2022年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗7 探究動能定理

2022年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗7 探究動能定理實驗目的1通過實驗探究外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系2通過分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)出做功與物體速度的平方的正比例關(guān)系實驗原理探究功與速度變化的關(guān)系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同的功時物體的速度，為簡化實驗可將物體初速度設(shè)置為零，可用圖1所示的裝置進行實驗，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加，再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度v.圖1實驗器材小車(前面帶小鉤)、100 g200 g砝碼、長木板(兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘)，打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用電火花計時器則不用學生電源)、56條等長的橡皮筋、刻度尺實驗步驟1按如圖1所示將實驗儀器安裝好，同時平衡摩擦力2先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格3用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這時橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格4用3條、4條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格數(shù)據(jù)處理先對測量數(shù)據(jù)進行估計，或者作個Wv草圖，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系如果認為可能是Wv2，對于每一個速度值算出它的二次方，然后以W為縱坐標、v2為橫坐標作圖，如果這樣作出來的圖象是一條直線，說明兩者關(guān)系真的就是Wv2.誤差分析1誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差3利用打點的紙帶計算小車的速度時，測量不準會帶來誤差注意事項1平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車，由打點計時器j打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板一個合適的傾角2測小車速度時，應選紙帶上點距均勻的部分，也就是選小車做勻速運動時打在紙帶上的點3橡皮筋應選規(guī)格一樣的力對小車做的功以一條橡條筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值這是本實驗的技巧之一，這里通過轉(zhuǎn)換單位的方法巧妙地解決了這一難題，這也是物理實驗中常用的一種思想和手段（歷史上卡文迪許扭秤實驗和這里相似）問題思考圖21用如圖2所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是 () A為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動B每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣C可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值E實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源F通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度G通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度圖32探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實驗裝置如圖3所示，實驗主要過程如下：(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、 3W、；(2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、；(3)作出Wv草圖；(4)分析Wv圖象如果Wv圖象是一條直線，表明Wv；如果不是直線，可考慮是否存在Wv2、Wv3、W等關(guān)系以下關(guān)于該實驗的說法中有一項不正確，它是_A本實驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、.所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、B小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒梢允鼓景暹m當傾斜C某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶紙帶上打出的點，兩端密、中間疏出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算