探究动能定理教学设计

⑴ 探究动能定理用了什么物理实验方法

探究动能定理用了（控制变量法）物理实验方法
对动能定理运用实验进行回探究，有两种方式答。一种是探究合力的功与物体动能增加量间的关系。另一种是物体运动的初速度为零，保持物体质量不变，探究合力的功与物体末速度的关系。
两种方式中都需要测出合力的功，为了测量方便，可使对物体做功的合力是便于测量的恒力，或者保持被做功物体质量不变，使合力的功倍增变化。两种方式中，都需要测量被做功物体的速度，速度的测量可运用“纸带法”、速度传感器、光电门等。

⑵ （1）“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0

（1）该是实验中要进行平衡摩擦力的操作，正常情况是纸带上打出点先逐渐增大，后间距不专变，即小车先加速属后匀速，若两端密、中间疏则说明小车后来做减速运动，这说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够，即没有使木板倾斜或倾角太小，故A正确；
B、当小车速度达到最大时，橡皮筋处于原长状态，小车匀速运动，故B错误；
C、根据实验原理可知，当小车匀速运动时速度达到最大，因此应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度，故C正确；
D、本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，故D错误．
故选AC．
（2）①根据功能关系可知：mgsinθ?μmgcosθ＝

v2，因此质量可以约掉，故该实验中不需要测量物体的质量．
②合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论W∝v²．为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L-v²图象．
故答案为：应进一步绘制L-v²图象．

⑶ 某实验小组采用如图甲所示的装置“探究动能定理”．实验的主要操作步骤如下： （1）未挂钩码前，将长木

（2）设绳子的拉力大小为F． 根据牛顿第二定律得： 对小车：F=ma 对钩码：mg-F=ma 解得：F= 1 2 mg ，a= 1 2 g B点的速度等于AC间的平均速度，为 v B = x 3 - x 1 2T 从0到B小车动能增量为△E kB = 1 2 m v 2B -0= 1 2 m( x 3 - x 1 2T ) 2 ； 从O到B绳子拉力对小车做的功为 W=Fx 2 = 1 2 mg x 2 ． （3）作出图象所示． （4）根据运动学公式得：v 2 =2ax=2× 1 2 gx=gx 根据数学知识可知图象的斜率等于重力加速度g，为 g= 4-0 0.41-0 m/s 2 =9.75m/s 2 ； 故答案为：（2） 1 2 mg ； 1 2 m( x 3 - x 1 2T ) 2 ；（3）如图所示；（4）9.75（9.65～9.85之间均可）

⑷ 某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝v3．他们的实验装

每次实验物来体从不同初位置处静止自释放，量出初位置到速度传感器的位移、读出物体到传感器位置的速度．
由动能定理可知：W=

1

2

mv²，然后分析实验数据得出结论，需要测量的量为：物体的位移、物体的速度；
合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论W∝v²．为了更直观地看出W和v的变化关系，应该绘制W-v²图象．
由W=

1

2

mv²可知，W与v²成正比，图象是一条倾斜的直线．
故答案为：物体的位移、物体的速度；W-v²；一条倾斜的直线．

⑸ “探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0．当用

（1）平衡摩擦力，使小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，是橡皮筋对小车专所做的功等于合外属力对小车做的功，故需要平衡摩擦力；实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系
（2）A、打点计时器使用的交流电源，故A错误．
B、实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系．故B错误
C、小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功，所以小车必须从同一位置由静止弹出．故C正确．
D、橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：W＝

1

2

mv2的关系，所以当小车质量一定时：w与v²成正比．所以最好做w与v²的关系，实验时需要画多个图象找最好的，故D正确．
故选：CD．
故答案为：（1）需要 保证每根橡皮条对小车做功相同
（2）CD．

⑹ 探究动能定理的实验，为啥选取纸带上间距均匀的点

间距均匀说明速度一定了。

⑺ 实验题：某实验小组利用如图所示的实验装置来“探究动能定理”．（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，由

（1）由于遮光条复比较小制，通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为：v=

d

△t

；
（2）钩码和滑块所组成的系统为研究对象，钩码在下降的过程中，其重力做功mgs，系统动能的增加，增量为：

1

2

(m+M)(

d

△t

)2，因此只要比较二者是否相等，即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等．
故答案为：（1）

d

△t

；（2）mgs

1

2

(m+M)(

d

△t

)2

⑻ 探究动能定理的实验步骤

1实验装置如图所示来，一端源系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；

2保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。

⑼ 图（a）为探究动能定理的实验装置示意图，实验步骤如下：①长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的

（1）数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物版体通过光电门的平均权速度， 用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v= d △t ； 游标卡尺的主尺读数为9mm，游标读数为0.05×17mm=0.85mm， 所以最终读数为：9mm+0.85mm=9.85mm=0.985cm； （2）实验前已经平衡摩擦力，故重物的重力相当于系统受到的合外力，根据动能定理则重物重力做的功等于重物和小车增加的动能，故选：B； 故答案为：（1） d △t ，0.985cm；（2）B．