实验验证动能定理
动能定理的实验流程
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对一个验证动能定理实验的思考和修正
△ｚ
代人 数据 得
一
气 垫导 轨 ， 弹簧 ， 毫秒 计 时器 ， 光 电门， 滑块 ， 挡
光 板． ３ 实 验 装 置
１ ． ９ ６ Ｎ／ ｍ
滑块 两 次经 过 光 电 门时 ， 弹簧 的伸长 量 分别 为 ｚ １ —５ ０ ． ０ Ｃ Ｉ ］ １ ， ｚ ２ —２ Ｏ ． ０ ｃ ｍ， 弹簧 弹力做 功
系数 ．
２
一
１
２
每个 砝码 的标称 质量 为 ２ ０ ｇ ． 电子称 称 量 大 概
有 ±０ ． １ ｇ的误差 ． 悬挂 ２个 砝码 时 ， 弹簧 的长度 为
滑 块动 能 的变化 量
ＡＥ ： １
ｍ ； 一 号 ｕ
１ ０ ． ７ ｃ ｍ； 悬 挂 ４个 砝 码 时 ， 弹簧 的长 度 为 ３ ０ ． ９ ｃ ｍ；
静止 释放 ， 滑 块在 弹 簧 弹力 的作 用 下 做 加 速直 线 运
动． 在滑 块运 动途 中放 置两个 光 电 门 ， 测量 滑块 经过 每 个光 电 门的 时间 ， 算 出相应 的 速度 和 。 ； 测量 弹 簧 的劲 度 系 数 ， 滑 块 通 过 每 个 光 电 门 时 弹 簧 的 伸 长量 ｚ 和 ３ ７ ．在此 过程 中弹 簧 弹力做 功
放． 用 挡光 宽度 ｄ＝１ ． Ｏ ０ ｃ ｍ 的挡 光片测 量通 过两个 光 电门的 时间 ， 算 出滑块通 过两个 光 电 门的速度 一
一
８ ７
～
２ ０ １ ３年 第 １ ２ 期
物 理 通 报
物 理 实验 教 学
孚 ， 动 能 的 增 量 为
△ Ｅ 一 １ ；
在 讲动 能定 理这 节课 时 ， 笔 者想 设 计 一个 用 变
动能定理 守恒 实验
实验五:验证动能定理实验W合= ∆E k2—∆E k1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。
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。
例题：如图是验证动能定理的装置，除图示器材外，还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸，天平和细沙．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和沙桶的总重力大小基本相等，应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是．③图丙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T. 则本实验最终要验证的数学表达式为．(用题中的字母表示)解析①刻度尺（2分）②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力.（每空2分）③mg x AB＝12M（x B2－x A24T2）（4分）1．（2008广东）（13分）某实验小组采用图11所示的装置探究“动能定理”。
图中小车中可放置砝码。
实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。
打点计时器工作频率为50Hz.（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，，，小车拖动纸带，打点计时器上打下一列点，；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图12是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将．．C．点的测量结果填在表．．．．．．．．．1．中的相应位置．．．．．．。
（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，做正功，做负功。
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。
实验：验证能量守恒定律实验报告
实验：验证能量守恒定律实验报告
摘要
本实验旨在验证能量守恒定律。
通过测量物体在不同高度下的势能和动能变化，并计算它们的差值，我们可以观察到能量守恒的现象。
实验结果表明，在系统内部没有能量转化或损失的情况下，总能量保持不变。
实验过程
1. 准备一块小球，一个标尺和一个计时器。
2. 将小球从不同高度自由落下，并用计时器记录下来。
3. 分别计算小球在不同高度下的势能和动能。
4. 记录实验数据，得到势能、动能和差值之间的关系。
实验结果
数据记录
高度（m）| 势能（J）| 动能（J）| 差值（J）
---|---|---|---
1 | 9.8 | 0 | 9.8
2 | 19.6 | 0 | 19.6
3 | 29.
4 | 0 | 29.4
结果分析
根据实验数据，我们可以观察到在不同高度下，物体的势能和动能分别是不同的。
根据能量守恒定律，当物体没有外部能量输入或损失时，势能和动能的总和应该保持不变。
根据数据计算，实验结果与理论预期相符，差值始终等于势能。
实验结论
本实验通过验证能量守恒定律，证明了在一个封闭的系统内，总能量保持不变。
无论物体处于何种高度，势能和动能之间的差值始终相等。
这个实验原理在许多领域都有应用，包括力学、物理学等。
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 (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。
高中物理实验5探究动能定理
高中物理实验五、探究动能定理江苏省特级教师 戴儒京一、 数字化实验动能定理 （恒力）（课程标准教科书人教版必修2第19页）实验原理W =21mv 22- 21mv 12= Δ (21mv 2) = Δ E k 其中，W 为从x 1到x 2的区间内，合外力F 的功，v 1 和v 2分别为物体在x 1和x 2处的速度，E k 为物体的动能。
也就是说，合外力的空间积累效应—功等于物体动能的改变。
在本实验中，我们探究在恒定拉力的作用下，小车的动能随时间变化的关系。
其中，拉力由力传感器测得，速度由固定有挡光滑轮的光电门传感器测得，动能由速度的平方乘以质量的一半得到。
实验目的通过对（恒定）拉力和速度的测量，探究合外力的功与物体动能变化的关系。
实验装置计算机，数据采集器，光电门传感器、力传感器、动力学系统（包括轨道、小车、滑轮、支架等）。
实验步骤1. 按图连接实验装置（注意平衡摩擦力）；2. 测量并记录小车和钩码的质量（第1次：例如小车402.81g ，钩码19.91g ）；3. 将数据采集器与力传感器连接，将数据采集器与计算机连接；然后进入“TriE 信息系统”界面，对力传感器进行校零，然后，点击“打开实验”，打开模板“动能定理”，；4.设置“采集间隔”为5ms；5.让小车静止在靠近光电门传感器的一侧（钩码将细绳拉紧），点击“开始”按钮；释放小车；6.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮；7.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；8.任选一个位移区间，对力进行积分，并比较积分值和两个区间端点处动能的差；9.改变钩码和小车的质量，重复步骤5~8（第2次：例如小车402.81g，钩码30.35g）。
实验数据的记录与分析1．“力、速度vs. 位移”图表（小车402.81g，钩码19.91g）：由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后两组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，但是动能的变化率几乎恒定。