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高中物理验证动能定理实验

高中物理验证动能定理实验动能定理是物理学中非常重要的一个定理,它描述了一个物体的动能与它受到的力的关系。
该定理可以轻松地验证并且具有重要的理论和实践意义。
动能定理是指物体的动能与它所受的力、它在运动过程中所经历的距离以及它初始和最终速度的关系。
在这篇文章中,我们将详细介绍高中物理实验如何验证动能定理。
实验原理:动能是物体运动产生的能量,而动能定理描述了动能如何与物体的相互作用有关。
按照定义,物体的动能可以表示为1/2mv²,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
根据牛顿第二定律,物体所受到的力是它的质量乘以所受加速度,即F=ma。
如果将这个公式与牛顿定律的加速度-时间公式结合起来,我们可以得到以下公式:1/2mv² = F ⋅ x其中x是物体所行进的距离。
这就是动能定理的基本公式。
实验步骤:首先,我们需要准备好以下实验器材:1.斜面2.小球(越重越好)3.尺子4.计时器然后,根据以下步骤来进行实验:1.把小球放在斜面上静止状态。
2.用尺子测量球的高度。
3.以计时器开始计时,推球往下滑动并记录球离开斜面时的时间。
4.用尺子测量小球滑过的距离。
5.根据测量数据计算出小球的初速度和末速度。
6.运用动能定理公式,计算小球的动能。
7.将小球所受到的摩擦力考虑在内,计算小球的势能变化之差。
8.将动能和势能变化之差相比较,检验动能定理的成立。
实验注意事项:1.在实验过程中,要注意保持每次实验的角度和起始位置相同。
2.小球在滑动过程中,一定要保证它的运动速度不超过临界速度。
3.为了避免实验器材的摩擦力影响到实验结果,我们可以在滑动表面上铺上一层平滑的纸。
实验结果分析:在进行实验的过程中,我们发现小球的动能决定于它的质量,速度和所经过的距离。
如果斜面的角度和小球的初始位置不变,小球的动能应该保持不变。
我们通过实验证明,通过小球所受到的摩擦力,小球的势能变化之差等因素计算出的动能与实际测量的动能差异不大。
动能定理实验 (2)

动能定理实验简介动能定理是物理学中的一个重要概念,它描述了物体的动能与其所受到的外力和位移的关系。
该实验旨在通过测量物体的质量、速度和位移,并计算动能的变化,验证动能定理的正确性。
实验材料•实验台•牛顿秤•直尺•停表或计时器•物体待测物体实验步骤1.在实验台上固定好牛顿秤,并将直尺严密地固定在台上的一个适当位置。
2.在牛顿秤上悬挂待测物体,并调整其位置使其不与直尺碰撞。
3.给待测物体一个初始速度,并确保其运动方向与直尺重合。
4.确定待测物体开始运动前的位移,并记录下来。
5.使用停表或计时器测量待测物体运动到另一位置所需的时间,并记录下来。
6.计算待测物体的速度变化,并根据物体的质量计算其动能的变化。
7.重复实验多次,取平均值以提高实验结果的准确性。
实验数据记录与分析下面是实验数据的示例记录表格:实验次数初始位移(m)终止位移(m)时间(s)质量(kg)初始速度(m/s)结束速度(m/s)动能变化(J)10.000.50 2.000.200.00 1.250.125 20.000.75 2.500.200.00 1.200.144 30.00 1.00 3.000.200.00 1.330.212根据实验数据,可以计算出每次实验中物体动能的变化,并求取平均值。
根据动能定理,物体动能的变化应该等于外力在物体上所做的功。
通过检查实验数据中动能变化的准确性,可以验证动能定理的正确性。
结论与讨论通过实验数据的统计和分析,我们得出以下结论:•实验数据中动能的变化与外力所做的功基本吻合。
这验证了动能定理的正确性。
•实验中的误差可能来自于位置的判断、测量时间的不准确以及牛顿秤的精确度等因素。
在实验中要尽可能减小这些误差,提高实验结果的准确性。
•如果有更多时间和资源,可以进一步扩大实验样本量,进行更多次的实验,使结果更加可靠和准确。
总结本实验通过测量物体的质量、速度和位移,并计算动能的变化,验证了动能定理的正确性。
动能定理的实验验证

动能定理的实验验证动能定理是物理学中的基本定理之一,它描述了物体的动能与物体所受的外力之间的关系。
根据动能定理,一个物体的动能的变化等于物体所受外力的做功。
为了验证动能定理,我们进行了以下实验。
实验目的:通过实验验证动能定理,并观察物体的动能与所受外力做功之间的关系。
实验材料和设备:1. 大理石球2. 斜面轨道3. 计时器4. 力传感器5. 电子天平实验步骤:1. 将斜面轨道固定在水平桌面上,并确保其倾斜角度为一定值。
2. 在斜面轨道的顶端放置一个大理石球,使其处于静止状态。
3. 在轨道的底端设置一个力传感器,用于测量大理石球所受的外力。
4. 使用电子天平测量大理石球的质量,并记录下来。
5. 从轨道的顶端释放大理石球,同时开始计时器。
记录下大理石球运动到轨道底端所经历的时间。
6. 记录力传感器所测得的大理石球所受的外力值。
实验结果:根据计时器记录的时间和力传感器记录的外力值,我们可以计算出大理石球在斜面轨道上所受的外力做功。
外力做功 = 外力 ×物体位移根据动能定理,我们可以通过以下公式计算大理石球的动能变化:动能变化 = 外力做功讨论与结论:通过实验我们得到了大理石球在斜面轨道上的动能变化值,并与力传感器测得的外力做功进行对比。
如果动能的变化等于外力做功的值,那么我们可以得出结论,动能定理在这个实验中得到了验证。
实验的精确度和可靠性受到多种因素的影响,例如轨道的摩擦力、空气阻力等。
为了提高实验结果的准确性,我们可以采取一些措施,如减少摩擦力、提高测量仪器的精度等。
总结:通过进行大理石球在斜面轨道上的实验,我们验证了动能定理。
动能定理在物理学中具有重要意义,它描述了物体运动过程中能量的转换和守恒。
通过实验的验证,我们加深了对动能定理的理解,同时也加深了对物体运动规律的认识。
这对我们进一步研究和应用物理学知识具有重要的指导意义。
参考文献:[1] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of physics: extended. John Wiley & Sons.。
探究动能定理实验报告

探究动能定理实验报告实验目的:通过观察和测量物体的运动,探究动能定理的成立。
实验器材:1.平滑水平台面2.弹簧测力计3.动能定理实验装置(包括轨道、可运动的车、测量时间的器具等)实验原理:动能定理是物理力学中的基本定理之一,它揭示了物体动能与物体所受力学作用之间的关系。
按照动能定理,物体的动能等于物体所受合外力所做的功。
即动能定理公式为:Ek=W。
实验步骤:1.将平滑水平台面放置于实验桌上。
2.安装动能定理实验装置,包括轨道、可运动的车以及测量时间的器具。
3.将弹簧测力计固定在平滑水平台面上,确保测力计的刻度能够清晰可见。
4.首先调整弹簧测力计的位置,使得测力计的刻度与轨道一致。
5.将可运动的车放在轨道的起点,确保车与测力计始终保持接触。
6.用手将车推动起来,车在轨道上运动。
7.在车运动的过程中,观察弹簧测力计的指示值,并记录。
8.重复进行多次实验,分别改变车的起始位置和推动力度,保证数据的准确性和全面性。
数据处理与分析:根据实验记录的弹簧测力计的指示值,可以计算出物体在运动过程中所受到的力。
然后,根据施加的力和物体的位移,可以计算出物体所受外力所做的功。
最后,通过测量物体的质量和速度,可以得出物体的动能。
将物体的动能和所受外力所做的功进行比较,如果两者相等,说明动能定理成立。
实验结论:根据数据处理与分析的结果,我们可以得出结论:动能定理成立。
在实验过程中,我们观察到物体的动能和所受外力所做的功的值相等,验证了动能定理的正确性。
实验误差与改进:在实验过程中存在一些误差,例如弹簧测力计的刻度因为观察角度不同而产生一定的读数误差,以及由于车与轨道之间的摩擦力等因素,使得动能定理的验证结果不完全准确。
为了减小误差,可以采取以下改进措施:1.使用更精确的测力计,减小读数误差。
2.减小车与轨道之间的摩擦力,例如通过给轨道表面涂上润滑剂。
3.进行多次实验,取平均值,以提高数据的准确性和可靠性。
总结:通过本次实验,我们成功地探究了动能定理,并验证了动能定理的成立。
(完整版)验证动能定理实验

验证动能定理实验1、实验原理:沙桶和沙子的重力视为小车受到的合外力;合外力对小车做的功:mgS 车小车动能的改变量: 验证合外力做的功是不是等于小车动能的改变量2.、需要测量的物理量:沙和沙桶的质量;车的质量;算车的速度和位移;3、要注意的问题:怎么平衡摩擦力?有两个不一样的质量在里面,所以不能抵消掉.怎么去处理纸带上面的点。
4、实验示意图如图:例题1.某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.(1)你认为还需要的实验器材有____________.(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是__________________________,实验时首先要做的步骤是 ________________.(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M 。
往沙桶中装入适量的细沙,用 天平称出此时沙和沙桶的总质量为m .让沙桶带动滑块加速运动.用打点计时器记录 其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L 和这两点的 速度大小v 1与v 2(v 1<v 2).则本实验最终要验证的数学表达式为______________.(用 题中的字母表示实验中测量得到的物理量)2122Mv 21Mv 21例2.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系",设计了如下实验,他的操作步骤是:①安装好实验装置如图所示.②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上.④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带.(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据:①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1。
探究动能定律的实验

探究动能定律的实验实验方法一: 用验证牛顿第二定律的实验装置来探究动能定理1.实验目的:探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理:(1)实验装置如图所示,在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时,可认为细绳的拉力就是砝码及砝码盘的重力(F 绳=G 砝码及砝码盘)。
(2)平衡长木板的摩擦力。
(3)在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘,木块将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速运动.在纸带记录的物体运动的匀加速阶段,适当间隔地取两个点A 、B.只要取计算一小段位移的平均速度即可确定A 、B 两点各自的速度v A 、v B ,在这段过程中物体运动的距离s 可通过运动纸带测出,我们可即算出合外力做的功W 合=F 绳S AB (F 绳=G 砝码及砝码盘)。
另一方面,此过程中物体动能的变化量为 ,通过比较W 和ΔEk 的值,就可以找出两者之间的关系。
3. 实验器材:长木板(一端带滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平. 4.实验步骤及数据处理(1)用天平测出木块的质量M ,及砝码、砝码盘的总质量m 。
把器材按图装置好.纸带一段固定在小车上,另一端穿过打点计时器的限位孔;(2)把木块靠近打点计时器,用手按住.先接通打点计时器电源,再释放木块,让它做加速运动.当小车到达定滑轮处(或静止)时,断开电源;(3)取下纸带,重复实验,得到多条纸带;(4)选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理,先在纸带标明计数点,然后取间隔适当的两点A 、B 。
利用刻度尺测量得出A ,B 两点间的距离S AB ;再利用平均速度公式求A 、B 两点的速度v A 、v B ;(4)通过实验数据,分别求出W 合与ΔE kAB ,通过比较W 和ΔEk 的值,就可以找出两者之间的关系。
5.误差分析1.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。
2.利用打点的纸带测量位移,和计算木块的速度时,不准确也会带来误差。
【高中物理】高中物理实验:验证动能定理

【高中物理】高中物理实验:验证动能定理实验仪器:电磁打点计时器(J0203型)、学生电源、长方形木块(约10×7×4厘米3)、纸带、天平(学生天平或托盘天平)、带定滑轮的木板(长约1米)、细线、砝码盘、砝码实验目的:验证在外力作用下物体做加速运动或减速运动时,动能的增量等于合外力所做的功。
实验原理:物体在恒力作用下做直线运动时,动能定理可表述为F合s= mv22- mv12。
只要实验测得F合s 和 m(v22-v12)在实验误差范围内相等,则动能定理被验证。
F合可以由F合=ma求得。
教师操作:(1)用天平测出木块的质量。
把器材按图装置好。
纸带固定在木块中间的方孔内。
(2)把木块放在打点计时器附近,用手按住。
往砝码盘中加砝码。
接通打点计时器电源,让它工作。
放开木块,让它做加速运动。
当木块运动到木板长的左右时,用手托住砝码盘,让木块在阻力作用下做减速运动。
当木块到达定滑轮处(或静止)时,断开电源。
(3)取下纸带,在纸带上反映物体加速运动和减速运动的两部分点迹中较理想的一段,分别各取两点(其间点迹数不少于9点)。
量出SA、SB、SC、SD和SAB、SCD。
由SA、SB、SC、SD及相应的时间间隔(图中为0.08秒)。
算出VA、VB、VC、VD,利用VA、VB和A、B间的时间间隔求出A、B间木块运动的加速度aAB;同法求出aCD。
则木块质量m与aAB、aCD的乘积分别表示在AB段和CD段木块受的合力。
(4)根据实验结果填好下表,看F合S与ΔEk是否相等。
加速阶段减速阶段计数点附近的位移(m)SA= SB=SC= SD=各计数点处的速度(m/s)VA= VB=VC= VD=运动的加速度(m/s2)aAB=aCD=木块受的合力ma(N)FAB=FBC=计数点间的位移(m)合外力的功(J)木块的动能增量(J)(5)重新取计数点,重复步骤(3)和(4),再验证一次。
为大家整理的高中物理实验:验证动能定理就到这里,同学们一定要认真阅读,希望对大家的学习和生活有所帮助。
动能定理实验 (2)

动能定理实验
为了演示动能定理,可以进行以下实验:
材料:
- 一个小球
- 一个直线轨道或斜面
- 一个标尺
- 一个卷尺
- 一个停表
实验步骤:
1. 将直线轨道或斜面放在平整的水平面上。
2. 将小球放在轨道或斜面的顶端,并确保它静止不动。
3. 使用标尺测量小球的起始高度h,即从水平面到小球的高度。
4. 使用卷尺测量轨道或斜面的长度L。
5. 使用停表记录小球从顶端滑落到底端所用的时间t。
6. 重复实验多次,记录每次实验的结果。
实验结果:
根据动能定理,小球的动能K与其高度h和速度v之间存在以下关系:
K = mgh,其中m为小球的质量,g为重力加速度。
1. 计算每次实验的小球的速度v,使用的公式为 v = L/t。
2. 使用已知的质量m和重力加速度g,计算每次实验的动能K。
3. 比较实验结果,验证动能定理是否成立。
也就是说,通过实验测量得到的动能K是否与理论计算得到的动能K相吻合。
注意事项:
- 确保实验台面平整且水平。
- 测量时要准确并仔细操作,以确保数据的准确性。
- 实验时要注意安全,小球滑落时可能产生一定的动能,可以使用适当的防护措施,如放置阻挡器在小球终点位置以防止它跳起来。
通过这个实验,你可以直观地观察到小球滑动时的动能变化,并验证动能定理的成立。
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验证动能定理的高中物理实验
篇一:2019年秋季高三物理实验专题(动能定理)高三物理实验专题知识点一、实验原理一、实验目的:通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化,验证机械能守恒定律。
二、实验原理:在自由落体运动中,物体的重力势能和动能相互转化,但总机械能守恒;(1)以重物下落的起始点点为基准,设重物下落的质量为,某时刻的瞬时速度为,下落的高度为,则应该有?出速度、下落高度,即可验证机械能守恒;12;测2(2)找任意两点、,分别测出两点的速度、以及两点间的距离?,若机械能守恒,有???;三、实验仪器:打点计时器、纸带、刻度尺、铁架台(带铁夹)、重物、学生电源;四、主要步骤:1、把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点记时器与交流电源连好;2、用手握着纸带上端并让纸带保持竖直,让重物静止地靠近打点计时器;3、接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点,断开电源;4、处理数据得出结论五、注意事项:1打点计时器安装时,必须使纸带两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力;2选用质量、密度大的重物,减小空气阻力的影响;3尽量挑选第一、二两点间距接近2、点迹清晰呈一条直线的纸带;4位移测量时尽量选择长一些,减小测量误差;例题:1、在一次实验探究课上,某同学利用自由落体来探究机械能守恒定律,该同学开始实验时的情形如图所示,他将电磁打点计时器接通低压电源后释放纸带.(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方①;②;(2)该同学在教师的引导下规范了实验操作,重新进行实验,得到了几条(3-5条)打出一系列点的纸带,在选点验证机械能守恒时,有以下几种方案,其中对选取纸带的1、2两点间距离要求小于或接近2的是方案,(填“一”或“二”)方案一:利用起始点和第点计算;方案二,任取两点计算.(3)该同学最终选择了方案一,结合图象法进行数据分析,他从纸带上选取多个点.测量从第一点到其余各点的下落高度,并计算各点速度的平方,根据实验数据作出212?图象,其中图象的斜率表示.22、某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知重锤质量=100,当地的重力加速度=9802.(1)实验小组选出一条纸带如图2所示,其中点为打点计时器打下的第一个点,、、为三个计数点,在计数点和、和之间还各有一个点,测得1=1201,2=1915,3=2786,打点计时器。