关于实验探究合外力做功和动能变化的关系第1页，共27页，星期日，2025年，2月5日1.实验目的：？W合=Ek2–Ek12.实验设计（依据目的）：W合=FxEk=思考：需要测量的物体量有哪些？怎样获取（测量）实验数据？需要哪些实验器材？step1mv2第2页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.器材选择：长木板(一端附有滑轮)小车细线砝码若干打点计时器（交流电源）纸带step1第3页，共27页，星期日，2025年，2月5日4.实验原理：a.求合外力做的功：W=FX合外力是否等于绳子的拉力？【典例精析】Ff第4页，共27页，星期日，2025年，2月5日4.实验原理：如何操作才能让拉力作为小车的合外力？平衡摩擦力F=T拉力是否等于钩码的重力？什么情况下二者近似相等？m(钩码）M（小车）T=mg【典例精析】（平衡摩擦力）第5页，共27页，星期日，2025年，2月5日4.实验原理：位移如何测量？通过测量纸带上两点之间的距离得到（刻度尺）b.怎样测出动能的变化量？测小车M天平（题目告知M的值）测初末V处理纸带求瞬时速度【典例精析】Mv22-Mv12第6页，共27页，星期日，2025年，2月5日5.实验步骤（注意事项）：把纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器，改变木板的倾角，让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车能做匀速运动（检验）把细线系在小车上并绕过定滑轮，悬挂量钩码，使钩码的质量远小于小车的质量，小车在细线的拉力作用下做匀加速运动.由于钩码的质量很小，可认为小车所受拉力F的大小等于钩码所受重力的大小接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点.重复以上实验，选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，由纸带可以找到位移和时间的信息，由钩码的质量可以知道小车所受的力.【典例精析】第7页，共27页，星期日，2025年，2月5日6.数据处理（方法）：W合=7.误差分析：系统误差：拉力不等于钩码的重力偶然误差：平衡摩擦力不足（过度）分析纸带（测量X、V）减小误差的方法：8.实验改进与创新设计：【典例精析】Mv22-Mv12第8页，共27页，星期日，2025年，2月5日练习册P47例1：某同学为探究“合力做功与物体动能变化的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20kg，钩码总质量m＝0.05kg.②释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为f＝50Hz)，打出一条纸带．【典例精析】第9页，共27页，星期日，2025年，2月5日(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.004m．d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把钩码重力(当地重力加速度g＝9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J(结果保留三位有效数字)，把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝______.(结果保留三位有效数字)【典例精析】0.125J0.1761.12m/s第10页，共27页，星期日，2025年，2月5日(2)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因【典例精析】AB第11页，共27页，星期日，2025年，2月5日【创新方案设计1】橡皮筋小车