高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3節(jié) 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)報(bào)告素材 粵教版必修2（通用）

《高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3節(jié) 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)報(bào)告素材 粵教版必修2（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3節(jié) 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)報(bào)告素材 粵教版必修2（通用）（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié) 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究恒力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能速度的關(guān)系． 2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系． 【實(shí)驗(yàn)原理】 利用功的公式求恒力做功，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)速度進(jìn)而測(cè)動(dòng)能 【實(shí)驗(yàn)器材】 長(zhǎng)木板、細(xì)線、小車、定滑輪、鉤碼、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉛筆、刻度尺、學(xué)生電源、天平 【實(shí)驗(yàn)步驟】 一、儀器安裝 1．按下圖所示，用細(xì)線將木板上的小車通過(guò)一個(gè)定滑輪與懸吊的砝碼相連。改變木板的傾角，以小車重力的一個(gè)分離平衡小車及紙帶受到的摩擦力，使小車做勻速運(yùn)動(dòng)。 2．在細(xì)繩另一端掛上砝碼，使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼

2、的質(zhì)量，小車在西線的拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)。由于砝碼質(zhì)量很小，可以認(rèn)為小車所受拉力F的大小等于砝碼所受的重力大小。 3．把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。接通電源，放開(kāi)小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。 4．重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，由紙帶可以找到位移和時(shí)間的信息，由砝碼可以知道小車所受的恒力。（小車的質(zhì)量已知） 三、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論 5．測(cè)量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖5－4－1所示的紙帶， A1、A2間的距離s，小車速度的表達(dá)式是(用測(cè)量的物理量表示) (T為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔)． 6．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記

3、錄 鉤碼質(zhì)量 Kg 力對(duì)車做功 位移s/m 時(shí)間t/s 速度v (m·s－1) 速度平方v2 (m2·s－2) 1 2 3 4 5 6 7．作圖 在坐標(biāo)紙上畫(huà)出W－v和W－v2圖線 8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 三、誤差分析 實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 借助自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【實(shí)驗(yàn)原理】 1．在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重

4、力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變．若物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢(shì)能的減少量為mgh，動(dòng)能的增加量為mv2，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 2．計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)時(shí)速度的方法：測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)與相鄰前后點(diǎn)間的距離sn和sn＋1，由公式 或 算出，如圖5－5－1所示 【實(shí)驗(yàn)器材】 鐵架臺(tái)(含鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾)． 【實(shí)驗(yàn)步驟】 一、儀器安裝 1. 按下圖將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路． 二、打紙帶和選紙帶 2．打紙帶：將紙帶的一

5、端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．先接通電源，后松開(kāi)紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落。 更換紙帶重復(fù)做3～5次實(shí)驗(yàn)． 3．選紙帶：分兩種情況說(shuō)明 (1) 應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2 mm的紙帶．若1、2兩點(diǎn)間的距離大于2 mm，這是由于先釋放紙帶，后接通電源造成的．這樣，第1 點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選． (2) 用 驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)， 選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否為2 mm就無(wú)關(guān)緊要了，所以只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用． 三、數(shù)據(jù)處理及驗(yàn)

6、證 4．?dāng)?shù)據(jù)處理：在起始點(diǎn)標(biāo)上0，在以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3…用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3…利用公式 計(jì)算出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3……的瞬時(shí)速度v1、v2、v3…… 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表： Δh (m) VA (m/s) VB (m/s) 勢(shì)能減少量 mgΔh (J) 動(dòng)能增加量 ΔEk (J) 1 2 3 4 5．驗(yàn)證 方法一: 任取兩點(diǎn)計(jì)算．若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下 ，則機(jī)械能守恒定律是正確的． 方法二：圖象法．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以 v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出 v2—h圖線．若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒． 四、誤差分析 分析的原因