探究物体在力的作用下,物体所受合力的功与物体动能变化的关系
由动能定理:物体所受合力的功等于物体动能量变化,即∑Fs=Ek2-Ek1。 本实验用手拉动小车在倾斜的轨道上滑动,这个拉力用力传感器来测量。位移传感器测出小车运动的位移规律,进而可以得到小车的速度,进而计算得到小车的动能;计算力对位移的乘积(或力对位移积分),得出力所作的功
实验器材
GQYeLab、光电门传感器,计算机。力学轨道和附件、小钩码、配重砝码等。
实验装置图:如下图

实验准备:
使用单机运行平台软件做此实验,★ 请进行“GQY实验必备操作” ★,打开“变力的功与物体动能的变化”实验模板。
实验步骤与数据分析
1.按实验装置图组装好器材。注意保持细线与轨道平行;位移传感器的发射端离开接受端大于4cm。实验中手拉时,要使力传感器与细线成一直线。
2.调整力传感器显示拉力为正值。对力传感器进行挍零。
3.点击进入“实时数据”页面,把物体质量值输入相应的框。小车加上位移传感器及连接螺杆螺母总质量(0.350kg),配重砝码每个50克。
4.闭合位移传感器的电源开关;点击“开始”,随即拉动小车在轨道上滑动。1秒后系统会自动结束采集。断开位移传感器电源。
5.点击进入各页面,观察物体位置-时间、动能-时间图像、力-时间图像。
6.点击进入“ΣF、Ek-s”页。双击选中一段F-s图像,进行合力F对s的积分,得到合力的功。
7.移动光标到动能Ek-s的起始点和结束点(在积分的区域),得到相应的动能值;算出动能的增量。比较动能增量与 F s 积分值。
8.在小车上加配重砝码,改变物体质量;改变拉力的大小。重复上述实验的步骤3-7,测出不同拉力下的多组数据。
9.分析实验结果,得到规律。