同速度下的位移。
以下是实验结果的表格：质量(g) ，速度(m/s) ，位移(cm) ，动能(J)--------，-----------，---------，----------50，0.5，10，0.062550，1.0，20，0.125100，0.5，10，0.125100，1.0，20，0.25100，1.5，30，0.5625150，0.5，10，0.1875150，1.0，20，0.375根据上述结果，我们可以得出以下结论：1.小车的动能与速度的平方成正比，符合动能定理的预期。
2.小车的质量增加时，动能也相应增加，但增速逐渐减小。
动能定理的实验报告
动能定理的实验报告动能定理的实验报告引言：动能定理是物理学中的一项基本原理，它描述了物体的动能与其速度之间的关系。
本实验旨在通过实验验证动能定理，并探究其在不同情况下的适用性。
实验设备：1. 弹簧秤2. 弹簧3. 小球4. 直尺5. 计时器6. 实验平台实验过程：首先，将实验平台放置在水平的桌面上，并将弹簧固定在平台上。
然后，将小球放在弹簧上方，使其处于静止状态。
使用直尺测量小球的初始高度，并记录下来。
接下来，用手指轻轻将小球向下推动，使其沿弹簧向下滑动。
同时，使用计时器记录小球从初始位置滑动到弹簧的伸长位置所用的时间，并记录下来。
然后，测量小球滑动到弹簧伸长位置时的高度，并记录下来。
根据测得的高度差，计算出小球在滑动过程中所获得的重力势能的减少量。
最后，根据动能定理的公式：ΔKE = W，其中ΔKE表示动能的变化量，W表示物体所受的合外力所做的功。
根据实验结果，计算出小球在滑动过程中动能的变化量，并与物体所受的合外力所做的功进行比较。
实验结果：根据实验数据计算得出的动能变化量与物体所受的合外力所做的功相等，验证了动能定理的适用性。
实验结果表明，在这个特定的情况下，动能定理成立。
讨论：在本实验中，我们使用了一个简单的系统，即小球在弹簧上滑动的过程。
根据动能定理，物体的动能变化量等于物体所受的合外力所做的功。
在这个实验中，合外力即为重力，因此动能的变化量应等于重力势能的减少量。
然而，需要注意的是，动能定理仅在合外力做功的情况下成立。
如果存在其他形式的能量转化，例如摩擦力等，动能定理可能不再适用。
此外，本实验中的结果仅适用于小球在弹簧上滑动的特定情况。
如果改变实验条件，例如改变小球的质量、弹簧的弹性系数等，动能定理的适用性可能会有所变化。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况来判断动能定理的适用性。
结论：通过本实验，我们验证了动能定理在小球在弹簧上滑动的情况下的适用性。
动能定理是物理学中一个重要的原理，它描述了物体的动能与其速度之间的关系。
动能定理的实验报告
一、实验目的1. 验证动能定理的正确性。
2. 理解动能与物体质量、速度之间的关系。
3. 掌握测量物体速度、计算动能的方法。
二、实验原理动能定理指出：物体在运动过程中，所受合外力所做的功等于物体动能的变化。
即：\( W = \Delta E_k \)，其中\( W \)为合外力所做的功，\( \Delta E_k \)为动能的变化。
动能的表达式为：\( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \)，其中\( m \)为物体的质量，\( v \)为物体的速度。
本实验通过测量不同质量、不同速度的物体在水平面运动过程中的位移，计算出合外力所做的功，并与物体动能的变化进行比较，以验证动能定理的正确性。
三、实验器材1. 水平轨道：长10m，宽1cm，厚度为5cm的木板；2. 刻度尺：精确到0.1cm；3. 小车：质量为0.2kg；4. 滑轮：直径为5cm；5. 弹簧测力计：量程为0～5N，精确度为0.1N；6. 电池：3V；7. 开关：一个；8. 连接线：若干。
四、实验步骤1. 将水平轨道放置在实验台上，确保轨道水平；2. 将小车放置在轨道一端，用刻度尺测量小车初始位置；3. 用弹簧测力计将小车从静止状态拉至水平轨道另一端，然后释放小车；4. 观察小车在水平轨道上运动的情况，记录小车运动过程中通过的距离；5. 用刻度尺测量小车运动过程中的最大速度；6. 重复步骤3～5，分别改变小车的质量，记录相应的数据；7. 根据实验数据，计算小车所受合外力所做的功和小车动能的变化。
五、实验数据及处理1. 小车质量为0.2kg时，运动距离为8.0m，最大速度为2.0m/s；2. 小车质量为0.4kg时，运动距离为6.5m，最大速度为1.5m/s；3. 小车质量为0.6kg时，运动距离为5.0m，最大速度为1.0m/s。
根据实验数据，计算合外力所做的功和小车动能的变化：1. 小车质量为0.2kg时，合外力所做的功：\( W = F \times s = 0.2 \times 8.0 = 1.6 \)J；小车动能的变化：\( \Delta E_k = \frac{1}{2} \times 0.2 \times 2.0^2 = 0.4 \)J；动能定理验证：\( W = \Delta E_k \)。
- 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、"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、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)。
动能定理实验考点要求：1.实验原理与实验操作2.数据处理与误差分析3.实验拓展与创新基本实验要求1．实验目的探究功与物体速度变化的关系．2．实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功为W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为2W.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为3W.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，由图象可以确定速度变化与功的关系．3．实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等． 4．实验步骤(1)垫高木板的一端，平衡摩擦力． (2)拉伸的橡皮筋对小车做功： ①用一条橡皮筋拉小车——做功W . ②用两条橡皮筋拉小车——做功2W . ③用三条橡皮筋拉小车——做功3W . (3)测出每次做功后小车获得的速度．(4)分别用各次实验测得的v 和W 绘制W －v 或W －v 2、W －v 3、……图象，直到明确得出W 和v 的关系． 5．实验结论物体速度v 与外力做功W 间的关系W ＝12mv 2.规律方法总结1．实验注意事项(1)将木板一端垫高，使小车的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做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角．(2)测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，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．2．实验探究的技巧与方法(1)不直接计算W和v的数值，而只是看第2次、第3次……实验中的W和v是第1次的多少倍，简化数据的测量和处理．(2)做W－v图象，或W－v2、W－v3图象，直到作出的图象是一条倾斜的直线．考点一实验原理与实验操作例1(2014·天津·9(2))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1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办法：______________________.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答案①刻度尺、天平(包括砝码) ②D③可在小车上加适量砝码(或钩码) ④CD1．[实验原理与实验操作]某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图2所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W.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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．图2(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是( )A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，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( )A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下，打在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(根据如图3所示的纸带回答)．答案(1)交流(2)D (3)B (4)GJ2．[实验原理与实验操作]某实验小组采用如图4所示的装置来探究“功与速度变化的关系”．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面．实验的部分步骤如下：a ．将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定一打点计时器；b ．把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细绳跨过定滑轮连接小车和钩码；c ．把小车拉到靠近打点计器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带；d ．关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系(不需要知道合外力大小)来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系．(1)下列关于实验过程的描述正确的是________． A ．实验中应控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量 B ．实验前应调节好定滑轮的高度，使拉小车的细绳和长木板平行 C ．实验前应把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力D ．实验时应先让小车运动，等小车运动一段时间后再接通打点计时器的电源(2)实验中，该小组同学画出小车位移x 与小车速度v 的关系图象如图5所示，根据该图形状，某同学对W 与v 的关系作出了猜想，肯定不正确的是________．A ．W ∝vB ．W ∝v 2C ．W ∝1vD ．W ∝v 3 答案 (1)B (2)AC考点二 数据处理与误差分析例2 如图6所示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．这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把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，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点的纸带测出．(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有____________________________；(2)平衡摩擦力后，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……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；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v n小车速度的平方v2n第1次W0.2000.2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7所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性．图7答案(1)刻度尺、交流电源(2)点距均匀(3)2W、3W、4W、5W(4)v2n图象见解析3．[实验数据的处理](2013·四川·8(2))如图8所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图8①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板的倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图9所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).O—B O—C O—D O—E O—FW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5ΔE k/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔE k，与理论推导结果一致．③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．答案①匀速直线(或匀速) ②0.111 50.110 5 ③0.0154．[数据处理与误差分析]某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤如下：(1)按如图10所示安装好实验装置，其中小车质量M＝0.20 kg，钩码总质量m＝0.05 kg.(2)释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率f＝50 Hz)，打出一条纸带．(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图11所示．把打下的第一个点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点的距离分别为d1＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m……，他把钩码的重力(当地重力加速度g＝10 m/s2)作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)，打第5点时小车的动能E k＝________(用相关数据前字母列式)，把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得E k＝0.125 J.图11(4)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的顺序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因答案(3)0.180 Mf2200(d6－d4)2(4)AB考点三实验拓展与创新1．本实验中虽然不需要计算出橡皮筋每次做功的具体数值，但需要计算出每次小车获得的速度，由于距离的测量存在一定误差，使得速度的大小不准确，在此可以安装速度传感器进行实验．2．本实验也可用钩码牵引小车完成，在小车上安装拉力传感器测出拉力的大小，再测出位移的大小，进而确定力做功的多少．例3某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“外力做功与物体动能变化的关系”．如图12所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点(A、B两点图中未标出)各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量__________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．②将小车停在桌面右端靠近打点计时器处，__________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．③在小车中增加砝码，或____________，重复②的操作．(2)表格中是他们测得的几组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中ΔE3＝______，W3＝__________.(结果保留三位有效数字)数据记录表次数M/kg|v21－v22| /(m/s)2ΔE/J F/N W/J10.5000.7600.1900.4000.20020.500 1.650.4130.8400.42030.500 2.40ΔE3 1.220W34 1.000 2.40 1.20 2.420 1.215 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43(3)根据表格，请在图13中的方格纸上作出ΔE－W图线．图13答案(1)①小车、砝码②接通电源，释放小车③减少钩码(2)0.600 0.610 (3)如图所示5．[实验的拓展](2013·新课标全国Ⅱ·22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连．弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图14所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p与小球抛出时的动能E k相等．已知重力加速度大小为g.为求得E k，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量ΔxE．弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k，得E k＝______________.(3)图15中的直线是实验测量得到的s －Δx 图线．从理论上可推出，如果h 不变．m 增加，s －Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)：如果m 不变，h 增加，s －Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与Δx 的__________次方成正比．答案 (1)ABC (2)mgs 24h(3)减小 增大 二6．[实验创新]为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案： 第一步：把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M 的滑块通过细绳与质量为m 的带夹重锤跨过定滑轮相连，重锤夹后连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图16甲所示．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．图16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 ，根据纸带求滑块运动的速度，打点计时器打B 点时滑块运动的速度v B ＝________.(2)已知重锤质量为m ，当地的重力加速度为g ，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块______(写出物理名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式W 合＝________.(3)算出滑块运动OA 、OB 、OC 、OD 、OE 段合外力对滑块所做的功W 以及在A 、B 、C 、D 、E 各点的速度v ，以v 2为纵轴、W 为横轴建立直角坐标系，描点作出v 2－W 图象，可知该图象是一条________，根据图象还可求得________．答案 (1)x 3－x 12Δt(2)下滑的位移x mgx (3)过原点的直线 滑块的质量M。