《探究动能定理》学案
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约2360字。
六、探究动能定理
说在前:该实验方法多样,人教版用打点计时器和5~6条等长橡皮筋,教科版用砝码拉弹簧测力计(固定在小车上)用打点计时器作记录;在数据处理上也不同。本实验为考试说明中新增实验请老师们重视。
(一)目的
探究合外力做功和动能变化的关系
(二)器材
打点计时器,电源,导线,一端附有定滑轮的光滑长木板,小车,纸带,细绳,弹簧测力计,砝码盘和砝码,刻度尺
(三)原理
用打点计时器和纸带记录下小车做匀加速运动的情况如图实6-1所示。通过测量和计算可以得到小车从O点到2、3、4、5点的距离,及在2、3、4、5点的瞬时速度。
从打下0点到打下2、3、4、5点的过程中,合外力F(等于绳的拉力)对小车做的功W及小车增加的动能ΔEk,可由下式计算:
, 其中n=2,3,4,5……
(四)步骤
1.把一端附有定滑轮的光滑长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端,连接好电路(如图实6-2)。
2.在实验小车上先固定一个弹簧测力计,测力计的挂钩连接细轻绳,轻绳跨过定滑轮,挂一个小盘,盘内放砝码。试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车后面。
3.把小车停靠在打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器在纸带上打出一系列点迹。在小车运动过程中读出测力计读数F,即小车受到的拉力大小。取下纸带,换上新纸带,重复实验几次。
4.选择点迹清晰的纸带,记下第一个点的位置0,并在纸带上从任意点开始依次选取几个点,记作1,2,3,4,5,6,测量各点到0的距离x1,x2,x3,x4,x5,x6。
5.计算出打下2,3,4,5时小车的速度v2,v3,v4,v5。
6.计算从打下0点到打下2,3,4,5的过程中合外力F(大笑等于测力计读数F)对小车做的功W及小车增加的动能ΔEk,并填入下表。
7.在坐标纸上画出ΔEk——W图像。
(五)数据记录及处理
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