2017-2018物理鲁科版必修2教学案:第二章 第1节 动能的改变
2017-2018物理鲁科版必修2教学案:第二章 第1节  动能的改变第2页

  2.将打点计时器固定在长木板上,把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器。改变木板倾角,使小车重力沿斜木板方向的分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,使小车做匀速直线运动。

  3.用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连。接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点。

  4.更换纸带,重复实验。选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析。

  五、数据处理

  1.求动能变化量ΔEk:小车在细线的拉力作用下做匀加速直线运动,选取纸带上恰当的两点A、B为初状态和末状态,依据匀变速直线运动特点v=计算出A、B两点的瞬时速度vA、vB,求出物体动能的改变量ΔEk=mvB2-mvA2。

  2.求解合外力做的功:此过程细线的拉力对小车做功,由于钩码质量很小,可认为小车所受拉力F的大小等于钩码所受重力的大小(忽略钩码加速需要的合外力)。用刻度尺量出A、B之间的距离s,由此可知拉力所做的功W=mgs。

  3.交流论证:通过表格中的数据比较W=Fs与mvB2-mvA2的值,可发现结果在误差允许范围内二者相等,即W=mvB2-mvA2,说明外力对物体所做的功等于物体动能的改

变量。

  六、误差分析及注意事项

  1.由于本实验要求物体由静止开始运动,所以应正确选取O点位置,选取第一个点清晰的纸带,其他点的位置尽量离O点远些。

  2.本实验的误差主要来源于拉力略小于钩码的重力、不能完全平衡摩擦力、起始点O的速度不为零和测量误差等方面。

  3.实验中不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究拉力做功与物体动能变化的关系,应该设法消除摩擦力的影响,可采取将木板一端垫高的方法来实现。将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就能消除摩擦力的影响。

4.尽量减小小车的加速度。因为钩码拉着小车加速运动时,钩码处于失重状态,小车受到的拉力小于钩码的重力。为减小这一系统误差,应使小车的加速度尽量小,也就是实验中必须满足钩码的质量远小于小车的质量。由受力分析及牛顿第二定律可知,F=Ma