动能定理探究实验PPT
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实验5 探究动能定理 (共51张PPT)
【答案】 (1)减小 B 的质量；增加细线的长度(或增大 A 的质量；降低 B 的 起始高度) (2)见解析图 (3)0.4 (4)偏大
[规律总结] 本题中需要通过画出 sh 图象，根据 sh 图象的斜率求解动摩擦因数．本题 中要对两个物体分过程分别应用动能定理，不能对整体全过程应用动能定理．因 为运动 h 后，M 碰地瞬间，M 的能量有损失．
(2)在实验过程中小明取多条完全相同的橡皮筋进行实验，第 1 次将 1 条橡 皮筋挂在小车上，由某一位置释放，将橡皮筋对小车所做的功记为 1W；第 2 次 将两条橡皮筋并在一起挂在小车上，并由同一位置释放，将橡皮筋对小车所做 的功记为 2W；第 3 次将三条橡皮筋并在一起挂在小车上，并由同一位置释放， 将橡皮筋对小车所做的功记为 3W„„橡皮筋与小车作用结束后的速度可通过打 点计时器打出的纸带测出．若某次操作过程中打出的纸带如图实52 所示，则本 次操作中小车所获得的速度为________m/s(结果保留两位小数)．
(2)请根据下表的实验数据作出 sh 关系的图象. h/cm 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 s/cm 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 (3)实验测得 A、B 的质量分别为 m＝0.40 kg、M＝0.50 kg.根据 sh 图象可计 算出 A 木块与桌面间的动摩擦因数 μ＝________．(结果保留一位有效数字)
2 2 运算得到 v2 、 v 、 v A B C„„，重物从 O 到 A、B、C„„重力所做的功分别为 W、
2W、3W„„，由此，也可验证得 W∝v2 的结论．
视角 3 借助探究动能定理的实验测定其他物理量如动摩擦因数、质量、功 率等． [例 3] 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图实55 所示 的装置进行实验．实验中，当木块 A 位于水平桌面上的 O 点时，重物 B 刚好接 触地面．将 A 拉到 P 点，待 B 稳定后静止释放，A 最终滑到 Q 点．分别测量 OP、 OQ 的长度 h 和 s.改变 h，重复上述实验，分别记录几组实验数据． (1)实验开始时，发现 A 释放后会撞到滑轮．请提出两个解决方法．
动能定理课件ppt
详细描述
在足球、篮球等球类运动中，动能定理可以用来研究球的飞行轨迹，预测球的落 点，以及分析碰撞过程中的能量转换。此外，动能定理还可以帮助优化球的速度 和旋转，提高射门或投篮的准确性。
车辆行驶
总结词
运用动能定理可以研究车辆行驶过程中 的各种问题，包括车辆的加速、制动以 及行驶稳定性等。
VS
详细描述
实验器材
滑轮
速度传感器 质量块
细绳 弹簧测力计
实验步骤与数据记录
2. 使用弹簧测力计测量质量块受 到的拉力F。
4. 记录数据：拉力F、速度v和质 量块的质量m。
1. 将滑轮固定在一个支架上，通 过细绳连接质量块和滑轮。
3. 启动速度传感器，测量质量块 的速度v。
5. 在实验过程中，不断改变质量 块的速度，重复步骤2-4，获得多 组数据。
详细描述
力对物体做功会引起物体的动能变化。动能 定理是指合外力的功等于物体动能的增量， 即合外力对物体做的功等于物体动能的增量 。这个定理可以用来定量描述力与动能之间 的关系。
05
动能定理的拓展形式
势能与动能的关系
势能与动能是相互依存的两种能量形式，势能可以转化为动能，动能也可以转化为 势能。
在机械系统中，势能和动能的总和是恒定的，这种关系可以通过机械能守恒定律来 描述。
圆周运动的动能定理
总结词
简单描述圆周运动的动能定理的公式和含义。
详细描述
在圆周运动中，物体动能的增加量等于外力对物体所做的功。即外力做的功等 于物体动能的增加量。特别地，在物体做匀速圆周运动时，由于速度大小不变 ，所以物体的动能增量为零，合外力对物体不做功。
03
动能定理的应用场景
投掷比赛总Βιβλιοθήκη 词动能定理课件目录
在足球、篮球等球类运动中，动能定理可以用来研究球的飞行轨迹，预测球的落 点，以及分析碰撞过程中的能量转换。此外，动能定理还可以帮助优化球的速度 和旋转，提高射门或投篮的准确性。
车辆行驶
总结词
运用动能定理可以研究车辆行驶过程中 的各种问题，包括车辆的加速、制动以 及行驶稳定性等。
VS
详细描述
实验器材
滑轮
速度传感器 质量块
细绳 弹簧测力计
实验步骤与数据记录
2. 使用弹簧测力计测量质量块受 到的拉力F。
4. 记录数据：拉力F、速度v和质 量块的质量m。
1. 将滑轮固定在一个支架上，通 过细绳连接质量块和滑轮。
3. 启动速度传感器，测量质量块 的速度v。
5. 在实验过程中，不断改变质量 块的速度，重复步骤2-4，获得多 组数据。
详细描述
力对物体做功会引起物体的动能变化。动能 定理是指合外力的功等于物体动能的增量， 即合外力对物体做的功等于物体动能的增量 。这个定理可以用来定量描述力与动能之间 的关系。
05
动能定理的拓展形式
势能与动能的关系
势能与动能是相互依存的两种能量形式，势能可以转化为动能，动能也可以转化为 势能。
在机械系统中，势能和动能的总和是恒定的，这种关系可以通过机械能守恒定律来 描述。
圆周运动的动能定理
总结词
简单描述圆周运动的动能定理的公式和含义。
详细描述
在圆周运动中，物体动能的增加量等于外力对物体所做的功。即外力做的功等 于物体动能的增加量。特别地，在物体做匀速圆周运动时，由于速度大小不变 ，所以物体的动能增量为零，合外力对物体不做功。
03
动能定理的应用场景
投掷比赛总Βιβλιοθήκη 词动能定理课件目录
高考总复习精品课件：实验五 探究动能定理(共32张PPT)
所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋
的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加
，再通过打点计时器和纸带来测量每次
• 【实验器材】 • 小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码 、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁 钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导 线(使用电火花计时器不用学生电源 )、5 ～6条等长的橡皮筋、刻度尺． • 【实验过程】 • 1．按图实Ⅴ－1所示将实验仪器安装好 ，同时平衡摩擦力． • 2 ．先用一条橡皮筋做实验，用打点计 时器和纸带测出小车获得的速度 v1 ，设
• [答案]
(1)把木板的末端垫起适当高度
以平衡摩擦力
• (2)点距均匀
• (3)不合适．由曲线不能直接确定W、v2 的函数关系，应进一步绘制W－v2图象 • [点评] (1)实验中要通过倾斜木板平衡 摩擦力，这与探究加速度与力、质量关
考点二 实验数据的处理
•
为了探究力对物体做的功与物体
速度变化的关系，现提供如图实Ⅴ－3所
实验五
探究动能定理
基础要点整合
• 【实验目的】
• 1 ．探究外力对物体做功与物体速度的
关系．
• 2 ．通过数据分析，总结出外力做功与
物体动能变化的关系．
• 【实验原理】
• 探究做功与物体动能变化的关系，可通 过改变力对物体做的功，测出力对物体 做不同功时物体的速度．为简化实验可 将物体初速度设置为零，用如图实Ⅴ－1
，由数据可以看出W与v成非线性关系，
因此需研究W与v2的关系或Leabharlann 与的关系等，直到达到线性关系．
实验创新设计
• 实验器材的创新
• 1．用小车和打点计时器进行实验
• (2013· 四川理综 ) 如图实Ⅴ－ 5
二讲动能动能定理【共51张PPT】
力做功WG=mgh 摩擦力做功Wf=-μmgcosθ·
h s in
物体在水平面上运动时,只有滑动摩擦力做功
Wf′=-μmg(s-
h). ta n
解法一:“隔离”过程,分段研究,设最低点物体速度为v,物体由
A到最低点根据动能定理得:
mgh-μmgcosθ·
h m1v2-0 ① sin 2
物体在水平面上运动,同理有:
(3)因动能定理中的功和动能均与参考系的选取有关,所以动能定理也
与参考系的选取有关,一般以地面为参考系.
三、运用动能定理须注意的问题
应用动能定理解题时,在分析过程时无需深究物体运动过程中状 态变化的细节,只需考虑整体的功及过程始末的动能.若过程包含 了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑,也可整体考虑.但求功 时,有些力不是全过程都作用的,必须根据不同的情况分别对待求出总 功,计算时要把各力的功连同符号(正负)一同代入公式.
答案:ACD
解析:合外力对物体做功W=mv2/2=1×22/2 J=2 J,手对物体做功 W1=mgh+mv2/2=1×10×1 J+2 J=12 J,物体克服重力做功 mgh=10 J.
4.( ·广东高考)一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由 静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g=10 m/s2,关 于力对小孩做的功,以下结果正确的是( )
2.子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块,当子弹进入 木块深度为x时,木块相对水平面移动距离为x ,求木块获得的 动能ΔEk1和子弹损失的动能ΔEk2之比_____2 ___.
答 案 :1 3
解析:本题容易出错在使用动能定理时,乱用参考系,没有统一
确所定以以地E k面1 为F参f 2x考系1,木子块弹的损位失移的为动2x 能,子大弹于的木位块移获为得x的 动2x 能,
动能和动能定理资料ppt课件
T 变力
h mg
求变力做功问题
瞬间力动做能功和动问能定题理
运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止 的质量为1kg的球以10m/s的速度踢出,水平面 上运动60m后停下,则运动员对球做的功?如果 运动员踢球时球以10m/s迎面飞来,踢出速度仍 为10m/s,则运动员对球做的功为多少?
vo
v=0
A、 1：2
B、 2：3
C、 2：1
D、 3：2
AmA gLA
0
1 2
mAv02
BmB gLB
0
1 2
mBv02
LA B 3 LB A 2
例与练
动能和动能定理
5、质量为2Kg的物体沿半径为1m的1/4圆 弧从最高点A由静止滑下，滑至最低点B时 速率为4m/s，求物体在滑下过程中克服阻 力所做的功。
（4）根据动能定理列方程求解；
例与练
动能和动能定理
1、同一物体分别从高度相同，倾角不同的 光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量 是（ ）
A.动能
B.速度
C.速率
D.重力所做的功 WG mgh
mgh 1 mv2 0 2
v 2gh
例与练
动能和动能定理
2、质量为m=3kg的物体与水平地面之间的
动能和动能定理
二、动能的表达式
v22 v12 2al
a v22 v12 2l
又F ma m v22 v12
2l
WF
Fl
m v22 v12 2l
l
1 2
mv22
1 2
mv12
二、动能的表达式
动能和动能定理
WF
1 2
mv22
1 2
课件4：实验五 探究动能定理
1
1.60
2
3.60
3
6.00
4
7.00
5
9.20
Δv2/m2·s－2 /
0.04 0.09 0.15 0.18 0.23
❖ 请以Δv2为纵坐标，以s为横坐标在方格纸中作出Δv2 －s图象．若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求 得小车所受合外力的大小为________N；若该同学通 过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显 超出实验误差的正常范围．你认为主要原因是 ____________________________，实验操作中改进 的措施是______________．
(2)小车获得的最大速度应该用纸带上点间距相
等段求解，在图中纸带上应用 B、D 段求小车的最大
速度．
vm
＝
OD－OB 2T
＝
10.40－7.12×10－2 2×0.02
m/s ＝ 0.82
m/s.
❖ [变式训练] ❖ (多选)在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关
系”的实验时，下列说法正确的是( )
❖ 4．开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先 接通电源再释放小车．
❖ 5．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上 打的点多一些．
❖ 【实验改进】 ❖ 1．本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接
采集，比用打点计时器方便快捷且误差较小． ❖ 2．可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的
橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比． ❖ 2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大． ❖ 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准
带来误差.
类型
偶然误 差
系统误 差
产生原因
小车速度的测量误差
动能和动能定理课件ppt
动能的推导过程
定义：合外力的功等于物体动能的改变量合外力做的功为：$W_{总}=Fs$动能的改变量为：$\Delta E{k}=E{k2}-E_{k1}$代入得：$\Delta E_{k}=\frac{2mx^{2}}{t^{2}}-\frac{2mx^{1}}{t^{1}}$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$
动能和动能定理课件ppt
xx年xx月xx日
动能和动能定理的基本概念动能和动能定理的推导过程动能和动能定理的实例分析动能和动能定理的拓展应用动能和动能定理的实验验证动能和动能定理的教学建议
contents
目录
动能和动能定理的基本概念
01
动能定义
物体由于运动而具有的能叫做动能。
动能计算公式
$E_k = \frac{1}{2}mv^2$
当物体做匀加速直线运动时，其动能随时间增加。
匀加速直线运动
当物体做匀减速直线运动时，其动能随时间减少。
匀减速直线运动
平抛运动
当物体做平抛运动时，其动能随时间变化，但总动能保持不变。
圆周运动
当物体做圆周运动时，其动能随速度变化，但总动能保持不变。
曲线运动中的动能定理
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时，其总动能保持不变。
动能定理实验(课堂PPT)
热点二 拓展创新实验 预测高考命题视角 视角 1 实验器材的改进，使用拉力传感器和速度传感器
如图 5 所示，将拉力传感器固定在小车上，平衡小车的摩擦 力，拉力传感器可以记录小车受到的拉力大小，在水平桌面 上相距一定距离 x 的 A、B 两点各安装一个速度传感器，分 别记录小车通过 A、B 时的速度大小，改变钩码的数量，分 别得到对应拉力的功 W 和 Δv2(即 v2A－v2B)，也可验证得到 W ∝Δv2 的结论。
• 答案 (1)50.00 (2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量 M (3)否
• 【变式训练】 • 2．如图7所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定
量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合 外力做功和动能变化的关系”的实验： •
• 图7
• (1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整 垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断 小车是否做________运动。
下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计 时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动， 找到木板一个合适的倾角。 • 2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分 的，也就是选小车做匀速运动状态的。 • 3．规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一 条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。
• (3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑 块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是” 或“否”)。
• 解析 (1)两光电门中心之间的距离s＝70.30 cm－20.30 cm ＝50.00 cm。
• (2)由于该实验验证的是动能定理，故还需要知道滑块、 挡光条和拉力传感器的总质量。(3)由于拉力可以通过拉 力传感器的读数直接得到，故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
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橡皮筋 条数
位移 x/m
速度v 时间 (m·s－1) t/s
速度平方v2 (m2·s－2)
(3)实验数据处理及分析:在坐标纸上(如下图)画出W-v和W-v2 图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位).
(4)实验结论:从图象可知功与物体速度变化的关系为 W∝v2.
第二关:技法关 解读高考 解题技法 一､实验数据处理及结论 技法讲解 探究型实验重点强调的是“探究”,而不是验证.题目带有开 放性,难度一般不会太大,回答此类问题:一是要切题,就题目
次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍､3
倍……如果把第一次实验时橡皮筋的功记为W,以后各次 的功就是2W､3W……
由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时 器测出,也可以用其他方法测出.这样,进行若干次测量,就得 到若干组功和速度的数据. 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,
实际上是不可能的.
2.由于小车在木板上运动的轨迹的不稳定性,使得如果一条橡 皮筋对小车做功为W时;则两条橡皮筋对小车做的功未必 就是2W,三条橡皮筋对小车做功当然也就未必为3W…… 这样,各次实验中橡皮筋对小车的功就不能用W的倍数来
表达.
3.若实验中小车直接放在木板上运动,会出现小车运动过程中 压橡皮筋的现象. 4.若直接用小车做实验时,由于小车质量太小,当加上多条橡皮 筋时,由于小车受力较大,小车加速过程中获得的速度也就
5.分析数据,得出结论 (1)测量小车的速度:实验获得如下图所示的纸带,为探究橡皮 筋弹力做功和小车速度的关系,需要测量弹力做功结束时 小车的速度,即小车做匀速运动的速度,应在纸带上测量的 打点计时器的时间间隔).
x 物理量是A1､A2间的距离x,小车速度的表达式是 v (T为 T
(2)实验数据记录
实验六 探究动能定理
第1页 共 38 页
第一关:基础关 展望高考 基础知识 一､实验目的 1.通过实验探究功与物体速度变化的关系. 2.能够通过实验数据的分析,总结出功与物体速度平方的正比 关系.
3.通过本实验的探究思路,体会科学的思维方法.
二､实验原理 如图所示,小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行.当我们用2 条､3条……同样的橡皮筋进行第2次､第3次……实验时,每 次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致.那么,第2பைடு நூலகம்､第3
示的实验器材有:小车(前端带小钩,选择有轮缘的轮子);100 g~200 g的
砝码;用铝合金轨道制成的斜轨道(并在斜轨道一端的两侧适当位置对 称地固定两个用于固定橡皮筋的铁夹子);电火花计时器及纸带;6根等
长､长度约为62 cm的同规格､两端分别系有两个小钩的橡皮筋.
(1)通过比较两图的实验装置,试说出改进教材中所编排实验
要保持小车运动轨迹的直线性 的主要目的是______________________________.
(2)改进后的装置比教材中的装置的优点有哪些(列举2-3条) 能保证小车的轨迹为直线 ①_______________________________________________ 可以有效避免小车运动过程中压橡皮筋现象 ②_______________________________________________ 选择电火花计时器可减小阻力的影响 ③_______________________________________________
大,纸带上能打出的点数过少,则在纸带上打点的过程中,就
不会出现小车做匀速运动的情况,因而也就无法测出与橡 皮筋做功过程相对应的小车的末速度.
5.若直接用小车做实验时,由于实验中很难调整橡皮筋形成的 平面与木板平面平行,实验时会出现小车运动中发生跳跃 运动的情形. 改进教材中所编排实验的主要目的就是要保持小车运动轨迹
的直线性,为此,我们采用以下几项措施:
1.使小车在轨道上运动.研究牛顿第二定律实验中,所用的铝合 金轨道就是最佳的选择.这样的装置,也可以有效地避免出 现小车运动过程中压橡皮筋的现象.
2.为了使小车在铝合金轨道上的运动基本上是稳定的直线运 动,还需要有个双保险,那就是所选用的小车的轮子应该是 有轮缘的轮子,就像火车轮子那样. 3.为了减小阻力的影响,除平衡摩擦力外,还应选择电火花计时
④ 在小车加上质量为100 g~200 g的砝码可避免小车运动中 ____________________________________________________
发生跳跃情形 __________________________________________________
解析:教材中所编排的这个实验本身存在着如下明显不足之 处: 1.小车直接放在木板上运动,很难保证小车运动过程中在一条 直线上运动.这样,要测小车在橡皮筋做功过程中的末速度,
四､实验步骤 1.按上图所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力. 2.先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得 的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据
记入表格.
3.用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相 同,这时橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2, 将数据记入表格. 4.用3条､4条……橡皮筋做实验,用同样 的方法测出功和速度,记入表格.
要求答题;二是要清楚地表述自己的思想,避免词不达意.因
此,要理解实验的探究方法､经历实验探究的过程,重在养成 科学探究的习惯,培养科学探究的能力.
典例剖析 例1实验:“探究功与物体速度变化的关系”
教材中所编排的如图所示的实验,尽管实验目的明确,构思巧妙,取材简单,
实验简陋,也很容易激发学生的学习兴趣.但在实验中要想较为准确地 达到“探究功与物体速度变化的关系”的目的是比较困难的.如图所
以第一次实验时的功W为单位,作出W-v曲线,即功-速度曲
线.分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获 得的速度的定量关系.
三､实验器材 小车(前面带小钩)､长木板,两侧适当的对称位置钉两个铁钉､ 打点计时器及纸带､学生电源及导线(使用电火花计时器不 用学生电源)､5~6条等长的橡皮筋､刻度尺.