动能定理实验集锦
动能定理实验 (2)
动能定理实验简介动能定理是物理学中的一个重要概念，它描述了物体的动能与其所受到的外力和位移的关系。
该实验旨在通过测量物体的质量、速度和位移，并计算动能的变化，验证动能定理的正确性。
实验材料•实验台•牛顿秤•直尺•停表或计时器•物体待测物体实验步骤1.在实验台上固定好牛顿秤，并将直尺严密地固定在台上的一个适当位置。
2.在牛顿秤上悬挂待测物体，并调整其位置使其不与直尺碰撞。
3.给待测物体一个初始速度，并确保其运动方向与直尺重合。
4.确定待测物体开始运动前的位移，并记录下来。
5.使用停表或计时器测量待测物体运动到另一位置所需的时间，并记录下来。
6.计算待测物体的速度变化，并根据物体的质量计算其动能的变化。
7.重复实验多次，取平均值以提高实验结果的准确性。
实验数据记录与分析下面是实验数据的示例记录表格：实验次数初始位移（m）终止位移（m）时间（s）质量（kg）初始速度（m/s）结束速度（m/s）动能变化（J）10.000.50 2.000.200.00 1.250.125 20.000.75 2.500.200.00 1.200.144 30.00 1.00 3.000.200.00 1.330.212根据实验数据，可以计算出每次实验中物体动能的变化，并求取平均值。
根据动能定理，物体动能的变化应该等于外力在物体上所做的功。
通过检查实验数据中动能变化的准确性，可以验证动能定理的正确性。
结论与讨论通过实验数据的统计和分析，我们得出以下结论：•实验数据中动能的变化与外力所做的功基本吻合。
这验证了动能定理的正确性。
•实验中的误差可能来自于位置的判断、测量时间的不准确以及牛顿秤的精确度等因素。
在实验中要尽可能减小这些误差，提高实验结果的准确性。
•如果有更多时间和资源，可以进一步扩大实验样本量，进行更多次的实验，使结果更加可靠和准确。
总结本实验通过测量物体的质量、速度和位移，并计算动能的变化，验证了动能定理的正确性。
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
(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。
动能定理的应用20个经典例题
A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功
例4、质量为m的物体放在动摩擦因数为 μ的水平面上，在物体上施加水平力F 使物体由静止开始运动，经过位移S后 撤去外力，物体还能运动多远？
F
例5、如图所示，半径为R的光滑半圆轨 道和光滑水平面相连，一物体以某一 初速度在水平面上向左滑行，那么物 体初速度多大时才能通过半圆轨道最 高点？
例7、质量m=2kg的物块位于高h=0.7m的水平桌 面上，物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2,现用 F=20N的水平推力使物块从静止开始滑动L1=0.5m 后 撤去推力，物块又在桌面上滑动了L2=1.5m后离开桌 面做平抛运动。求： （1）物块离开桌面时的速度 （2）物块落地时的速度(g=10m/s)
例1、一质为2kg的物体做自由落体来自动，经过A 点时的速度为10m/s，到达B点时的速度是 20m/s，求: (1) 经过A、B两点时的动能分别是多少? (2) 从A到B动能变化了多少? (3) 从A到B的过程中重力做了多少功? (4) 从A到B的过程中重力做功与动能的变化 关系如何？
解（1）由
3、动能具有瞬时性，是状态量，v是瞬时速度（注意：v为合 速度或实际速度，一般都以地面为参考系）。
我们对动能定理的理解
1、动能定理的普适性：对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速； 直线运动、曲线运动；运动全程、运动过程某一阶段或瞬间过程都能运 用；(只要不涉及加速度和时间，就可考虑用动能定理解决动力学问题)
解法二：对物体运动的前后两段分别用动能定理W合 =△Ek，则有
1 2 Fs1 - fs1 = mv 1 -0 2
1 2 - fs2 = 0 - mv 1 2
①
②
将上两式相加，得
Fs1 - fs1 - fs2 = 0 ③
动能定理实验 (2)
动能定理实验
为了演示动能定理，可以进行以下实验：
材料：
- 一个小球
- 一个直线轨道或斜面
- 一个标尺
- 一个卷尺
- 一个停表
实验步骤：
1. 将直线轨道或斜面放在平整的水平面上。
2. 将小球放在轨道或斜面的顶端，并确保它静止不动。
3. 使用标尺测量小球的起始高度h，即从水平面到小球的高度。
4. 使用卷尺测量轨道或斜面的长度L。
5. 使用停表记录小球从顶端滑落到底端所用的时间t。
6. 重复实验多次，记录每次实验的结果。
实验结果：
根据动能定理，小球的动能K与其高度h和速度v之间存在以下关系：
K = mgh，其中m为小球的质量，g为重力加速度。
1. 计算每次实验的小球的速度v，使用的公式为 v = L/t。
2. 使用已知的质量m和重力加速度g，计算每次实验的动能K。
3. 比较实验结果，验证动能定理是否成立。
也就是说，通过实验测量得到的动能K是否与理论计算得到的动能K相吻合。
注意事项：
- 确保实验台面平整且水平。
- 测量时要准确并仔细操作，以确保数据的准确性。
- 实验时要注意安全，小球滑落时可能产生一定的动能，可以使用适当的防护措施，如放置阻挡器在小球终点位置以防止它跳起来。
通过这个实验，你可以直观地观察到小球滑动时的动能变化，并验证动能定理的成立。
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。
动能定理实验集锦
动能定理实验集锦(总67页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除3．某实验小组设计出如下的实验方案，实验装置如图甲所示。
测得出小车质量为M ，砝码及砝码盘总质量为m ，所使用的打点计时器交流电频率f ＝50 Hz 。
实验步骤是：A ．按图中所示安装好实验装置。
B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动。
C ．取下细绳和砝码盘。
D ．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带。
回答下列问题：（1）如图乙所示是实验中打出的一条纸带的一部分，测出四段x 1、x 2、x 3、x 4位移大小，则可求出小车的加速度大小为 m/s 2（保留两位有效数字）；小车质量M 与砝码及砝码盘总质量m 之比 。
（g=10m/s 2）（2）按上述方案做实验，以及这段纸带是否能验证动能定理________(填“是”或 “否”)；若能，请写出需要验证的关系式为 。
（用所测物理量的符号表示）【答案】（1）；（2） 是 ； )(2.0212.02132221243x x mg x x M x x M +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 【解析】试题分析：（1）根据作差法得：2221234/88.0/04.006.00687.00775.00864.04s m s m T x x x x a =--+=--+=．由牛顿定律可知：mg=Ma ，可得4.1188.010===a g m M （2）按上述方案做实验，以及这段纸带能验证动能定理；x 1x 2 x 3 x 4乙 甲可求得x 1和x 2中间时刻的速度：T x x v 2211+= ；x 3和x 4中间时刻的速度：T x x v 2432+=，要验证的关系是：)(2121322122x x mg Mv Mv +=-，即)(2.0212.02132221243x x mg x x M x x M +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 考点：验证牛顿定律及动能定理.4．某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“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、垫块等需要的东西。
探究动能定理实验专题(整理)
探究动能定理实验专题(整理)课题探究动能定理实验 课时 2 班别 高三（ ）班 姓名 考纲解读探究外力做功与物体动能变化的定量关系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、实验装置5、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。
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 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。
实验5：探究动能定理共22页
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
22
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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。
(完整版)高中物理力学学实验探究动能定理(实验+练习)
探究动能定理一、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．二、实验原理探究功与速度变化的关系，可用如实验原理图所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v ，最后通过数据分析得出速度变化与功的关系．三、实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等．四、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．五、数据处理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)．2．实验数据处理在坐标纸上画出W －v 和W －v 2图象(“W ”以一根橡皮筋做的功为单位)．根据图象得出W ∝v 2.六、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．七、注意事项1．平衡摩擦力的方法是轻推小车，由打在纸带上的点是否均匀判断小车是否匀速运动．2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的．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．八、实验结论物体速度v 与外力做功W 间的关系W ∝v 2.九、练习巩固1.某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力，为探究小车的动能变化规律：（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是____。
探究动能定理实验专题
探究动能定理实验专题本文介绍了两种探究动能定理的实验方法。
第一种方法是利用重物做自由落体运动，具体方法可以参考三维设计。
第二种方法是利用探究牛顿第二定律的实验装置，目的是探究外力做功与物体动能变化的定量关系。
实验装置包括长木板、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码和天平。
实验步骤包括测量木块、砝码和砝码盘的质量，装置好实验器材，接通打点计时器电源，释放木块让它做加速运动，取下纸带并重复实验，选取点迹清晰的纸带进行数据处理，通过实验数据求出W合和ΔEkAB，比较两者之间的关系。
误差分析包括平衡摩擦力和测量位移、速度的不准确可能会带来误差。
此外，文章还提到了一个例子，介绍了某探究研究小组利用装置进行动能定理实验的情况。
本实验利用橡皮筋做功，探究动能定理。
实验器材包括计时器、纸带、木板、滑块、细线滑轮、水平实验台和小沙桶。
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，实验时需在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。
在实验中，用打点计时器记录滑块的运动情况，测出两点的间距L和速度大小v1与v2（v1<v2）。
最终要验证的数学表达式为动能定理。
例2中，探究___做功与物体的动能改变量的关系的实验器材包括打点计时器、天平、秒表、低压交流电源、电池、纸带、细线、砝码、小车、砝码盘和薄木板。
多余的器材是薄木板，缺少的器材是气垫导轨和光电门计时器。
测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平。
利用打点计时器记录小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据可以验证动能定理。
例3中，利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理。
通过改变滑轮下端的小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力，滑块上装有宽为d的挡光片。
实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块的质量为M，计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为Δt1、Δt2.在满足小盘和沙子的重力所做的功等于滑块动能的改变量的条件下，还需测量滑块的速度v和间距L。
动能定理相关实验
（08广东） 16．（13分）某实验小组采用图所示的装置探究“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，打点针时器工作频率为50 Hz ．（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，打点计时器在纸带上打下一列点， ；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）图是钩码质量为0.03 kg ，砝码质量为0.02 kg 时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A 、B 、C 、D 和E 五个计数点，可获得各计数点到0的距离5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）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功． （4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv 2=v 2-v 20）,根据图线可获得的结论是 ．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是 ．【答案】（1）②接通电源、释放小车 断开开关（2）5．06 0．49 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力 （4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量（09安徽）21．Ⅲ．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，实验装置如图所示，实验主要过程如下：（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、……；（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度1v 、2v 、3v 、……；纸带橡皮筋（3）作出W v -草图；（4）分析W v -图像。
如果W v -图像是一条直线，表明W ∝v ；如果不是直线，可考虑是否存在2W v ∝、3W v ∝、W ∝以下关于该试验的说法中有一项不正确．．．，它是___________。
A ．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、……。
所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
专题12动能定理及实验31页文档
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
Байду номын сангаас
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
专题12动能定理及实验
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
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3．某实验小组设计出如下的实验方案，实验装置如图甲所示。
测得出小车质量为M ，砝码及砝码盘总质量为m ，所使用的打点计时器交流电频率f ＝50 Hz 。
实验步骤是：A ．按图中所示安装好实验装置。
B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动。
C ．取下细绳和砝码盘。
D ．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带。
回答下列问题：（1）如图乙所示是实验中打出的一条纸带的一部分，测出四段x 1、x 2、x 3、x 4位移大小，则可求出小车的加速度大小为 m/s 2（保留两位有效数字）；小车质量M 与砝码及砝码盘总质量m 之比 。
（g=10m/s 2）（2）按上述方案做实验，以及这段纸带是否能验证动能定理？________(填“是”或 “否”)； 若能，请写出需要验证的关系式为 。
（用所测物理量的符号表示）【答案】（1）0.88；11.4（2） 是 ； )(2.0212.021********x x mg x x M x x M +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 【解析】试题分析：（1）根据作差法得：2221234/88.0/04.006.00687.00775.00864.04s m s m T x x x x a =--+=--+=．由牛顿定律可知：mg=Ma ，可得4.1188.010===a g m M （2）按上述方案做实验，以及这段纸带能验证动能定理；可求得x 1和x 2中间时刻的速度：T x x v 2211+=；x 3和x 4中间时刻的速度：T x x v 2432+=，要验证的关系是：)(2121322122x x mg Mv Mv +=-，即)(2.0212.021********x x mg x x M x x M +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+ x 1x 2 x 3 x 4乙 甲考点：验证牛顿定律及动能定理.4．某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“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、垫块等需要的东西。
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。
若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）实验时为了保证滑块（质量为M ）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，实验时首先要做的步骤是 ，另外沙和沙桶的总质量m 应满足的实验条件是 。
（2）在（1）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量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1v 与2v （1v < 2v ）。
则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示）。
（3）由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，那么，此试验中真正成立的等式为 （仍用上述题中的字母表示）。
【答案】（1）平衡摩擦力；m<<M （2）22211()2mgL M v v =-（3）22211()()2mgL m M v v =+- 【解析】试题分析：（1）实验中平衡摩擦力后，绳子的拉力就是合外力；而此时对小车而言T Ma =，而对沙桶而言：mg T ma -=，整理得：M T mg M m=+，只有当m M <<时，绳子拉力才接近等于mg 。
（2）以滑块做为研究对象，则当绳子拉力接近等于mg 时，则根据动能定理22211()2mgL M v v =-。
（3）真正成立的是22211()2TL M v v =-，而题目中的M T mg M m =+，代入可得：22211()()2mgL m M v v =+- 考点：动能定理，验证牛顿第二定律5．实验题 用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律．（1）完成平衡摩擦力的相关内容：（i ）取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源， （选填“静止释放”或“轻轻推动”）小车，让小车拖着纸带运动．（ii ）如果打出的纸带如图所示，则应 （选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹，平衡摩擦力才完成．（2）如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A 、B 、C 、D 、E 是计数点（每打5个点取一个计数点），其中L 1=3．07cm, L 2=12．38cm, L 3=27．87cm, L 4=49．62cm 。
则打C 点时小车的速度为 m/s ，小车的加速度是 m/s 2。
（计算结果均保留三位有效数字）（3）用该实验装置来探究“恒力做功与动能变化之间的关系”，假设实验得到的纸带仍如（2）中图所示，且已知：砂桶质量为m ，小车质量为M ，B 计数点速度为V B ，D 计数点速度为V D ，BD 之间的距离为L ，重力加速度为g ，请根据已知的这些条件，用字母写出本实验最终要验证的表达式为 _______________________________________.（4）用图示装置做《探究做功与物体速度变化关系》的实验时(重力加速度g 取10m/s 2)，下列说法正确的是：A ．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B ．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C ．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D ．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度E ．该实验操作前必须要平衡小车受到的摩擦力【答案】（1）（i ）轻轻推动（ii ）减小、间隔均匀（2）1.24/m s ，26.22/a m s =（3）2211()()22D B mgL M m v M m v =+-+（4）ACE 【解析】试题分析：（1）（i ）平衡摩擦力时，取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻轻推动小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡．（ii ）从纸带上看出，相等时间内位移越来越大，知小车做加速运动，需减小木板的倾角，直至小车做匀速直线运动，当纸带上打出的点迹间隔均匀，说明小车做匀速直线运动．（2）每打5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s ，小车通过C 点的速度 1.24/BD c BDx v m s t ==．根据匀变速直线运动的推论公式2x aT ∆=可以求出加速度的大小，得：212CD AB x x a T -=，222DE BC x x a T -=，为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值 得：1212a a a =+（），解得：26.22/a m s =．(3)需要验证2211()()22D B mgL M m v M m v =+-+ （4）我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n 根相同橡皮筋并系在小车上时，n 根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n 倍，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，故A 正确，B 错误；实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．故C 正确，D 错误；为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故E 正确；考点：验证牛顿第二定律，《探究做功与物体速度变化关系》的实验6．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，他的操作步骤是： ①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg ，钩码总质量m=0.05kg. ②释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为50Hz)，打出一条纸带．(1)他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示，把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点(图中未画出)，用刻度尺测得各计数点到O 点距离分别为d 1=0.004m ，d 2=0.055m ，d 3=0.167m ，d 4=0.256 m ，d 5=0.360 m ，d 6=0.480m ，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8 m ／s 2，算出从打O 点到打“4”点这一过程中合力做功W= J(结果保留三位有效数字)，把打“4”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得E k = J(结果保留三位有效数字)．(2)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”，且偏差很大，通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是 。
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次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小；D ．计算“4”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s ．【答案】 （1）0.125 E k =0.0931（2）AB【解析】试题分析：（1）从打O 点到打“5”点这一过程中合力做功：W=Fs=mgh=mgd 5=0.05×9.8×0.360≈0.176J ；由题意知，计数点间的时间间隔t=0.02s ×5=0.1s ，做匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，打第5个点的速度：s m s m t d d t s v /12.1/1.02256.0480.02246465=⨯-=-==， 打“5”点时小车的动能作为小车动能的改变量，J J Mv E k 125.012.12.02121225≈⨯⨯==； （2）A 、钩码质量太大，使得合外力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故A 正确；B ．没有平衡摩擦力，使得合外力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故B 正确；C ．释放小车和接通电源的次序有误，对实验结果没有影响，故C 错误；D ．计算“4”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取了0.08s ，使所测速度偏大，会对实验造成影响，但不会使实验结果偏差很大，故D 错误；考点：探究合力做功与物体动能改变的关系.7．某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。
（1）小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿光滑水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M 1；（2）在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（1），小物块落点分别记为M 2、M 3、M 4……；（3）测量相关数据，进行数据处理。
①为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量下列物理量中的（填正确答案标号，g 已知）。