验证动能定理
7. 验证动能定理
验证动能定理1. 某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。
如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。
在水平面上相距50.0cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A 、B 时的速度大小、小车中可以放置砝码。
（1）试验主要步骤如下:①测量和拉力传感器的总质量M 1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C 点，，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A 、B 时的速度；③在小车中增加砝码，或，重复②的操作．（2）表1是他们测得的一组数据，期中M 是M 1与小车中砝码质量之和，2122v v 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E ，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是F 在A 、B 间所做的功。
表格中的△E 3=，W 3=．（结果保留三位有效数字）（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出△E -W 图线．答案:（1）①小车；②由静止开始释放小车；③改变小车质量.（2）0.600J ，0.610J.（3）△E -W 图线如图所示解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律222112E m v v ∆=-，可得△E 3=0.600；观察F-W 数据规律可得数值上W=F/2=0.610;（3）在方格纸上作出△E-W 图线如上图所示。
2. 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、……；（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度1v 、2v 、3v 、……；（3）作出W v -草图；（4）分析W v -图像。
如果W v -图像是一条直线，表明∝v ；如果不是直线，可考虑是否存在W ∝2v 、W ∝3v 、W以下关于该试验的说法中有一项不正确．．．，它是___________。
动能定理课件ppt
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
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。
试验验证动能定理
实验：利用自由落体运动验证动能定理（请注意本次实验内容与“验证机械能守恒定律”实验的实验原理、器材、理论分析都是相同的，所以同学们慎重保管好此资料）一．实验目的验证物体运动过程中，合外力做功等于物体动能的改变。
二．实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中。
若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力做功为__________，动能的增加量为__________，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了动能定理．2．速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的．．．．。
如下．．．．．．．．．．．．平均速度图所示，计算打第n个点瞬时速度的方法是：测出第n个点的相邻前后两段相等时间T内下落的距离x n和x n＋1，则v n＝__________。
若给出的数据是h n和h n＋1，则v n＝__________【特别提醒】：①公式中T指的是相邻计数点之间的时间间隔，任何题目肯定有明示或暗示的字词，对T 的取值有说明：若直接以纸带上连续的点．．．．．．．．作为计数点，则T=________s；若以纸带上每5个点为一个计数点，（即在纸带上A、B之间还有4个点未标出），则T=_________s②纸带上的数据是用刻度尺测出的物理量，单位通常是cm或mm，代入公式运算时，要注意把其化成m。
③注意看清问题的结果是保留“几位．．．”．．．后几位．．．”还是“小数点．．效数字3. 实验器材铁架台(含铁夹)，________，学生电源，纸带，复写纸，导线，_________，重物(带纸带夹)．若使用电磁式打点计时器，其工作电压为_______V，打点周期为_______s;若使用电火花打点计时器，其工作电压为_______V，打点周期为_______s;4.注意事项①．打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在___________，以减小摩擦阻力．②．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．③．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，先___________，打点计时器工作稳定后，再_____________．④．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．⑤．如果不测出物体质量时，只需验证 _____ ＝ gh n 也可以动能定理．其中g 的大小与地理位置有关，实验前必须要查阅重力加速度表，找出当地重力加速度的具体数值。
验证动能定理
利用动能定理求变力功
练习4.一学生用100 N的力将质量 为0.5 kg的球以8 m/s的初速度沿 水平方向踢出20 m远，则这个学 生对球做的功是（ ）
A.200 J C.1000 J
B.16 J D.无法确定
练习5.质量为M汽车从静止开始以
额定功率P起动,经过时间 t ,速
度达到最大,设行驶过程中阻力
2.合外力对物体做功 3.手对物体做功
例题4：在水平的冰面上,以大小为
F=20N的水平推力,推着质量m=60kg的冰
车,由静止开始运动.冰车受到的摩擦力
是它对冰面压力的0.01倍,当冰车前进
了s1=30m后,撤去推力F,冰车又前进了一
段距离后停止.取g=10m/s2.求
1.撤去推力F时的速度大小.
糙的水平面移动了相同的距离, mA< mB.设F
对A所做的功为WA, 物体A获得动能为EA;F对B
所做的功为WB, 物体B获得动能为EB.则
A. WA>WB, EA>EB B. WA=WB, EA=EB
mA
F【D】
s
C. WA<WB, EA<EB
mB F
D. WA=WB, EA>EB
s
巩固2
质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂
1.f=1103N 2.W=8105J 3.s=400m
求功的方法
1.W=Fscos (恒力)
2.W=Pt (恒定功率)
3.
W总
1 2
mv2 2
1 2
mv12
(恒力和变力)
巩固1 质量为mA的物体A,在水平力F的作用 下,从静止开始沿光滑的水平面移动了距离s;
质量为mB的物体B,在水平力F的作用下,沿粗
动能定理实验教案了解动能定理的应用与实验验证
动能定理实验教案了解动能定理的应用与实验验证动能定理实验教案：了解动能定理的应用与实验验证引言：动能定理是热力学和物理学中的重要理论之一，它描述了物体的动能与其质量和速度之间的关系。
通过实验验证动能定理，可以深入了解能量转换和守恒的原理，加深对物理学知识的理解。
本教案将介绍动能定理的应用，并提供实验教学的方案。
一、动能定理的概念动能定理是指物体的动能与其质量和速度之间存在着一种定量关系。
根据动能定理，物体的动能（KE）等于其质量（m）乘以速度的平方（v^2）的一半。
即 KE = 1/2 * m * v^2。
动能定理揭示了物体的运动状态与其所具有的能量之间的关系。
二、动能定理的应用1. 轨道运动分析动能定理可以应用于轨道运动的分析中，例如天体运动、行星运动等。
通过应用动能定理，可以确定天体的动能以及与之相关的其他重要参数，进而研究天体运动规律。
2. 机械能守恒定理动能定理是机械能守恒定理的基础之一。
机械能守恒定理指出，在只受重力和弹性力作用的系统中，机械能（包括动能和势能）总保持不变。
应用动能定理可以推导出机械能守恒的一般性原理。
三、实验验证动能定理为了验证动能定理，我们可以进行以下实验：1. 简谐振动实验通过简谐振动实验，可以验证动能定理在弹簧振子上的应用。
实验中，我们可以测量弹簧振子的质量、振幅和频率，并计算出相应的动能。
通过与理论计算的动能比较，可以验证动能定理的准确性。
2. 碰撞实验利用碰撞实验，可以验证动能定理在碰撞过程中的应用。
实验中，我们可以通过测量碰撞前后物体的质量和速度，计算出它们的动能变化。
与理论预测的动能变化进行对比，可以验证动能定理是否成立。
3. 物体运动实验通过对物体运动的实验观察，可以验证动能定理在实际运动中的应用。
实验中，我们可以测量物体的质量和速度，计算出其动能，并观察它们之间的定量关系。
实验结果与动能定理的预测进行比较，可以验证动能定理是否适用于物体的实际运动。
四、实验教学方案为了更好地教学动能定理的应用与实验验证，我们可以按照以下方案进行实验教学：实验名称：弹簧振子的动能定理实验实验器材：弹簧振子、质量计、测速仪等实验步骤：1. 确定振子的质量（m）、振幅（A）和频率（f）。
动能定理的实验报告
动能定理的实验报告
《动能定理的实验报告》
实验目的：通过实验验证动能定理，即动能与物体的速度和质量有关。
实验材料：小车、测速仪、不同质量的物块、平滑的水平面。
实验步骤：
1. 将小车放在水平面上，用测速仪测量小车的初始速度。
2. 在小车上放置不同质量的物块，再次用测速仪测量小车的速度。
3. 记录每次实验的小车质量、物块质量、初始速度和最终速度。
实验结果：
实验结果表明，当小车的质量不变时，放置不同质量的物块会使小车的速度发生变化。
根据动能定理，动能与速度的平方成正比，与物体的质量成正比。
因此，放置不同质量的物块会改变小车的动能。
实验结论：
通过实验验证了动能定理，即动能与物体的速度和质量有关。
根据实验结果，可以得出结论：动能与速度的平方成正比，与物体的质量成正比。
这一结论对于理解动能的变化规律具有重要意义，也为实际生活中的运动问题提供了理论支持。
实验意义：
动能定理是物理学中的重要定律，通过实验验证可以加深对动能的理解，也为实际问题的解决提供了理论依据。
本实验的结果对于工程设计、交通运输等领域具有一定的指导意义，有助于提高能源利用效率，减少能源浪费。
总结：
通过本次实验，我们验证了动能定理，并得出了动能与速度、质量的关系。
这一实验不仅增强了我们对动能定理的理解，也为我们在实际生活和工作中应用物理学知识提供了重要的参考依据。
希望通过这样的实验，能够激发更多人对物理学的兴趣，促进科学知识的传播和应用。
理论力学13-动能定理
动能定理是理论力学中重要的定理之一，描述了物体动能的变化与外力做功 的关系。它为解决各种实际问题提供了有力的工具。
动能的定义与计算方法
动能定义
动能是物体由于运动而具有的能量。
动能计算方法
动能等于物体质量与速度平方的乘积乘以常数1/2。
举例
例如，一个质量为m的物体速度为v，它的动能为Ek=1/2mv^2。
碰撞实验
通过观察简谐摆的运动过程， 可以验证动能定理在实验中 的有效性和准确性。
利用碰撞实验可以验证动能 定理在不同碰撞情况下的适 用性。
滚动小球实验
通过观察滚动小球的动能变 化，可以验证动能定理在滚 动运动中的应用。
结论和要点
结论
动能定理是描述物体动能变化与外力做功关系的重要定理。
要点
动能定理的表达式是功等于动能的变化量，可以通过实验验证。
动能定理的提出及其重要性
1 提出背景
动能定理最早由牛顿提出，是牛顿运动定律的一部分。
2 重要性
动能定理能够精确描述物体动能的变化与外力做功的关系，对研究运动学和动力学等科 学领域具有重要意义。
动能定理的表达式及推导过程
动能定理表达式 推导过程 推导公式
功等于动能的变化量 根据牛顿第二定律和功的定义推导得出 W = ΔK = (1/2)mvf^2 - (1/2)mvi^2
动能定理在实际问题中的应用
1
碰撞问题
2
动能定理在研究碰撞问题中起到关 键作用，如弹性碰撞和非弹性碰撞。
3
机械能守恒
动能定理与势能定理结合可以帮助 解决机械能守恒的问题。
动能定理与其他物理定律的 关系
动能定理与动量定理、能量守恒定 律等相互关联，共同构成了理论力 学的核心部分。
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与
1 mv2 2
6、验证
mgh
与
1 2
mv2
1 2
mv02
在误差允许范围内是否相等
六、误差分析 1、纸带与打点计时器间存在摩擦阻力
W合与△EK，哪个大？
2、测量有误差
七、注意事项
1.打点计时器的平面要竖直放置，两个限位空的连线要在竖直方向。 纸带释放前要竖直拉直，重物要靠近打点计时器。
2.要保证重物作自由落体运动的距离足够长，以防止纸带打点过短
小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然
后 释放小车 ，打出一条纸带，关闭电源．
③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序
依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、
h为C、hD、Mh(hEE……hC表)2 示，则，小若车拉和力拉传力感传器感的器读在数计为时F器，打计下时D器点打时下的A动点能到表打达下式D点过程
固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过
打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步
骤如下：
①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到
打点计时器打出一系列_间__距__相_等__的点．
②测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将
其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计 数点间的时间间隔为T。距离如图。则打B
点时的速度为vB
(x1 x2 )
2 T ；要验证合外力
的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，
还要测出的物理量有 钩码的质量m, 小车的质量M .
验证机械能守恒定律
一、目的
验证机械能守恒定律
二、原理
验证：1 2
mv02
在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的物体自由下落， ①下面哪些测量工具是必需的？( C ) A．天平 B.弹簧秤 C.刻度尺 D.秒表 ②用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为
50 Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4，则在图中两条纸带应选取的纸带是___A_____。
2.在纸带上确定研究过程（即初末位置）
3、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移s
4、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度v0与v 。
5、求出在研究过程中合外力对物体做的功：
w合 mgh
6、算出研究过程的初末动能：1 2
mv02
与
1 mv2 2
7、验证
mgh
与
1 2
mv2
1 2
mv02
在误差允许范围内是否相等
验证动能定理 一、目的
验证合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。
二、原理
1.验证：W合？=△EK 2.验证：W合 ∝△EK
三、装置与器材
低压交流电源
刻度尺
四、操作与数据记录（据目的与原理）
1、如图把仪器装置好 2、测量合外力F合与质量m
原理：mgh
1 2
mv2
1 2
mv02
1）质量m：用天平测量 2）F合=mg
③实验得到如下图所示的纸带。相邻两个计数点之间还有一个点没有画出，重物
的质量为1kg，查得当地的重力加速度值为g=9.8m/s2，打点记时器的频率是 50Hz，那么纸带的 左 端与重物相连（填“左”或“右” ）。打点计时器打下计 点B时，物体的速度VB= 2.00 m/s，从起点到打下B点过程中，物体的重力势能 减少EP = 2.06 J，此过程中物体动能的增加量Ek = 2.00 J。 （结果保留三位有效数字）
mgh
1 2
mv2
或mgh
1 2
mv2
1 2
mv02
三、装置与器材
低压交流电源 刻度尺
四、操作与数据记录（据目的与原理）
1、如图把仪器装置好 2、测量合外力F合与质量m
原理：mgh
1 2
mv2
1 2
mv02
1）质量m：用天平测量 2）F合=mg
3、测量速度v与对应的下降高度h
纸带
五、数据处理（据目的与原理）
中，细绳拉8T力2 对小车所做功的表达式为 F(hD hA)
．
④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个
计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直体动能的变．化量
①某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示.他想用钩码 （质量未知）的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实 验中要采取的两项措施是： a ____平__衡__摩__擦_力__________________ b 钩__码__的__重__力__远__小__于__小__车__的__总__重__力_________ ②如图所示是某次实验中得到的一条纸带，
拓展
某同学安装如图甲的实验装置，探究外力做功与物体动能变化的关 系． ①此实验中，应当是让重物做自由落体 运动，不需要（“需要”、“不 需 要”）测出重物的质量； ②该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．
求得B点对应的速度 vB ＝ 0.19m/s，若再求得D点对应
的算速12度v为D2 vvDB2
3、测量速度v与对应的下降高度h
纸带
五、数据处理（据目的与原理）
1.在纸带上确定研究过程（即初末位置）
2、利用纸带求出研究过程中初末位置的位移s
3、利用纸带求出研究过程中初末位置的的瞬时速度v0与v 。
4、求出在研究过程中合外力对物体做的功：
w合 mgh
5、算出研究过程的初末动能：1 2
mv02
，测出重物下落的高度为 hBD ，则还应计
与 ghBD大小是否相等（填字母表达式）；
③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存
在的问题是 纸带打点过短
，研究纸带时存在的问题
是 BD两点间隔过短
，实验误差可能较大．
在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器
3. 打点计时器应使用交流电源；要先接通打点计时器的电源，再释放 纸带。
4．选取纸带的起始两点的间距要在2mm左右。 5．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个 计数点，选取的记数点不少于6个（即每隔5个时间间隔取一个计数点），是为 求加速度时便于计算。 6．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，