探究动能定理

实验五研究动能定理1.目的研究功与物体速度化的关系.2.原理(如1所示)1(1)一根橡皮筋作用在小上移距离s——做功W.(2)两根橡皮筋作用在小上移距离s——做功2W.(3)三根橡皮筋作用在小上移距离s——做功3W.(4)利用打点器求出小走开橡皮筋的速度，列表、作，由象可以确立功与速度化的关系.3.器械橡皮筋、小、木板、打点器、、、刻度尺等.4.步(1)高木板的一端，均衡摩擦力.(2)拉伸的橡皮筋小做功：①用一条橡皮筋拉小——做功W.②用两条橡皮筋拉小——做功2W.③用三条橡皮筋拉小——做功3W.(3)出每次做功后小得的速度.(4)分用各次得的v和W制W－v或W－v2、W－v3、⋯⋯象，直到明确得出W和v的关系.5.物体速度v与外力做功W的关系W＝1mv2.21.注意事(1)将木板一端高，使小的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力均衡.方法是推小，由打点器打在上的点的均匀程度判断小能否做匀速运，找到木板的一个适合的.(2)小速度，上的点迹均匀的部分，也就是小做匀速运的部分.(3)橡皮筋格一的.力小做的功以一条橡皮筋做的功位即可，不用算出详尽数.(4)小量大一些，使上打的点多一些.2.研究的技巧与方法(1)不直接算W和v的数，而不过看第2次、第3次⋯⋯中的W和v是第1次的多少倍，化数据的量和理.(2)作W－v象，或W－v2、W－v3象，直到作出的象是一条斜的直.命点一教材原型例1如2所示是某研究性学小做研究“橡皮筋做功和物体速度化的关系”的，中是小在一条橡皮筋作用下出，沿木板滑行的情况.，橡皮筋小做的功W.当我把2条、3条⋯⋯完整同样的橡皮筋并在一起行第2次、第3次⋯⋯，每次橡皮筋都拉伸到同一地址放.小在每次中得的速度由打点器所打出的出.2(1)除了中已出的器械外，需要的器械有；(2)均衡摩擦力后，每次获取的上的点其实不都是均匀的，了量小得的速度，用的部分行量；(3)下边是本的数据表，将第2次、第3次⋯⋯中橡皮筋做的功填写在的地址；橡皮筋10个10个小小速距的距距的得的速度的平做的功离x(m)T(s)度vn方vn2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)从理上，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn化的关系是Wn∝，你依据表中定的数据在如3所示的坐系中作出相的象理的正确性.3 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 (1)刻度尺(2)点距均匀(3)2W3W4W5W(4)vn2 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 分析(1)算小速度需要量上的点的距离，要用刻度尺.(2)小匀速运，上的点的隔均匀.(3)橡皮筋每增添一条，小做的功就增添W.(4)坐表示速度的平方，横坐表示功，利用描点法描出各数据的点，而后用光滑曲作出vn2－Wn象，如所示.式1某学小做研究“合力的功和物体速度化的关系”的，4中小是在1条橡皮筋作用下出，沿木板滑行，橡皮筋小做的功W.当用2条、3条⋯⋯完全同样的橡皮筋并在一起行第2次、第3次⋯⋯，使每次中橡皮筋伸的度都保持一致.每次中小得的速度由打点器所打的出.4(1)除了图中已有的实验器械外，还需要导线、开关、(填丈量工具)和(选填“交流”或“直流”)电源.(2)实验中，小车会遇到摩擦阻力的作用，可以使木板适合倾斜来均衡掉摩擦阻力，则下边操作正确的选项是()松开小车，可以自由下滑即可松开小车，可以匀速下滑即可C.松开拖着纸带的小车，可以自由下滑即可D.松开拖着纸带的小车，可以匀速下滑即可(3)若木板水平搁置，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地址，以下说法正确的选项是()橡皮筋处于原长状态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)在正确操作状况下，打在纸带上的点其实不都是均匀的，为了丈量小车获取的速度，应采纳图5中纸带的部分进行丈量.图5答案(1)刻度尺交流(2)D(3)B(4)GK分析(1)为丈量小车获取的速度，一定用刻度尺来丈量纸带上点和点之间的距离；打点计时器一定使用交流电源.(2)均衡摩擦力时，也要均衡掉纸带与限位孔之间的摩擦力.依据均衡状态的特色，小车做匀速运动时即均衡掉了摩擦力.(3)若木板水平搁置，则未均衡摩擦力.小车速度最大时，也就是加速度为零的时刻，即橡皮筋对小车的拉力等于小车遇到的摩擦力的时刻，此时橡皮筋处于伸长状态，小车还未到两个铁钉的连线处，B正确.(4)应该采纳纸带上小车做匀速运动的部分进行丈量，此时小车的速度最大，即GK部分.命题点二实验装置的创新1.装置时代化↓↓↓↓↓2.求解智能化(1)摩擦阻力：靠小重力的下滑分力均衡摩擦力→自由着落阻力减少→气减少摩擦力.d(2)速度的量方法：匀速运速度→量上各点速度→光v＝t→速度感器直接示速度大小.新点1装置的新——利用重物引小例2(2017·北京理·21)如6所示，用量m的重物通滑引小，使它在木板上运，打点器在上小的运状况.利用装置可以完成“研究能定理”的.6(1)打点器使用的源是(填前的字母).A.直流源B.交流源(2)中，需要均衡摩擦力和其余阻力，正确操作方法是(填前的字母).A.把木板右端高B.改小的量在不挂重物且(填前的字母)的状况下，推一下小.若小拖着做匀速运，表示已除掉了摩擦力和其余阻力的影响.A.器不打点B.器打点(3)接通源，放小，打点器在上打下一系列点，将打下的第一个点O.在上挨次取A、B、C⋯⋯若干个数点，已知相数点的隔T，得A、B、C⋯⋯各点到O点的距离x1、x2、x3⋯⋯如7所示.7中，重物量小于小量，可小所受的拉力大小mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝，打B点时小车的速度v＝.(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图8所示的v2－W图象.由此图象可得v2随W变化的表达式为.依据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子，分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是.8假设已经完整除掉了摩擦力和其余阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反响v2－W关系的是.答案(1)B(2)AB(3)mgx2x3－x12T(4)v2＝4.7W质量(5)A分析(1)打点计时器使用交流电源.(2)均衡摩擦力的方法为将木板一端垫高，使得重力沿木板方向的分力与摩擦力和其余阻力平衡，使小车做匀速直线运动；判断小车做匀速直线运动是依据纸带上相邻点间的距离相等判定，故需计时器打点.(3)拉力大小为mg，O到B位移为x2，依据功的公式得W＝mgx2.因为小车做匀加速直线运动，3－x1xB点为AC的时间中点，AC段的均匀速度等于B点的瞬时速度，即v＝2T.(4)因v2W图象为直线，则设v2＝kW＋b，从图中读出b＝0.005，在图中直线上任取两个相距较远的点，可得：k≈4.7，在作图偏差同意的范围内表达式可写成v2＝4.7W.由等式两端的物m2·s－2m2·s－21理量单位可知，左边单位m2·s－2，右边W单位为J.所以k的单位为＝2－2＝，Jkgkg·m·s所以与斜率有关的物理量是质量.(5)设小车质量为M，以重物与小车整体为研究对象，则a＝mg，设小车滑行x时速度为v，m＋M则v2－0＝2ax.可得v2＝2·mgx.实验中以为W＝mgx，所以v2＝2·W，m与M为定值，m＋Mm＋M故A正确.创新点2实验装置的创新——利用光电门平和垫导轨例3(2017·云南昆明模拟)利用气垫导轨研究动能定理，实验装置如图9所示.实验步骤以下：9①调整水平桌面上的气垫导轨至水平；②丈量挡光条的宽度l，两光电门间的中心间距s，用天平称出滑块和挡光条的总质量M，托盘和砝码的总质量m；③将滑块移至光电门1左边某地址，由静止开释滑块，从计时器中分别读出挡光条经过两光电门的时间t1、t2.用丈量的物理量求解以下物理量：(1)滑块经过光电门1和2时瞬时速度分别为v1＝，v2＝.(2)滑块经过光电门1和2时，系统(包含滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝，Ek2＝.外力对系统做的功为W＝.(3)实验中，考据动能定理能否建立的关系式为.ll答案(1)t1t21l21l2mgs(2)2(M＋m)(t1)2(M＋m)(t2)1l2－(l2(3)mgs＝(M＋m)[(t2))]2t1分析(1)因为挡光条宽度很小，所以将挡光条经过光电门时的均匀速度看作瞬时速度，v1＝llt1，v2＝t2.(2)依据动能的定义式得：经过光电门1，系统(包含滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为Ek1＝1(M＋m)(l)22t11l2经过光电门2，系统(包含滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为Ek2＝2(M＋m)(t2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，外力对系统做的总功W＝mgh＝mgs.(3)假如W＝Ek＝Ek2－Ek1，则可以为考据了动能定理.创新点3实验装置的创新——利用传感器例4某实验小组利用拉力传感器和速度传感器来研究动能定理.如图10所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不行伸长的细线将其经过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车遇到的拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车经过A、B时的速度大小.小车中可以搁置砝码.图10(1)实验主要步骤以下：①丈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，另一端经过定滑轮与钩码相连；正确连接所需装置.②将小车停在C点，接通电源，，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车经过A、B时的速度.③在小车中增添砝码，或，重复②的操作.(2)如表是他们测得的几组数据，此中m是m1与小车中砝码质量之和，|v22－v12|是两个速度传感器所记录速度的二次方差的绝对值，可以据此计算出动能变化量Ek，F是拉力传感器遇到的拉力，W是F在A、B间所做的功.表格中的Ek3＝J，W3＝J.(结果保留三位有效数字)数据记录表次数m/kg|v22－v1－2Ek/JF/NW/J2|/(m2·s)10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.6500.4130.8400.42030.5002.400Ek31.220W341.0002.4001.2002.4201.21051.0002.8401.4202.8601.430(3)依据表中数据在图11中的坐标纸上作出Ek—W图线.图11答案(1)①小车②而后开释小车③减少砝码(2)0.6000.610(3)见分析图分析(2)1221Ek3＝m|v2－v1|＝×0.500×2.400J＝0.600J22W3＝F3·LAB＝1.220×0.500J＝0.610J(3)以以下图命题点三实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的创新例5为了研究动能改变与合外力做功的关系，某同学 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了以下实验方案：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的滑块经过细绳与质量为的带夹子的重锤越过定滑轮相连，重锤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12甲所示.m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凑近滑轮处，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，而后接通电源，开释滑块，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.12请回答以下问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为t，O点为打点计时器打下的第一点，依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vB＝.(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一定测出这一过程滑块(写出物理量名称及符号，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v2为纵轴、W为横轴建立直角坐标系，描点作出v2－W图象，可知该图象是一条，依据图象还可求得.答案x3－x1(2)下滑的位移xmgx(3)过原点的直线滑块的质量M(1)2t(1)由打出的纸带可知B点的速度为vB＝x3－x1分析2t；(2)由功的定义式可知还需要知道滑块下滑的位移x，由动能定理可知W合＝Ek，即mgx＝Ek；(3)v2－W图象应该为一条过原点的直线，依据Ek＝12Mv2可求得M的值.变式2丈量滑块在运动过程中所受的合外力是研究动能定理实验要解决的一个重要问题为此某同学设计了以下实验方案：A.13(50Hz)..滑块上的细绳经过转轴圆滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起.调整长木板的倾角，打开打点计时器后轻推滑块，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，打开打点计时器，让滑块只拖着纸带沿长木板向下做匀加速直线运动.请回答以下问题：13(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是.(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力大小.(3)当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，某同学打出的一条纸带如图乙所示，用刻度尺测得计数点1、2、3、4到计数起点0的距离分别为3.15cm、12.40cm、27.70cm、49.05cm.由此可得物体的加速度为m/s2.(计算结果保留三位有效数字)(4)若滑块质量为m0、钩码质量为m，当打点计时器打下1、3点时滑块的速度分别为v1和v2，1、3两点之间距离为s，重力加速度为g，研究结果的表达式是.(用相应的符号表示)答案(1)等间距(或均匀)的(2)等于1212(3)6.06(4)mgs＝m0v2－m0122v分析(1)此实验均衡摩擦力后，确立滑块做匀速直线运动的依照是，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.(2)因为在钩码作用下，滑块做匀速运动.依据力的合成可知，当去掉钩码后小车遇到的合力大小等于钩码的重力大小.(3)依据匀变速直线运动过程，在相等时间内走过的位移差是一个定值可得[49.05－27.70－12.40－3.15]＋[27.70－12.40－3.15]－2a＝4×2×10m/s2≈6.06m/s2.5×0.02(4)依据(2)可得滑块遇到的合力所做的功为1212mgs，而1、3两点的动能差为m0v2－m01，所22v以只需考据mgs＝1m0v22－1m012.22v