20xx粵教版高中物理必修2第四章第三節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系(編輯修改稿)
2025-01-14 13:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 實(shí)驗(yàn)透視 實(shí)驗(yàn)透視 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 【 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?】 探究外力做功與物體動(dòng)動(dòng)能改變的定量關(guān)系 圖 4－ 3－ 4 圖 435 【實(shí)驗(yàn)原理】 電源頻率合WMvMvE ???? 2122 2121 【實(shí)驗(yàn)器材】 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 、紙帶、重錘、鐵架臺(tái)、鉤碼、夾子、刻度尺、學(xué)生電源、導(dǎo)線若干． 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1. A．按圖 4－ 3－ 6 所示，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，并接好電路； B．紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，豎直提起紙帶使重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用夾子把紙帶上端夾?。? C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待穩(wěn)定后，釋放紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)； D．重復(fù)幾次 (3～ 5 次 )，挑選出點(diǎn)跡清晰的紙帶用來分析； E．在選取紙帶中，選取點(diǎn)跡間距較大的點(diǎn)，并標(biāo)上 0、 ? ，量出各點(diǎn)到 0 點(diǎn)的距 離 h h h ? ； F．利用公式 vn＝ hn＋ 1－ hn－ 12T 求出各點(diǎn)的速度大小； G．并求出相鄰兩點(diǎn)間重錘動(dòng)能的增量 ΔEk 和重錘重力做的功 W； H．比較重力所做的功 W 和動(dòng)能增量 ΔEk 的關(guān)系，得出結(jié)論． 2．測量與記錄 3． 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論 測出起始點(diǎn) O到 B點(diǎn)的距離，就是物體自由下落的高度 sOB。再求出 O點(diǎn)和 B點(diǎn)的速度（ vB). Tsvv ACACB 2??，以同樣的方法得到其他點(diǎn)的瞬時(shí)速度。再驗(yàn)證這個(gè)過程是否滿足動(dòng)能定理 m ghWMvMvE ?????合2122 2121。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 在誤差范圍內(nèi)，重力所做的功等于物體動(dòng)能的增量． 【注意事項(xiàng)】 ，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力． ，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)器工作正常后才松開紙帶讓重錘下落． 50Hz交流低壓電源 . ,且第 2點(diǎn)間距約為 2mm的紙帶誤差小。 ，只要驗(yàn)證 gh是否等于 v2/2即可，不用測重錘的質(zhì)量。 6.【誤差分析】由于重錘克服阻力作功，所以動(dòng)能增加量略小于重力勢能減少量 [例 3]（雙 選） 在用落體法探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系時(shí)，下列說法正確的是( ) A．在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)選擇體積小、密度大的物體做重錘 B．在選擇紙帶時(shí)，第 2 點(diǎn)間的間距要大于 2 cm 圖 4－ 3－ 6 C．測量下落的高度不一定從起點(diǎn)量起 D．紙帶越長越好 解析： 運(yùn)用落體法探究外力做功與動(dòng)能變化關(guān)系時(shí)，合外力認(rèn)為是重力，因?yàn)榭諝庾枇h(yuǎn)小于重力， A 選項(xiàng)正確；在理想情況下，重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)， s12＝ 12gt2＝ 1210 m＝ 2 mm，因而第 2 點(diǎn)間距近似等于 2 mm的紙帶較理想；在數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用 v12＝ v 分別求出任意兩點(diǎn)的速度 (一般情況下適當(dāng)選取間距較大的兩點(diǎn) )及兩點(diǎn)間距即可；紙帶適量長度即可． 答案： AC 觸類旁通 4. （雙選） 某同學(xué)想利用自由落體運(yùn)動(dòng)研究 “ 外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 ” ，實(shí)驗(yàn)中下列四組物理量中需要直接或間接測量的量有 ( ) A．重錘的質(zhì)量 B．重力加速度 C．重錘下落的高度 D．與重錘下落高度對應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度 解析： 物體受力不變，可以利用下降高度關(guān)系代表功的關(guān)系，所以必須測量下落高度 ，再利用下落高度計(jì)算對應(yīng)各點(diǎn)瞬時(shí)速度，故選項(xiàng) C、 D 對， A、 B 錯(cuò)． 答案： CD 隨堂練習(xí) 一、單項(xiàng)選擇題 1. 1．在離地面高為 h 處以初速度 v0斜向上拋出一個(gè)質(zhì)量為 m 的物塊，當(dāng)它落地時(shí)速度為 v，用 g 表示重力加速度，則在此過程中，阻力對物體做的功 ( ) A． mgh－ 12mv2－ 12mv20 B． mgh＋ 12mv20－ 12mv2 － 12mv20－ mgh D． mgh＋ 12mv2－ 12mv20 解析： 由動(dòng)能定理 mgh＋ Wf＝ 12mv2－ 12mv20，得阻力對物體所做的功為 Wf＝ 12mv2－ 12mv20－mgh. 答案： C 2．一個(gè) 25 kg 的小孩從高度為 3 m 的滑梯 頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為 2 m/s， g 取 10 m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，以下結(jié)果正確的是 ( ) A．合外力做功 50 J B．阻力做功 500 J C．重力做功 500 J D．支持力做功 50 J 解析： 合外力做功為 W 合 ＝ 12mv2－ 0＝ 122522 J＝ 50 J，重力做功為 WG＝ mgh＝ 25103 J＝ 750 J，又 W 合 ＝ WG
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