2014年高中物理实验：验证动能定理

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实验仪器：电磁打点计时器(J0203型)、学生电源、长方形木块(约10×7×4厘米3)、纸带、天平(学生天平或托盘天平)、带定滑轮的木板(长约1米)、细线、砝码盘、砝码

实验目的：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。

实验原理：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。

教师操作：

(1)用天平测出木块的质量。把器材按图装置好。纸带固定在木块中间的方孔内。

(2)把木块放在打点计时器附近，用手按住。往砝码盘中加砝码。接通打点计时器电源，让它工作。放开木块，让它做加速运动。当木块运动到木板长的 左右时，用手托住砝码盘，让木块在阻力作用下做减速运动。当木块到达定滑轮处(或静止)时，断开电源。

(3)取下纸带，在纸带上反映物体加速运动和减速运动的两部分点迹中较理想的一段，分别各取两点(其间点迹数不少于9点)。量出SA、SB、SC、SD和SAB、SCD。由SA、SB、SC、SD及相应的时间间隔(图中为0.08秒)。算出VA、VB、VC、VD，利用VA、VB和A、B间的时间间隔求出A、B间木块运动的加速度aAB;同法求出aCD。则木块质量m与aAB、aCD的乘积分别表示在AB段和CD段木块受的合力。

(4)根据实验结果填好下表，看F合S与ΔEk是否相等。

加速阶段减速阶段

计数点附近的位移(m)SA= SB=SC= SD=

各计数点处的速度(m/s)VA= VB=VC= VD=

运动的加速度(m/s2)aAB=aCD=

木块受的合力ma(N)FAB=FBC=

计数点间的位移(m)

合外力的功(J)

木块的动能增量(J)

(5)重新取计数点，重复步骤(3)和(4)，再验证一次。

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