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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。
物理创新实验设计⏹用打点计时器探究动能定理⏹现实问题：人教版高中物理必修-2第七章-第六节：探究功与物体速度变化的关系中，采用橡皮筋弹出小车的方法研究功与速度的关系，这一设计调动了学生的积极性，体现了探究思想。
但橡皮筋的功无法测量，最终只能定性的说明W∝v2的关系。
因此有必要要设计一个简便易行的实验，探究功与速度的数量关系呢。
设计思想：在高中阶段，最容易计算和测量的功是mgh，利用打点计时器可以测量v。
因此，在教学中以自由落体实验为突破口，结合斜面实验，利用打点加计时器测量自由落体运动的瞬时速度和下落的高度，探究重力做功、其它力做功与速度之间的关系，进而推广、拓宽，得出动能的表达式和动能定理。
处理数据时通过计算机系统进行，以简化过程节省时间。
具体操作如下：一、预备知识1．如何计算和测量重力做功？如何测量物体的速度？2．重力对物体做功，物体的运动速度如何变化呢？3. 打点加计时器的应用，平均速度的计算: v n= ( h n+1-h n-1)/2T。
4. 加速度与力、质量关系的实验操作。
二、实验分组操作（一）自由落体实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1.装置要竖直，尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，纸带无初速释放，重物的质量和密度应较大, 以减小阻力，确保自由落体运动。
2.纸带30 - 40cm长，选用点迹清晰，呈一条直线，第1、2两点间距接近2mm的纸带进行研究。
3.如图安装、打点、换纸带、换物体、重复，挑选纸带记下第一个点的位置O，依次选取几个较方便的点，量出各点到O的距离，计算出各点的v ，进行研究。
（二）斜面实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1．用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。
（砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10。
）2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
专题2 动能定理（下）1．B 如图，物体A的质量为10 kg，置于光滑水平地面上，一绳跨过定滑轮，一端与A相连，一端受到竖直向下的恒力F=2 N的作用，开始时绳子与水平面的夹角370。
当力作用一段时间后，绳与水平方向成530。
H=6 m，在这一过程中，拉力对物体做功______，若物体是从静止开始运动，不计阻力，此时物体速度为_______m/s。
2．C 均匀的薄金属片ABCD为正方形，质量为m，边长为L．在A处有光滑的水平轴把金属片悬挂起来，如图所示。
现在使金属片逆时针绕轴旋转，到AB边成竖直方向的位置。
这一过程中，至少要对它做功（）A．12mgL B．2mgL C．21mgL- D．(21)mgL-3．C 一劲度系数k = 800 N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12 kg的物体A.B，将他竖直静止在水平面上，如图所示。
现将一竖直向上的变力F作用A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.4 s物体B刚要离开地面，求：此过程中力F所做的功。
（设整个过程弹簧都在弹性限度内，取g = 10m/s2）4．C 如图所示，一木块沿竖直放置的粗糙曲面从高处滑下。
当它滑过A点的速度大小为5 m/s时，滑到B点的速度大小也为5 m/s。
若使它滑过A点的速度变为7 m/s，则它滑到B点的速度大小为（）A．大于7 m/s B．等于7 m/sC．小于7 m/s D．无法确定5．B ABCD是一条和长轨道，其中AB是倾角为θ的斜面，CD段是水平的，BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧，其长度可忽略，一质量m的小滑块在A点从静止状态释放，沿轨道下滑，最后停在D点，A 点和D点的位置如图。
现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由D点推回到A点时停下，设滑块与轨道间的磨擦系数为μ，则推力对滑块做的功等于（）A．mgh B．2mghC．mgμ(s+h/sinθ) D．mgsμ+mghμctgθ6．B 一汽车起动后沿水平公路匀加速行驶，速度达到vm后关闭发动机，滑行一段时间后停止运动，其v-t 图象如图所示。
高三物理教案动能定理及其应用（5篇）高三物理教案动能定理及其应用（5篇）作为一位兢兢业业的人民教师，前方等待着我们的是新的机遇和挑战，有必要进行细致的教案准备工作，促进思维能力的发展。
怎样写教学设计才更能起到其作用呢？下面是小编收集整理的教案范文。
欢迎分享！高三物理教案动能定理及其应用（精选篇1）1、研究带电物体在电场中运动的两条主要途径带电物体在电场中的运动,是一个综合力和能量的力学问题,研究的方法与质点动力学相同(仅仅增加了电场力),它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律.研究时,主要可以按以下两条途径分析:(1)力和运动的关系--牛顿第二定律根据带电物体受到的电场力和其它力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电物体的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况.(2)功和能的关系--动能定理根据电场力对带电物体所做的功,引起带电物体的能量发生变化,利用动能定理或从全过程中能量的转化,研究带电物体的速度变化,经历的位移等.这条线索同样也适用于不均匀的电场.2、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法(1)类比与等效电场力和重力都是恒力,在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比.例如,垂直射入平行板电场中的带电物体的运动可类比于平抛,带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等.(2)整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的,把电荷系统的整体作为研究对象,就可以不必考虑其间的相互作用.电场力的功与重力的功一样,都只与始末位置有关,与路径无关.它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化,从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题切入点或简化计算高三物理教案动能定理及其应用（精选篇2）1、与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与：知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
高中物理动能定理说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“高中物理动能定理”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“动能定理”是高中物理必修 2 第七章第七节的内容。
动能定理是力学中的一条重要规律，它反映了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
本节课是在学习了功和能的概念以及牛顿运动定律的基础上，进一步研究力在一个过程中对物体做功与物体动能变化的关系。
动能定理不仅为解决力学问题提供了一种新的方法和途径，也为后续学习机械能守恒定律、能量守恒定律等内容奠定了基础。
在教材的编排上，先通过实验探究和理论推导得出动能定理的表达式，然后通过实例分析，让学生理解和应用动能定理解决实际问题。
这种编排符合学生的认知规律，有助于学生逐步掌握和应用这一重要规律。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了功和能的基本概念，以及牛顿运动定律，具备了一定的分析和解决力学问题的能力。
但是，对于力在一个过程中做功与物体动能变化的关系，学生还缺乏系统的认识和理解。
此外，学生在数学运算和逻辑推理方面的能力还有待提高，在应用动能定理解决复杂问题时可能会遇到困难。
因此，在教学过程中，要注重引导学生进行分析和推理，培养学生的思维能力和解决问题的能力。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解动能定理的内容，掌握动能定理的表达式。
（2）能够应用动能定理解决简单的力学问题。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究和理论推导，培养学生的科学探究能力和逻辑推理能力。
（2）通过实例分析，培养学生运用动能定理分析和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对动能定理的探究和应用，激发学生学习物理的兴趣和热情。
（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）动能定理的内容和表达式。
（2）应用动能定理解决力学问题。
2、教学难点（1）动能定理的推导过程。
《动能和动能定理》教案《动能和动能定理》教案（通用4篇）《动能和动能定理》教案篇1课题动能动能定理教材内容的地位动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据，因此是本章的重中之重。
在整个经典物理学中，动能定理又与牛顿运动定律、动量定理并称为解决动力学问题的三大支柱。
也是每年高考必考内容。
因此学好动能定理对每个学生都尤为重要。
--思路导入新课──探究动能的相关因素（定性）──探究功与动能的关系（推理、演绎）──验证功和能的关系──巩固动能定理教学目标知识与技能1.理解动能的确切含义和表达式。
2.理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。
3.培养学生探究过程中获取知识、分析实验现象、处理数据的能力。
过程与方法1.设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。
2.探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3.经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
情感态度与价值观1.通过动能定理的推导演绎，培养学生的科学探究的兴趣。
2.通过探究验证培养合作精神和积极参与的意识。
3.用简单仪器验证复杂的物理规律，培养学生不畏艰辛敢于进取的精神。
4.领略自然的奇妙和谐，培养好奇心与求知欲使学生乐于探索。
教学重点1.动能的概念，动能定理及其应用。
2.演示实验的分析。
教学难点动能定理的理解和应用教学资源学情分析学生在初中对动能有了感性认识，在高中要定量分析。
高中生的认识规律是从感性认识到理性认识，从定性到定量。
前期教学状况、问题与对策通过前几节的学习，了解了功并能进行简单的计算初步了解了功能关系。
对物体做的功与其动能的具体关系还不清楚，这就是本节重点解决的问题。
教学方式启发式、探究式、习题教学法、类比法教学手段多媒体课件辅助教学教学仪器斜面、物块、刻度尺、打点计时器、铁架台、纸带动能与质量和速度有关验证动能定理--环节教师活动学生活动设计意图导入新课提问：能的概念功和能的关系引导学生回顾初中学习的动能的概念动能和什么因素有关，动能和做功的关系。
如图４所示:将一个木箱子置于地面上ꎬ该木箱子质量为Ｍꎬ木箱上方有一拉杆ꎬ一小球套于拉杆上ꎬ其质量为ｍꎬ从拉杆的顶部将处于静止状态的小球释放下来ꎬ小球自然地沿着立杆下滑ꎬ保持０.４ｇ的加速度ꎬ需要求解的问题是:小球在向下滑落时ꎬ求木箱子对于地面的压力?㊀可以将研究内容聚焦于小球ꎬ并对其受力进行分析ꎬ小球受力包含:向上摩擦力ｆ和向下重力ｍｇ.借助牛顿第二定律原理我们可以得出:ｍｇ－ｆ＝ｍａ＝０.４ｍｇꎬ推导出ｆ＝０.６ｍｇ.再将研究对象定位于木箱上ꎬ并对其受力进行分析ꎬ可得知ꎬ木箱总共受到三个力的作用ꎬ即:地面支撑力Ｆ㊁小球对木箱向下的摩擦力ｆ２和重力Ｍｇꎬ此时木箱处于静止状态.通过牛顿第二㊁第三定律分别得出Ｆ＝Ｍｇ＋ｆ２Ｆ２＝ｆＦ＝Ｍｇ＋０.６ｍｇ同时ꎬ还可以将研究对象定位于小球和木箱这一整体上ꎬ并对其受力进行分析ꎬ此时系统小球和木箱所受到的作用力包括两个方面:一个是地面对木箱的支持力Ｆꎬ另一个则是系统所受到的重力(Ｍ＋ｍ)ｇ.通过牛顿第二定律可以求得:(Ｍ＋ｍ)ｇ－Ｆ＝ｍａ＝０.４ｍｇ经计算得到:Ｆ＝Ｍｇ＋０.６ｍｇ该题目中所涉及到两个物体ꎬ因此隔离法应用并不复杂ꎬ但当涉及到３个及其以上的物体时ꎬ并且涉及到的物体保持不同的加速度时ꎬ则整体法的运用更为适宜.综上ꎬ在物理习题中涉及到多个运用过程的组合或者多个物体相互作用的情况之下ꎬ应当选择隔离法或者整体法进行习题的求解ꎬ在运用过程中要充分结合题目的具体情况进行研究对象的选择和运用方法的实施.㊀㊀参考文献:[１]李宇轩.浅析整体法在高中物理解题中的应用[Ｊ].新课程:中学ꎬ２０１８(２).[２]郝玉焕.整体法与隔离法在高中物理中的巧妙应用[Ｊ].试题研究ꎬ２０１７(３).[责任编辑:闫久毅]实验重新定义动能定理袁㊀恩(广东省茂名高州市㊀５２５２００)摘㊀要:目前动能定理的定义之前科学家的理解存在争论ꎬ本人将与实验为基础重新定义动能定理.动量是矢量大小等于物体的质量乘以速度ꎬ即ｐ＝ｍｖ的状态量.动能是标量能量的一种ꎬ大小为Ｅｋ＝１２ｍｖ２的过程量.设物体的初始动能为０ꎬ正确的动能定理大小等于物体的质量乘以速度ꎬ沿用伽利略公式:Ｅｋ＝ｍｖ－０＝ｍｖ＝ＦΔｔ.关键词:能量守恒ꎻ弹性碰撞ꎻ动能定理ꎻ动量定律中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０１９)０１－００８８－０２收稿日期:２０１８－１０－１５作者简介:袁恩(１９８６.１０－)ꎬ男ꎬ广东省高州人ꎬ从事物理应用研究.㊀㊀中国春秋时期墨翟及其弟子的著作«墨经»(公元前４６８年 公元前３７６年)中ꎬ有涉及力学㊁光学㊁几何学㊁工程技术知识和现代物理学㊁数学的基本描述.伊壁鸠鲁(公元前３４２ ２７０)结合德谟克利特(公元前４６０~公元前３７０)的原子论ꎬ正确地提到碰撞: 当原子在虚空里被带向前进而没有东西与它们碰撞时ꎬ它们一定以相等的速度运动. 阿基米德(公元前２８７年 公元前２１２年)ꎬ确立了静力学ꎬ杠杆原理ꎬ浮力原理和流体静力学的基本原理.古希腊斯吉塔拉人ꎬ亚里士多德(公元前３８４~公元前３２２)学派:物体由静止到运动是外力作用的结果ꎬ认为物体保持运动是外力持续作用的结果ꎬ否则物体运动会停止ꎻ六世纪亚歷山大里亚人ꎬ约翰 斐劳波诺斯学派提出冲力学:这是一种不随时间流逝的动力ꎬ这种动力可以维持物体永远运动下去ꎬ公元１３７９年在巴黎大学任教英干姆的马昔里引入冲力学的衰退概念ꎻ伽利略ꎬ牛顿学派在实验的基础上修正了亚里士多德学派和约翰 斐劳波诺斯学派概念而提出:如果没有外力作用ꎬ任何物体将保持静止或匀速直线运动状态称为物体的惯性.１３－１４世纪英国牛津大学的梅尔顿学院积聚了一批数学家ꎬ对运动描述作过研究ꎬ他们提出了平均速度的概念ꎬ后来又提出加速度的概念.十七世纪初ꎬ伽利略首先提出 动量 概念ꎬ１６３４年完成一本力学著作«关于两门新科学的谈话和８８数学证明».伽利略的定义是指物体的重量与速度的乘积ꎬＰ＝ＭＶ可用来描写物体遇到阻碍时所生的效果.马尔西(１５９５ １６６７)ꎬ布拉格大学校长ꎬ在１６３９年发表了他研究碰撞问题的一些成果ꎬ书名是«运动的比例»ꎬ还提出了概念: 两球发生碰撞ꎬ一球将动量传递给另一球. 笛卡尔应用了伽利略提出的动量定义ꎬ他的著作«哲学原理»(１６４４)提出动量守恒的时候 质量 ꎬ 速度矢量 概念没建立ꎬ而且不是好完善.惠更斯在研究物体碰撞时发现动量是矢量.笛卡尔和惠更斯理论都没有出现 质量 概念ꎬ把 重量 概念和 质量 概念混用.１６８７年ꎬ牛顿在他的«自然哲学的数学原理»首次明确地定义了质量的概念ꎬ并且定义了动能.牛顿动能定义解析为:"运动的量是用它的速度和质量一起来量度的. 牛顿运动量度的概念是同伽利略ꎬ笛卡尔和惠更斯一致.这时期动量ＭＶ作为运动的量度ꎬ得到了科学界的普遍认可.１６８６年ꎬ莱布尼茨在他的«关于笛卡尔和其他人在确定物体的运动量中的错误的简要论证»论文中ꎬ对伽利略ꎬ牛顿ꎬ笛卡尔ꎬ惠更斯学派量度提出了异议.他认为力必须由它所产生的效果来衡量ꎬ他由此得出ꎬ应该用Ｐ＝Ｍｖ２而不是用Ｐ＝Ｍｖ来量度物体 运动的力 .一直到１８０７年英国学者托马斯 杨引进了能量的概念.后来根据科里奥利的建议ꎬ代入均匀加速运动公式Ｓ＝１２ａｔ２ꎬ莱布尼茨公式Ｐ＝Ｍｖ２以动能Ｅｋ＝１２ｍｖ２来表达公式ꎬ该动能公式一直沿用至今.之后还出现ꎬ两种争论:１７４３达朗贝尔的 判决 ꎬ没有真正解决问题和１９世纪中叶以后的恩格斯的科学 量度 .安培力正功和安培力做负功ꎬ都是遵循Ｅｋ＝ｍｖ＝ＦΔｔ的物理公式变量ꎬ是对恩格斯的科学 量度 理论的博弈.为此ꎬ本文将通过现代实验来进一步探讨以上公式的合理性ꎬ得出动能表达公式是伽利略动能公式:Ｅｋ＝ｍｖ＝ＦΔｔ.㊀㊀一㊁风力小车电能公式推导电能和动能单位都是焦耳ꎬ同一台的风力小车功率Ｐ恒定系统内电机工作时间Τ１＝Τ２ꎬ电能转换成承重质量Μ１ʂΜ２的动能ＥΚ１＝ＥＫ２.力学轨道小车实验砝码和重力势能高度恒定ꎬＥ＝ＦＳ数值恒定ꎬ承重小车质量增加ꎬ砝码引力作用时间Ｐ＝ＦＴ数值同时增加.质量不相同等离子体的电势能存在力学轨道小车实验物理现象.同一台的风力小车相同时间Ｔ１＝Ｔ２ꎬ工作功率Ｐ１＝Ｐ２恒定且摩擦力为零.空气密度稳定中推动不同承重质量Μ１和Ｍ２ꎬ因此推力Ｆ１＝Ｆ２恒定.证明:动能公式ΕΚ原＝１２ｍｖ２＝ＦＳ不成立ꎬＥＫ改＝ｍｖ＝ＦΔＴ成立.ȵ风力小车电机功率Ｐ１＝Ｐ２恒定且在相同时间Τ１＝Τ２内推动承重质量Μ１ʂΜ２ꎻʑＷ１Ｗ２＝Ｐ１Ｔ１Ｐ２Ｔ２＝１ꎻȵＦ１＝Ｆ２ꎬＴ１＝Ｔ２ꎬΜ１ʂΜ２ꎻʑΕｋ１原Ｅｋ２原＝Ｆ１Ｓ１Ｆ２Ｓ２＝ａ１Ｔ２１ａ２Ｔ２２＝Μ２Μ１ʂ１ȵＷ１Ｗ２＝１ꎬＥｋ１原Ｅｋ２原ʂ１ꎻʑ动能公式ΕΚ原＝１２ｍｖ２＝ＦＳ不成立ꎻȵＦ１＝Ｆ２ꎬＴ１＝Ｔ２ꎻʑＥｋ１改Ｅｋ２改＝Ｆ１Ｔ１Ｆ２Ｔ２＝１ꎻȵＥｋ１改Ｅｋ２改＝Ｗ１Ｗ２＝１ꎻʑ动能公式ＥＫ改＝ｍｖ＝ＦΔＴ成立.气垫轨道实验完全弹性碰撞过程遵循动量守恒定理和能量守恒定理ꎬ实验结果是不遵循１２ｍ１ｖ２１＝１２ｍ１ｖᶄ２１＋１２ｍ２ｖᶄ２２ꎬ只遵循Μ１Ｖ１＝Μ１Ｖ１ᶄ＋Μ２Ｖ２ᶄ.电能公式推导同样是只遵循Ｅｋ＝ｍｖ＝ＦΔｔ的物理公式变量ꎬ循环水发电站是存在ꎬ因此力ꎬ时间ꎬ动能关系公式为:伽利略的力Ｆ＝ＥｋΔｔ.此公式为基础分析爱因斯坦的光量子假说㊁亚历山大 贝克勒尔的光生伏特效应㊁赫兹的光电效应㊁汉斯 克里斯蒂安 奥斯特的电流磁效应㊁迈克尔 法拉第的电磁感应中牛顿定律和高能电子摩擦力发光内牛顿第三定律受力现象能做工质循环型航天推进器.本人提出新概念: 重力势能大小等于物体之间引力因子作用时间成正比ꎬ电势能也是与电势能因子作用时间成正比.原来荷兰惠更斯的矢量动量Ｐ＝ＭＶ＝ＦＴꎬ反弹方向相反完全弹性碰撞矢量就不成立ꎬ标量守恒. 因此ꎬ验证重新定义动能定理:伽利略动能公式Ｅｋ＝ｍｖ＝ＦΔｔ成立.㊀㊀参考文献:[１]王成.在历史中寻求 动量和动能 的联系[Ｊ].物理教学ꎬ２００８ꎬ３０(１２):４６－４７.[２]雷广粮.从物理学史的角度谈与牛顿第二定律有关的几个问题[Ｊ].物理通报ꎬ２００７(８):１５－１７.[３]郭奕玲ꎬ沈慧君.物理学史[Ｍ].北京:清华大学出版社ꎬ２００５.[４]裴超ꎬ杨效华.利用ＤＩＳＬａｂ探究安培力的影响因素[Ｊ].物理之友ꎬ２０１７(９):２８－２９.[５]陈敏华.重新认识动能定理[Ｊ].物理教学ꎬ２００８(６):１０－１３.[６]张黎.对安培力与安培力做功的一种解释[Ｊ].物理通报ꎬ２０１０(５):６８－６９.[７]李维钧ꎬ赵四建.气垫导轨上的电磁感应实验[Ｊ].物理实验ꎬ２００７ꎬ２７(８):２８－３１.[８]杨三春.冰冻三尺ꎬ非一日之寒 议动量㊁动能概念的建立[Ｊ].中学物理教学参考ꎬ２００３(０６):６２－６３.[９]刘茂军ꎬ肖利ꎬ赵志刚.实验验证动能定理的研究[Ｊ].中小学实验与装备ꎬ２００７ꎬ１７(４):６－８.[１０]史蒂芬 霍金ꎬ列纳德 蒙洛迪诺.大设计[Ｍ].长沙:湖南科学技术出版社.２０１０.[责任编辑:闫久毅]９８。
高中物理之探究动能定理实验【知识建构】【考情分析】 考试大纲 大纲解读实验五 探究动能定理 本实验属高考冷点，在近几年的高考中涉及的很少，但“利用图像法处理实验数据”这种科学思路在未来的高考中还会涉及，难度相对较低【考点知识梳理】1．实验目的：探究恒力做功与物体动能改变的关系．2．实验原理：如图4－5—1，小车在一条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________，那么，第2次，第3次…实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次2倍、3倍…如果把第1次实验时橡皮筋功记为W ，以后各次的功就是2W 、机械能功 功 做功的两个必要因素 恒力做功：θcos Fs W =变力做功 功率平均功率：t W P =或θcos v F P =瞬时功率：θcos Fv P = 机车的两种启动方式 以恒定的功率启动以恒定的加速度启动 机械能 动能：2k 21mv E = 重力势能：mgh E =p 弹性势能：)(212仅适用于弹簧kx E p = 机械能：p k E E E += 基本规律 功能关系：E W ∆= 动能定理：12k k E E W -= 机械能守恒定律：p2k2p1k1E E E E +=+ 能量转化和守恒定律 图4－5－13W …．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由_______________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．以橡皮筋对车做的功为__________，小车获得的速度为__________，以第1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．同样作出W —v 2曲线和W —mv 2曲线． 3．实验器材：附有定滑轮的长木板，薄木块，小车，细线，砝码盘及砝码，__________，低压交流电源、导线、天平（带一套砝码），___________、纸带及复写纸等．【考点知识解读】一、探究过程⑴按图4－5—2所示安装好实验仪器．先固定打点计时器，长木板的两侧A 处钉两个小钉，小车放在B 处挂上一根橡皮筋，使橡皮筋处于自由长度，并且AB 之间的长度略小于A 到木板右端的长度或大致相等，使小车从B 位置运动到长木板右端时受到橡皮筋向左的拉力做减速运动的距离较小．让纸带通过打点计时器，固定在小车上．⑵将木板一端垫起来，形成一个斜面，轻推一下小车，小车做匀速运动．此时sin f mg α=．⑶第一次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v 1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W ，并将得到的数据记入表格．⑷换用2条、3条、4条…同样的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出2v 、3v 、4v ……，橡皮筋对小车做功分别为2W 、3W 、4W ……将数据记入录表格．⑸分析纸带求出小车在橡皮筋自由长度时，即匀速运动时的速度，在纸带上找出距离相等的三个点并测出它们的距离s ，求出速度2sv T=． ⑹记录数据图4－5－2W v v 2 v 3s t1．00 0．04 2．00 0．04 3．00 0．04 4．00 0．04 5．00 0．04 6．000．04⑺建立W —v ，W —2v ，W —3v 直角坐标系，描点并用平滑的曲线连结，探究W 与v 、W 与2v 、W 与m 2v 的关系．⑻分析图象得到结论．二、注意事项(1)我们用2条、3条……橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，每次实验时橡皮筋伸长的长度都应保持一致．(2)实验时可使木板略微倾斜，使小车恰能做匀速运动（平衡摩擦力）三、 误差分析⑴橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比．⑵小车受力为零的位置不一定在设定的B 点．⑶由于小车不受拉力的位置不一定在B 点，这就使拉力功W 与橡皮筋的条数不成正比，而作图象时纵坐标的单位长度依然将功与橡皮筋的条数按正比关系取值，这样使作出的W 、v （2v 、3v ）各对应点的分布与W —v （2v 、3v ）函数图象发生偏离．【例题】为了探究对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图4－5—4所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题（打点计时器交流电频率为50Hz ）：(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?___________________________________________________________________图4－5－4 图4-5-3(2)①当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W．②由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图4－5—5所示是其中四次实验打出的部分纸带．图4－5—5试根据第①、②项中的信息，填写下表．次数 1 2 3 4橡皮筋对小车做W功小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论：_________________________解析：（1）将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．（2）表格中数据如下次数 1 2 3 4橡皮筋对小车做2 W3 W4 W功小车速度v(m/s) 1．0 1．415 1．73 2．0v2(m2/s2) 1．0 2．0 3．0 4．0结论：橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比．答案：如【解析】所示【变式训练】与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时器，其结构如图4－5—6甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器可以显示物体的挡光时间．甲乙图4－5－6现利用如图4－5—6乙所示装置探究动能定理．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5．00×10-2s、2．00×10-2s．已知滑块质量为2．00kg，滑块沿斜面方向的长度为5．00cm，光电门1和2之间的距离为0．54m，g=9．8m/s3，取滑块经过光电门时的平均速度为其瞬时速度．（1）滑块通过光电门1时的速度v1=________m/s，通过光电门2时的速度v2= _________m/s．（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力做的功为___________J．（3）结论：_________________________________________．【考能训练】A 基础达标⒈在“探究动能定理”的实验中小车会受到阻力的作用，可以使木板倾斜作为补偿，下面操作正确的是A．使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B．使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C．沿木板向下推一下带纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可D．以上说法都不对⒉对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是每一次实验的多少倍即可，使用的方法是A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为s、2s、3s、…进行第1次、第2次、第3次…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…B．让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F，第3次力为3F…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功的就是W、2W、3W…D．利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W…⒊在探究动能定理的实验中，小车在运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差．解决的办法是：使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下列说法中正确的是（）A ．木板只需稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求B ．木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力沿斜面的分力应等于小车受到的阻力C ．如果小车在滑行的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的D ．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的⒋在探究动能定理的实验中，作出的W —v 曲线如图4－5—7所示，应为（ ）⒌在探究动能定理的实验中，以v 2为横坐标，W 为纵坐标，画出的图象为______，说明W 与v 2的关系_________．⒍ 在“探究动能定理”的实验中计算小车的速度时，应选择纸带上那些点进行计算（ ） A ．小车开始运动的点 B ．纸带上远离小车的点 C ．纸带上靠近小车的点 D ．确定小车作匀速运动的点⒎如图5－5—8为探究功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带．（1）应选哪些点距离进行测量？（2）怎样根据测得的数据确定小车的速度？⒏在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力成功的条件是什么？B 能力提升图4－5－7 图4－5－8 图4-5-98.（2008广东16）．某实验小组采用图所示的装置探究“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4-5-10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。
（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中2022v v v -=∆）。
根据图线可获得的结论是 。
要验证“动能定理”还需测量的物理量是摩擦力和 。
图4-5-10图4-5-119.（2009广东15）．某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。
