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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
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。
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。
实验五探究动能定理一、基本原理与操作原理装置图操作要领(1)平衡：垫高木板的一端，平衡摩擦力(2)做功①用一条橡皮筋拉小车——做功W②用两条橡皮筋拉小车——做功2W③用三条橡皮筋拉小车——做功3W(3)小车：靠近打点计时器且接通电源再释放小车；每次小车须由同一位置由静止弹出(4)测速：测出每次做功后小车获得的速度1.利用纸带确定小车的末速度(1)橡皮筋恢复原长时小车已匀速，故应利用纸带上间距相等的部分计算小车速度。
(2)利用v＝xt计算小车的速度，为减小测量误差，所选的范围应尽量长些。
2.绘制图象分别用各次实验的v和W绘出W－v，W－v2，W－v3等关系图象，直到作出的图象是一条倾斜的直线。
注意事项(1)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点。
(2)橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同。
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。
误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功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也会造成误差。
(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。
教材原型实验命题角度实验原理与基本操作【例1】某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图1中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。
当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。
每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
图1(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________(填测量工具)和__________(选填“交流”或“直流”)电源。
(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()A.放开小车，能够自由下滑即可B.放开小车，能够匀速下滑即可C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图2中纸带的________部分进行测量。
2021年高考物理实验复习考点过关检测题15 验证（探究）动能定理1．某实验小组想用下图所示装置验证动能定理。
垫块的作用是使长木板产生一个合适的倾角来平衡小车运动过程中受到的阻力，小车的凹槽可以添加钩码以改变小车的质量，用小桶以及里面的细沙的重力来替代小车受到的合力，可以改变细沙的多少来改变合力的大小。
已知打点计时器的打点频率为f，当地重力加速度为g。
(1)要完成实验，必须测量哪些物理量___A．纸带上某两点间的距离x，以及这两点的瞬时速度B．长木板的倾角αC.小车及凹槽内钩码的总质量MD.小桶及里面细沙的总质量m(2)仔细平衡小车受到的阻力，并多次改变小车的质量M和小桶里面细沙的质量m，通过测量和计算发现：合力的功总是大于两点动能的差值，这___（填“符合”或“不符合“）实验的实际情况。
2．图甲是某同学验证动能定理的实验装置。
其步骤如下：A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。
合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1及小车质量m2C．取下细绳和易拉罐换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙（中间部分未画出），O为打下的第一点。
已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g①步骤C中小车所受的合外力大小为______。
②为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x0，OC间距离为x1，需要验证的关系式为_____（用所测物理量的符号表示）。
3．在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，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，直到打点计时器在纸带上打出一系列___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__，打出一条纸带，关闭电源。
探究动能定理研究报告引言本研究报告旨在探究动能定理的基本概念、原理和应用，并通过实验验证动能定理的正确性。
动能定理是物理学中一个重要的定理，它描述了物体的动能与所受到的力之间的关系。
通过对动能定理的深入理解，我们可以更好地理解物体运动的本质和物体之间相互作用的规律。
动能定理的定义动能定理是物理学中描述物体动能与所受到的力之间关系的定理。
根据动能定理，物体的动能可以通过物体所受到的合外力对其做的功来表示。
换句话说，动能定理表明物体动能的增量等于所受到的合外力对其做的功。
动能定理的数学表达式如下：W = ΔK其中，W表示所受到的合外力对物体做的功，ΔK表示物体动能的增量。
动能定理的推导我们可以通过对物体的运动过程进行分析，推导出动能定理的数学表达式。
考虑一个物体在力F作用下，沿直线方向从点A运动到点B的过程。
根据力学定律，物体所受到的合外力对其做的功等于力的大小与物体在力的方向上的位移的乘积。
在这个过程中，物体的初速度为v1，末速度为v2，位移为Δx。
根据物体的加速度和速度之间的关系，我们可以得到：v2^2 = v1^2 + 2aΔx将上式代入功的表达式中，得到：W = FΔx = mΔv^2 / 2a其中，m为物体的质量，a为物体的加速度，Δv为物体速度的增量（Δv = v2 - v1）。
根据动能定理的定义，我们知道W = ΔK，将上式中的W代入，可以得到：ΔK = mΔv^2 / 2a这就是动能定理的数学表达式。
动能定理的应用动能定理的应用非常广泛，它可以帮助我们理解和分析各种物理现象和实际问题。
1. 碰撞问题在碰撞问题中，动能定理可以通过对碰撞前后物体动能的改变来分析碰撞的性质。
根据动能定理，碰撞中物体动能的总增量等于合外力对物体做的功。
通过计算碰撞前后物体动能的变化，我们可以推断出碰撞的类型（弹性碰撞或非弹性碰撞）以及物体之间的相互作用。
2. 飞行问题在飞行问题中，动能定理可以用来分析飞行器起飞、着陆和飞行过程中的动能变化。
探究动能定理实验专题本文介绍了两种探究动能定理的实验方法。
第一种方法是利用重物做自由落体运动，具体方法可以参考三维设计。
第二种方法是利用探究牛顿第二定律的实验装置，目的是探究外力做功与物体动能变化的定量关系。
实验装置包括长木板、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码和天平。
实验步骤包括测量木块、砝码和砝码盘的质量，装置好实验器材，接通打点计时器电源，释放木块让它做加速运动，取下纸带并重复实验，选取点迹清晰的纸带进行数据处理，通过实验数据求出W合和ΔEkAB，比较两者之间的关系。
误差分析包括平衡摩擦力和测量位移、速度的不准确可能会带来误差。
此外，文章还提到了一个例子，介绍了某探究研究小组利用装置进行动能定理实验的情况。
本实验利用橡皮筋做功，探究动能定理。
实验器材包括计时器、纸带、木板、滑块、细线滑轮、水平实验台和小沙桶。
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，实验时需在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。
在实验中，用打点计时器记录滑块的运动情况，测出两点的间距L和速度大小v1与v2（v1<v2）。
最终要验证的数学表达式为动能定理。
例2中，探究___做功与物体的动能改变量的关系的实验器材包括打点计时器、天平、秒表、低压交流电源、电池、纸带、细线、砝码、小车、砝码盘和薄木板。
多余的器材是薄木板，缺少的器材是气垫导轨和光电门计时器。
测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平。
利用打点计时器记录小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据可以验证动能定理。
例3中，利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理。
通过改变滑轮下端的小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力，滑块上装有宽为d的挡光片。
实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块的质量为M，计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为Δt1、Δt2.在满足小盘和沙子的重力所做的功等于滑块动能的改变量的条件下，还需测量滑块的速度v和间距L。
动能定律通过实验验证动能定律动能定律是经典力学中的重要定律之一，它表明一个物体的动能与其质量和速度的平方成正比。
在物理学中，动能是描述物体运动能力的物理量，其大小与物体的质量和速度有关。
而动能定律可以通过实验来验证。
实验室中的物理实验是验证科学定律的基础。
通过适当的实验设计和准确的数据测量，科学家们可以通过对实验结果的分析和计算来验证理论定律的正确性。
对于动能定律这一定律来说，我们可以通过设计一个简单的实验来验证它。
首先，我们需要准备实验所需的物品，包括一个小球和一条平直的斜面。
小球可以是任何物体，如一个金属小球或一个乒乓球，只要可以在斜面上滚动即可。
斜面的角度可以根据实验的需要来调整。
实验的步骤如下：将小球放置在斜面的起点处，使其沿斜面滚动。
在小球下滚的过程中，使用计时器测量它通过不同位置的时间，记录下对应的时间和位置数据。
重复此次实验，取多个数据点以获得更准确的结果。
得到了一组数据后，就可以对动能定律进行验证了。
根据动能定律，体验只与质量和速度的平方成正比。
我们可以通过计算小球在不同位置的平均速度来获得它的平均动能，然后观察这些动能值与质量和速度的平方的关系。
在实验中，我们可以保持小球的质量不变，只调整斜面的高度来改变小球的速度。
当斜面越陡峭时，小球的速度会增加。
通过比较不同位置下的平均动能与速度的平方的关系，我们可以发现它们成正比。
这就验证了动能定律。
除了通过斜面实验验证动能定律外，还可以通过其他实验方法来验证。
例如，可以将小球用力投射到空中，然后测量其上升和下降的高度，再根据重力势能和动能的关系来验证动能定律。
这些实验都可以通过精确的数据测量和计算来验证动能定律的正确性。
在验证动能定律的过程中，需要注意实验设计的准确性和数据测量的精确性。
只有在实验条件和数据分析方面都具备严谨性时，我们才能得出正确的结论。
总之，动能定律是通过实验验证的重要物理定律之一。
通过精确的数据测量和适当的实验设计，我们可以验证动能与质量和速度的平方成正比的关系。
