探究物体在恒力的作用下,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。
本实验用小重物拉动小车在轨道上滑动,因为重物的质量远小于小车的质量,可认为小车是在恒力(等于小重物的重力)的作用下运行。测出小车通过两光电门的时间,得到小车的速度,进而计算得到小车的动能;根据两光电门之间的距离,计算得出恒力所作的功
实验装置图


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“恒力做功与动能的变化”实验模板。
实验步骤与数据分析
1.小车上安装宽度为5mm的“I”型挡光片,将两个光电门固定(相距40cm)在轨道上。光电门传感器选用三段计时(I-U-I)模式。
2.调整轨道,平衡摩擦力。把3个小钩码悬挂在导轨末端下方,并通过牵引绳与小车连接,对小车施加拉力。
3.点击进入“实时数据”页面,把物体质量,挡光宽度,拉力重物质量,两光电门间距离等输入相应的框。小车质量(0.250kg),小钩码质量每个2克,配重砝码每个50克。
4.点击“开始”,令小车从轨道的一端滑动,使挡光片依次通过两光电门传感器,则挡光片通过两只光电门传感器的挡光时间t1、t2 和速度v1、v2会记录在相应的框中。
5.进入“分析”页面,观察动能变化量、拉力做功数据,分析两者关系。
6.逐渐增加小钩码的质量,使其对小车施加的拉力逐次增大;在小车上加配重砝码,改变物体质量。重复上述实验的步骤3-6,测出不同拉力下的多组数据。
7.点击进入“数据表格”页面。得到规律。